[發(fā)明專利]單級自養(yǎng)脫氮上流式雙層填料反應器及自養(yǎng)脫氮的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810088802.0
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108217944B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 高大文;李鈺琪;彭永臻
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F101/16
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 何強

單級自養(yǎng)脫氮上流式雙層填料反應器及自養(yǎng)脫氮的方法，以解決現(xiàn)有單級自養(yǎng)脫氮反應器濾料應用單一的問題。反應器：反應器(A)內(nèi)腔由下至上為聚氨酯海綿填料區(qū)(Ⅰ)、鵝卵石墊區(qū)(Ⅱ)、沸石填料區(qū)(Ⅲ)和清水區(qū)(Ⅳ)，曝氣頭(6)設置在聚氨酯海綿填料區(qū)(Ⅰ)的底部，曝氣頭(6)與氣體流量計(5)連接，氣體流量計(5)與空氣泵(4)連接，空氣泵(4)與時間繼電器(7)相連，DO探頭(9)和pH探頭(11)均設置在清水區(qū)(Ⅳ)內(nèi)，DO探頭(9)與DO在線檢測儀(8)連接，pH探頭(11)與pH在線檢測儀(10)連接。方法：步驟一、反應器(A)進行亞硝化反應階段；步驟二、厭氧氨氧化階段；步驟三、穩(wěn)定運行階段；步驟四、對反應器進行反沖洗。本發(fā)明用于污水脫氮。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水處理反應器及處理方法，具體涉及一種單級自養(yǎng)脫氮上流式雙層填料反應器及自養(yǎng)脫氮的方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)在大部分污水處理廠所使用的污水脫氮技術(shù)是傳統(tǒng)的AAO(厭氧-缺氧-好氧法)工藝。這種工藝的原理是利用氨氧化細菌(AOB,ammonium-oxidizing bacteria)和亞硝酸鹽氧化菌亞硝酸鹽氧化細菌(NOB,nitrite-oxidizing bacteria)協(xié)同的硝化作用(nitrification)和反硝化細菌的反硝化作用(denitrification)，將氮元素轉(zhuǎn)化生成氮氣,從水中逸出。但是傳統(tǒng)的脫氮工藝存在著許多不足，包括聚磷菌與反硝化細菌的碳源競爭，有機物對硝化細菌的抑制作用、曝氣量等問題。因此，人們對傳統(tǒng)的工藝流程做出去許多改變來克服這些問題。改良AAO、倒置AAO、UCT(一種改良AAO工藝)等許多工藝一定程度上解決了傳統(tǒng)AAO工藝的缺陷。但是這些工藝都沒有擺脫全硝化-反硝化的固定過程。很多污水處理廠都會采用加大曝氣量方法使出水氨氮達標，但是此種方法無法保證氨氮去除效果，還會造成資源浪費。隨著人們對脫氮思路的不斷拓展，許多的新型工藝應運而生，如短程硝化反硝化、厭氧氨氧化等。厭氧氨氧化工藝是由荷蘭代爾夫特工業(yè)大學所提出，是指在厭氧條件下，以NH₄⁺-N(氨態(tài)氮)作為電子供體將NO₂--N(亞硝態(tài)氮)還原成氮氣的生物反應。在厭氧氨氧化工藝的基礎之上，又衍生出來了、CANON(全程自養(yǎng)脫氮)、OLAND(新型生物脫氮工藝)等工藝，這些工藝在處理低C/N比氨氮廢水具有耗氧量低，無需有機物作為外加碳源等無可比擬的優(yōu)勢。

CANON(Completely autotrophic nitrogen removal over nitrite)工藝最初是由荷蘭代爾夫特工業(yè)大學研發(fā)的一種新型脫氮技術(shù)。CANON工藝即為全程自養(yǎng)脫氮技術(shù)，這個工藝是基于厭氧氨氧化工藝發(fā)展起來的，它將短程硝化與厭氧氨氧化結(jié)合在一起，無需外源有機物進行脫氮。兩級自養(yǎng)脫氮工藝將亞硝化與厭氧氨氧化分別放置在兩個反應器中，二級反應的工藝參數(shù)較強，但是由于亞硝化和厭氧氨氧化過程分置在兩個反應器之中，使得兩個反應的聯(lián)合性受到影響。單級自養(yǎng)脫氮工藝在同一個系統(tǒng)中同時實現(xiàn)亞硝化與厭氧氨氧化，這樣功能菌共同生長協(xié)同作用自養(yǎng)脫氮，還減少了投資建設費用，是未來研究的一個方向。

工藝中的主要功能菌厭氧氨氧化菌與氨氧化菌都為自養(yǎng)菌，生長速率緩慢，倍增時間長，所以一般會投加填料以富集功能菌。一般使用的填料包括火山巖、陶粒、塑料、聚氨酯海綿填料等，且所用填料一般為單一種類填料，這些填料都有著各自的局限性，例如陶粒易板結(jié)、塑料填料不易掛膜等缺點。此外，水中溶解氧也是影響自養(yǎng)脫氮效果的重要因素。過高的溶解氧會抑制厭氧氨氧化菌并提高亞硝酸鹽氧化菌的活性，導致大量氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，自養(yǎng)脫氮效果受到抑制甚至被破壞。過低的溶解氧無法保證氨態(tài)氮向亞硝態(tài)氮進行轉(zhuǎn)化，亞硝態(tài)氮濃度過低會導致厭氧氨氧化菌基質(zhì)不足，生長受到抑制，自養(yǎng)脫氮效果受到影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有單級自養(yǎng)脫氮反應器濾料應用單一的問題，而提供的一種單級自養(yǎng)脫氮上流式雙層填料反應器及自養(yǎng)脫氮的方法。