[發明專利]一種快速實現生物濾池厭氧氨氧化的方法與裝置

有效

• 申請號: 201410586331.8
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104355404A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 楊慶;馮紅利;劉秀紅;谷鵬超
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F101/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種含氮廢水生物處理工藝的快速實現方法，與傳統硝化—反硝化脫氮工藝相比能夠節省約62.5％的供氧量、100％的外加碳源，污泥產量可減少70～80％。適用于污泥消化液、垃圾滲濾液和污水處理廠二級水的深度處理，有利于經濟有效地控制水體氮素污染，提高污水深度脫氮效率和回用水水質，并降低回用水處理成本，屬于污水處理技術領域。

背景技術

隨著社會經濟的飛速發展，環境問題也日益受到人類的關注，其中水體的富營養化現象(指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現象)逐漸引起人們的高度重視。生物硝化反硝化是目前普遍采用的污水脫氮方法。傳統硝化作用分兩步進行。首先，氨氮在氨氧化菌(AOB)的作用下轉化為亞硝酸鹽；隨后，亞硝酸鹽通過亞硝酸氧化菌(NOB)轉化為硝酸鹽。反硝化作用是在缺氧及存在有機碳源的條件下，由反硝化菌將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽并進一步還原為氮氣。但當處理低氨氮廢水(如某些以居民生活污水為主的城市污水)時，由于碳源不足或水溫波動等原因，脫氮效率較低。

厭氧氨氧化生物脫氮技術是在厭氧條件下，厭氧氨氧化菌以亞硝酸鹽氮或硝酸鹽氮為電子受體，直接將氨氧化并生成氮氣的過程。與傳統的硝化反硝化工藝或同時硝化反硝化工藝相比，厭氧氨氧化為自養微生物過程，并具有不需要外加有機碳源、污泥產量少、不需曝氣、節省運行費用、不需要酸堿中和劑、無二次污染等優點，適用于低碳氮比廢水的處理。實現厭氧氨氧化對于提高脫氮效率、節省能源和碳源具有重要的意義，但目前該工藝的應用多集中于高氨氮廢水的處理問題上，對于處理低C/N比的生活污水或城市污水過程，尚未有行之有效的實現厭氧氨氧化深度脫氮的方法。

生物濾池是生物膜法處理污水的傳統工藝，于19世紀末發展起來，先于活性污泥法。生物濾池具有微生物種類豐富、生物量大、食物鏈長、剩余污泥產量少、等優點，適合低濃度污水處理，但到目前為止對生物濾池污染物去除機理尚不十分明確，未能充分發揮其處理潛力；同時如何進一步強化其生物作用等問題還沒有進行系統深入的研究。因此研究厭氧氨氧化生物濾池的快速實現方法及穩定性問題具有重要的理論意義和應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種快速實現生物濾池厭氧氨氧化的方法，通過施加各種有利于實現厭氧氨氧化生物濾池的調控方法，給出最優的環境控制參數，達到快速實現厭氧氨氧化生物濾池深度脫氮的效果。

一種快速實現生物濾池厭氧氨氧化的裝置，其特征在于，包括圓筒型反應裝置、進水箱、曝氣盤、集水槽、反沖洗進水管、反沖洗出水管、反沖洗水泵、反沖洗進氣管、壓力表；圓筒型反應裝置(18)的外部為一層水浴加熱裝置(17)，水浴加熱裝置內設有加熱棒，加熱棒和外部的溫控裝置(6)連接用于控制水浴加熱的溫度；圓筒型反應裝置的側面設有多個突出水浴加熱裝置表面的取樣口(14)；圓筒型反應裝置(18)內設有反應器濾料層，在反應器濾料層的頂部和底部分別安裝有壓力表P1和P2，圓筒型反應裝置(18)的底部為底部裝置，底部裝置的底部安裝有曝氣盤，底部裝置與圓筒型反應裝置(18)連通，圓筒型反應裝置(18)的頂部安裝有出水槽(19)，出水槽(19)的頂部開有排氣口(9)，出水槽(19)通過出水管(16)與出水箱/反沖洗進水箱(15)連接，出水箱/反沖洗進水箱(15)通過反沖洗進水管(13)經由反沖洗水泵(12)、第一玻璃轉子流量計(11)、閥門與底部裝置連通；出水槽(19)通過反沖洗出水管(8)與反沖洗出水箱(7)連接；空氣壓縮機(2)通過反沖洗進氣管(10)經由第二玻璃轉子流量計、閥門與底部裝置連通；進水箱(1)通過進水管(3)經由進水蠕動泵(4)和進水閥門與底部裝置連通。

反應器濾料層的濾料為膨脹粘土，優選FILTRALITE?HR3-6mm(挪威，膨脹粘土)。

本發明采用上述裝置進行生物濾池厭氧氨氧化深度脫氮的方法，特征在于，采用連續進水的運行方式，反應器濾料層接種成熟的厭氧氨氧化污泥，將待處理的二級水(短程硝化—反硝化出水)以1.5-2m/h濾速流過濾床，在整個反應過程中，始終控制系統內溫度保持在30-33℃范圍內，具體過程包括如下步驟：