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反硝化除磷耦合短程硝化聯合厭氧氨氧化進行深度脫氮除磷處理的控制方法及裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610028945.3

申請日:

2016.01.16

公開號:

CN105481190A

公開日:

2016.04.13

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 9/14申請日:20160116|||公開
IPC分類號: C02F9/14; C02F101/16(2006.01)N; C02F101/10(2006.01)N 主分類號: C02F9/14
申請人: 北京工業大學
發明人: 彭永臻; 苗蕾; 靳鵬飛; 王淑瑩; 張方齋; 王眾
地址: 100124北京市朝陽區平樂園100號
優先權:
專利代理機構: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203 代理人: 劉萍
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610028945.3

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.11.14|||2016.05.11|||2016.04.13

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

反硝化除磷耦合短程硝化厭氧氨氧化深度脫氮除磷工藝的控制方法和裝置,涉及污水生物處理領域。在SBR反應器中進行反硝化除磷和有機物去除,期間通過ORP和pH實時控制,并通過排泥實現磷的去除。SBR反應器55~60%出水進入BAF反應器中進行短程硝化,BAF反應器中通過控制DO來維持穩定的短程硝化。SBR反應器40~45%出水和BAF反應器出水混合后進入UASB反應器進行厭氧氨氧化反應,排水后50~55%出水回流至SBR反應器,剩余出水排出。本發明通過將垃圾滲濾液和生活污水混合處理,能夠解決生活污水因氨氮濃度低而不能穩定實現短程硝化的問題。同時,在SBR中實現“一碳兩用”,通過反硝化除磷將生活污水中的磷以及UASB出水回流中硝態氮一并去除,在脫氮除磷的基礎上實現有機物降解的目的。

權利要求書

1.反硝化除磷耦合短程硝化聯合厭氧氨氧化進行深度脫氮除磷處理的
控制裝置,其特征在于:
進水箱(2)通過進水管SBR(4)、進水泵SBR(3)和進水閥門SBR(5)
連接SBR反應器(6);SBR反應器(6)通過出水管SBR(14)和出水閥
門SBR(13)連接第一中間水箱(15);第一中間水箱(15)通過進水管
BAF(18)、進水泵BAF(16)和進水閥門BAF(17)與BAF反應器(23)
連接,同時第一中間水箱(15)還通過進水管第二中間水箱(21)、進水泵第二中間
水箱(19)和進水閥門第二中間水箱(20)與第二中間水箱(27)連接;BAF反應
器(23)通過出水管BAF(26)和出水閥門BAF(25)與第二中間水箱(27)
連接;第二中間水箱(27)通過進水管UASB(30)、進水泵UASB(29)和
進水閥門UASB(28)與UASB反應器(31)連接;UASB反應器(31)連
接出水管UASB(32)和出水閥門UASB(33),同時UASB反應器(31)還
通過UASB反應器回流閥門(34)、UASB反應器回流管(36)和UASB
反應器回流泵(35)與第三中間水箱(37)連接;第三中間水箱(37)通
過出水管第三中間水箱(40)、出水泵第三中間水箱(38)和出水閥第三中間水箱(39)與SBR
反應器(6)相連;
SBR反應器(6)內部設有攪拌器SBR(8)、pH傳感器SBR(9)、和
ORP傳感器SBR(10);同時SBR反應器(6)還連接曝氣裝置(7);BAF
反應器(23)內部設有DO傳感器BAF(41);同時BAF反應器(23)還
連接曝氣裝置(22);pH傳感器SBR(9)、ORP傳感器SBR(10)和DO
傳感器BAF(41)經數據線分別與pH測定儀SBR(11)、ORP測定儀SBR(12)
和DO測定儀BAF(24)連接后與計算機(43)的數據信號輸入接口(42)
連接,計算機(43)通過數據信號輸出接口與過程控制器(44)連接,過
程控制器的進水泵SBR繼電器、進水閥門SBR繼電器、攪拌器SBR繼電器、
曝氣裝置SBR繼電器、出水閥門SBR繼電器、進水泵BAF繼電器、進水閥門
BAF繼電器、曝氣裝置BAF繼電器、進水泵第二中間水箱繼電器、進水閥門第二中間水箱
繼電器、出水閥門BAF繼電器、進水泵UASB繼電器、進水閥門UASB繼電器、
出水閥門UASB繼電器、UASB反應器回流閥門繼電器、UASB反應器回流
泵繼電器、出水泵第三中間水箱繼電器、出水閥門第三中間水箱繼電器分別與進水泵SBR
(3)、進水閥門SBR(5)、曝氣裝置SBR(7)、攪拌器SBR(8)、出水閥
門SBR(13)、進水泵BAF(16)、進水閥門BAF(17)、曝氣裝置BAF(22)、
進水泵第二中間水箱(19)、進水閥門第二中間水箱(20)、出水閥門BAF(25)、進水
閥門UASB(28)、進水泵UASB(29)、出水閥門UASB(33)、UASB反應
器回流閥門(34)、UASB反應器回流泵(35)、出水泵第三中間水箱(38)、
出水閥門第三中間水箱(39)連接。
2.一種對垃圾滲濾液和生活污水的混合液深度脫氮除磷處理的控制方
法,其特征在于步驟如下:
A1,SBR反應器的進水由實時控制系統中的時間控制器進行計時,系
統啟動后,進水泵SBR和進水管閥門SBR自動開啟,將進水箱中的垃圾滲濾
液和生活污水的混合液注入SBR反應器中,其中垃圾滲濾液和生活污水比
例為1:5~1:10;當SBR反應器的進水量達到SBR反應器容積的25~30%時,
進水泵SBR和進水管閥門SBR自動關閉,進水結束;
A2,進水結束后,攪拌器SBR自動開啟,SBR反應器在攪拌過程中進
入厭氧釋磷過程,厭氧釋磷過程由實時控制系統中的時間控制器進行計時,
1小時后進水泵第三中間水箱和進水管閥門第三中間水箱自動開啟,第三中間水箱中的
UASB回流液注入SBR反應器中,當SBR反應器的進水量達到SBR反應
器容積的20~25%時,進水泵第三中間水箱和進水管閥門第三中間水箱自動關閉,進水結
束;
A3,進水結束后,SBR反應器在攪拌過程中進入反硝化除磷過程,反
硝化除磷過程由在線pH傳感器SBR和ORP傳感器SBR監控,并通過數據采
集卡實時將所獲得的數據信息傳輸到計算機,當SBR反應器中缺氧反硝化
除磷完成的條件為ORP的一階導數由大于-25mv/min變為小于-30mv/min,
pH一階導數為0時,且攪拌時間t大于1h,曝氣裝置SBR自動開啟;
A4,曝氣裝置SBR自動開啟后,空氣經過曝氣管和曝氣頭擴散到SBR
反應器中,進一步去除剩余的可降解有機物,通過pH傳感器SBR監測水中
的pH值,通過pH測定儀SBR將數據通過數據采集卡輸入到計算機當中,
數據作為有機物去除的實時控制參數;當SBR反應器中可降解有機物去除
完成的條件為pH一階導數由正變負,且曝氣時間t大于1h時,結束有機
物去除過程,曝氣裝置SBR和攪拌器SBR自動關閉;
A5,SBR反應器的沉淀時間,通過實時控制系統中的時間控制器進行
計時,當達到1h后開始排水,排水時間通過實時控制系統中的時間控制器
進行計時,系統自動開啟出水管閥門SBR,處理后的水經出水管SBR進入第
一中間水箱,當排水量達到SBR反應器容積的50%后,出水管閥門SBR自
動關閉;
A6,排水結束后,系統自動進入下一個周期的A1;
B1,第一中間水箱中55~60%的SBR反應器出水進入BAF反應器,
40~45%進入第二中間水箱;BAF反應器的進水泵BAF和進水管閥門BAF一
直開啟,將第一中間水箱中55~60%的SBR反應器出水不斷注入BAF反應
器中;
B2,曝氣裝置BAF一直開啟,空氣經過曝氣管和曝氣頭擴散到BAF反
應器中,BAF反應器在曝氣中進入好氧短程硝化過程,好氧短程硝化過程
由在線DO傳感器BAF監測水中的溶解氧DO濃度,通過DO測定儀BAF將
數據通過數據采集卡輸入到計算機當中,數據作為維持短程硝化的實時控
制參數;當DO大于1.5mg/L,停止曝氣,當DO小于1.5mg/L時,開啟
曝氣;
B3,BAF反應器處理后的水經出水管BAF進入第二中間水箱,出水管
閥門BAF一直開啟;
C1,UASB反應器的進水泵UASB和進水管閥門UASB一直開啟,將第二
中間水箱中的混合液不斷注入UASB反應器中;
C2,UASB反應器處理后的出水50~55%排出,剩余的45~50%出水通
過回流管UASB和回流泵UASB回流至第三中間水箱。

說明書

反硝化除磷耦合短程硝化聯合厭氧氨氧化進行深度脫氮除磷處理的控制方法及裝置

技術領域

本發明涉及污水生物處理領域,尤其是一種對晚期垃圾滲濾液和生活污
水混合液進行深度脫氮除磷處理的控制方法及裝置。

背景技術

隨著經濟的快速發展和人們生活水平的逐步提高,我國城市污水中含有
的氮磷元素逐漸增加,從而帶來嚴重的水體富營養化。城市污水主要包括生
活污水和垃圾滲濾液,生活污水中含有一定量的有機物、氨氮和磷,而垃圾
滲濾液含有大量的有機物和氨氮,都會對水體帶來嚴重污染。目前城市污水
主要采用物化法和生物法相結合的工藝進行處理。物化方法處理成本較高,
一般用于滲濾液的預處理或深度處理。生物法由于其經濟有效被用于主體工
藝。然而傳統的生物處理脫氮,不僅較難達到處理標準,并且反硝化添加的
外加碳源還增加了處理成本。因此如何經濟有效地對城市污水深度脫氮除磷,
是我國水處理方面的重點和難點。

目前,生物脫氮有許多新工藝,如短程硝化和厭氧氨氧化工藝。厭氧氨
氧化反應是指,厭氧氨氧化菌在厭氧環境下將氨氮和亞硝態氮轉化為氮氣的
過程。整個過程不需要氧氣的參與,全屬于自養過程。故與傳統的硝化反硝
化相比,厭氧氨氧化工藝可以節約50%的供氧費,且無需外加碳源,大大減
少了污水處理的處理費用和基建費用。由此可見,厭氧氨氧化工藝能夠經濟
有效地對污水進行脫氮處理。

由于厭氧氨氧化反應的基質為氨氮和亞硝態氮,因此需要與短程硝化工
藝聯合運行。然而城市生活污水的氨氮濃度含量較低,不容易實現短程硝化,
因此厭氧氨氧化工藝較難應用于生活污水的脫氮處理上。垃圾滲濾液中含有
大量的氨氮,特別是晚期垃圾滲濾液中氨氮的濃度很高,能夠穩定實現短程
硝化。然而垃圾滲濾液中含有大量的有機物,會對厭氧氨氧化反應產生不利
的影響。因此可以考慮將垃圾滲濾液和生活污水混合后進行處理,混合后的
廢水氨氮濃度較高,容易實現短程硝化反應。同時生活污水對垃圾滲濾液進
行了稀釋,降低了其對厭氧氨氧化菌的影響。

此外,生活污水中含有一定量的磷,厭氧氨氧化反應出水仍含有一定量
的硝態氮,而晚期垃圾滲濾液中含有一定量的有機物,因此可以借助滲濾液
中的有機物也能夠對生活污水中的磷元素以及系統出水中的硝態氮起到良好
的去除作用。如何高效地利用原水中的有機碳源,實現“一碳兩用”達到同
步去除氮磷的效果,是研究的重點。

發明內容

針對上述內容,本發明提供一種裝置及方法,可以解決對垃圾滲濾液和
生活污水的混合液(由于垃圾滲濾液水質波動較大,為了保證進水水質,故
將垃圾滲濾液和生活污水體積比例設為1:5~1:10)深度脫氮除磷處理的控制方
法,包括:

A1,SBR反應器的進水由實時控制系統中的時間控制器進行計時,系統
啟動后,進水泵SBR和進水管閥門SBR自動開啟,將進水箱中的垃圾滲濾液和
生活污水的混合液(垃圾滲濾液和生活污水比例為1:5~1:10)注入SBR反應
器中,當SBR反應器的進水量達到SBR反應器容積的25~30%時,進水泵SBR
和進水管閥門SBR自動關閉,進水結束;

A2,進水結束后,攪拌器SBR自動開啟,SBR反應器在攪拌過程中進入
厭氧釋磷過程,厭氧釋磷過程由實時控制系統中的時間控制器進行計時,1小
時后進水泵第三中間水箱和進水管閥門第三中間水箱自動開啟,第三中間水箱中的UASB
回流液注入SBR反應器中,當SBR反應器的進水量達到SBR反應器容積的
20~25%時,進水泵第三中間水箱和進水管閥門第三中間水箱自動關閉,進水結束;

A3,進水結束后,SBR反應器在攪拌過程中進入反硝化除磷過程,反硝
化除磷過程由在線pH傳感器SBR和ORP傳感器SBR監控,并通過數據采集卡
實時將所獲得的數據信息傳輸到計算機,當SBR反應器中缺氧反硝化除磷完
成的條件為ORP的一階導數由大于-25mv/min變為小于-30mv/min,pH一階
導數為0時,且攪拌時間t大于1h,曝氣裝置SBR自動開啟;

A4,曝氣裝置SBR自動開啟后,空氣經過曝氣管和曝氣頭擴散到SBR反
應器中,進一步去除剩余的可降解有機物,通過pH傳感器SBR監測水中的pH
值,通過pH測定儀SBR將數據通過數據采集卡輸入到計算機當中,數據作為
有機物去除的實時控制參數;當SBR反應器中可降解有機物去除完成的條件
為pH一階導數由正變負,且曝氣時間t大于1h時,結束有機物去除過程,
曝氣裝置SBR和攪拌器SBR自動關閉;

A5,SBR反應器的沉淀時間,通過實時控制系統中的時間控制器進行計
時,當達到1h后開始排水,排水時間通過實時控制系統中的時間控制器進行
計時,系統自動開啟出水管閥門SBR,處理后的水經出水管SBR進入第一中間
水箱,當排水量達到SBR反應器容積的50%后,出水管閥門SBR自動關閉;

A6,排水結束后,系統自動進入下一個周期的A1;

B1,第一中間水箱中55~60%的SBR反應器出水進入BAF反應器,40~45%
進入第二中間水箱。BAF反應器的進水泵BAF和進水管閥門BAF一直開啟,將
第一中間水箱中55~60%的SBR反應器出水不斷注入BAF反應器中;

B2,曝氣裝置BAF一直開啟,空氣經過曝氣管和曝氣頭擴散到BAF反應
器中,BAF反應器在曝氣中進入好氧短程硝化過程,好氧短程硝化過程由在
線DO傳感器BAF監測水中的溶解氧DO濃度,通過DO測定儀BAF將數據通
過數據采集卡輸入到計算機當中,數據作為維持短程硝化的實時控制參數;
當DO大于1.5mg/L,停止曝氣,當DO小于1.5mg/L時,開啟曝氣;

B3,BAF反應器處理后的水經出水管BAF進入第二中間水箱,出水管閥
門BAF一直開啟;

C1,UASB反應器的進水泵UASB和進水管閥門UASB一直開啟,將第二中
間水箱中的混合液不斷注入UASB反應器中;

C2,UASB反應器處理后的45~50%出水排出,剩余的50~55%出水通過回流
管UASB和回流泵UASB回流至第三中間水箱。

進一步地,所述表征SBR反應器中反硝化除磷完成的條件為pH(t+0.5h)
小于等于pH(t)、ORP一階導數由大于-25mv/min突變為小于-30mv/min,
且攪拌時間t大于1h。

進一步地,所述表征SBR反應器中有機物去除完成的條件為:pH一階導
數由正變負,且曝氣時間t大于1h。

進一步地,所述SBR反應器的進水量為SBR反應器的有效體積和排水比
的乘積。

綜上所述,本發明提供一種對垃圾滲濾液和生活污水的混合液深度脫氮
除磷處理的控制方法和裝置,以垃圾滲濾液和生活污水比例為1:5~1:10的混
合廢水為研究對象,首先通過SBR反應器的厭氧釋磷過程、反硝化除磷過程
和進一步曝氣進行有機物和氮磷的去除,SBR反應器的部分出水再經過BAF
反應器的短程硝化處理,最終SBR反應器和BAF反應器的出水按比例(2:3)
混合后進入UASB反應器進行厭氧氨氧化反應實現深度脫氮,同時UASB出
水回流,使得產生的硝態氮以及原水中的磷可以利用原水中的有機碳源通過
反硝化除磷作用同步去除,提高了系統的脫氮率。系統進水氨氮濃度為
300±50mg/L,出水氨氮和亞硝態氮均低于5mg/L,總氮約20mg/L左右,在不
外加碳源的條件下系統脫氮率達到90%以上。整個系統在不添加任何有機碳
源的條件下,實現了對垃圾滲濾液何生活廢水混合液進行深度脫氮除磷的目
的。

附圖說明

圖1是本發明的一種垃圾滲濾液和生活污水的混合液(垃圾滲濾液和生
活污水比例為1:5~1:10)深度脫氮除磷工藝的控制裝置結構示意圖;

圖2是本發明的垃圾滲濾液和生活污水的混合液(垃圾滲濾液和生活污
水比例為1:5~1:10)深度脫氮除磷處理的控制方法中A1~A6的流程示意圖;

圖3是本發明的垃圾滲濾液和生活污水的混合液(垃圾滲濾液和生活污
水比例為1:5~1:10)深度脫氮除磷處理的控制方法中BAF反應器中溶解氧的
控制流程示意圖;

圖4是本發明具體實施方式中SBR反應器運行過程中典型的ORP和pH
變化規律示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

參照圖2是本發明的垃圾滲濾液和生活污水的混合液(垃圾滲濾液和生
活污水比例為1:5~1:10)深度脫氮除磷處理的控制方法中A1~A6的流程示意
圖,具體包括:

A1,SBR反應器的進水由實時控制系統中的時間控制器進行計時,系統
啟動后,進水泵SBR和進水管閥門SBR自動開啟,將進水箱中的垃圾滲濾液和
生活污水的混合液(垃圾滲濾液和生活污水比例為1:5~1:10)注入SBR反應
器中,當SBR反應器的進水量達到SBR反應器容積的25~30%時,進水泵SBR
和進水管閥門SBR自動關閉,進水結束;

上述表征SBR反應器的進水量為SBR反應器的有效體積和排水比的乘
積;

A2,進水結束后,攪拌器SBR自動開啟,SBR反應器在攪拌過程中進入
厭氧釋磷過程,厭氧釋磷過程由實時控制系統中的時間控制器進行計時,1小
時后進水泵第三中間水箱和進水管閥門第三中間水箱自動開啟,第三中間水箱中的UASB
回流液注入SBR反應器中,當SBR反應器的進水量達到SBR反應器容積的
20~25%時,進水泵第三中間水箱和進水管閥門第三中間水箱自動關閉,進水結束;

A3,進水結束后,SBR反應器在攪拌過程中進入反硝化除磷過程,反硝
化除磷過程由在線pH傳感器SBR和ORP傳感器SBR監控,并通過數據采集卡
實時將所獲得的數據信息傳輸到計算機,當SBR反應器中缺氧反硝化除磷完
成的條件為ORP的一階導數由大于-25mv/min變為小于-30mv/min,pH一階
導數為0時,且攪拌時間t大于1h,曝氣裝置SBR自動開啟;

上述表征SBR反應器中反硝化除磷完成的條件為pH(t+0.5h)小于等于
pH(t)、ORP一階導數由大于-25mv/min突變為小于-30mv/min,且攪拌時間
t大于1h;

A4,曝氣裝置SBR自動開啟后,空氣經過曝氣管和曝氣頭擴散到SBR反
應器中,進一步去除剩余的可降解有機物,通過pH傳感器SBR監測水中的pH
值,通過pH測定儀SBR將數據通過數據采集卡輸入到計算機當中,數據作為
有機物去除的實時控制參數;當SBR反應器中可降解有機物去除完成的條件
為pH一階導數由正變負,且曝氣時間t大于1h時,結束有機物去除過程,
曝氣裝置SBR和攪拌器SBR自動關閉;

上述表征SBR反應器中有機物去除完成的條件為:pH一階導數由正變
負,且曝氣時間t大于1h;

A5,SBR反應器的沉淀時間,通過實時控制系統中的時間控制器進行計
時,當達到1h后開始排水,排水時間通過實時控制系統中的時間控制器進行
計時,系統自動開啟出水管閥門SBR,處理后的水經出水管SBR進入第一中間
水箱,當排水量達到SBR反應器容積的50%后,出水管閥門SBR自動關閉;

A6,排水結束后,系統自動進入下一個周期的A1。

圖3是本發明的垃圾滲濾液和生活污水的混合液(垃圾滲濾液和生活污
水比例為1:5~1:10)深度脫氮除磷處理的控制方法中BAF反應器中溶解氧的
控制流程示意圖,B1~B3為本發明的垃圾滲濾液和生活污水的混合液(垃圾
滲濾液和生活污水比例為1:5~1:10)深度脫氮除磷處理的控制方法中BAF的
運行流程,具體包括:

B1,第一中間水箱中55~60%的SBR反應器出水進入BAF反應器,40~45%
進入第二中間水箱。BAF反應器的進水泵BAF和進水管閥門BAF一直開啟,將
第一中間水箱中55~60%的SBR反應器出水不斷注入BAF反應器中;

B2,曝氣裝置BAF一直開啟,空氣經過曝氣管和曝氣頭擴散到BAF反應
器中,BAF反應器在曝氣中進入短程硝化過程,短程硝化過程由在線DO傳
感器BAF監測水中的溶解氧DO濃度,通過DO測定儀BAF將數據通過數據采
集卡輸入到計算機當中,數據作為維持短程硝化的實時控制參數;

上述表征BAF反應器中控制溶解氧的方法為:當DO大于1.5mg/L,停
止曝氣,當DO小于1.5mg/L時,開啟曝氣。

B3,BAF反應器處理后的水經出水管BAF進入第二中間水箱,出水管閥
門BAF一直開啟;

C1~C2是本發明的垃圾滲濾液和生活污水的混合液(垃圾滲濾液和生活
污水比例為1:5~1:10)深度脫氮除磷處理的控制方法中UASB的運行流程,
具體包括:

C1,UASB反應器的進水泵UASB和進水管閥門UASB一直開啟,將第二中
間水箱中的混合液不斷注入UASB反應器中;

C2,UASB反應器處理后的出水45~50%排出,剩余的50~55%出水通過
回流管UASB和回流泵UASB回流至第三中間水箱。參照圖1所示,本發明還提
供一種對垃圾滲濾液和生活污水混合廢水(垃圾滲濾液和生活污水比例為
1:5~1:10)脫氮除磷處理工藝的控制裝置,其特征在于:

進水箱(2)通過進水管SBR(4)、進水泵SBR(3)和進水閥門SBR(5)
連接SBR反應器(6);SBR反應器(6)通過出水管SBR(14)和出水閥門
SBR(13)連接第一中間水箱(15);第一中間水箱(15)通過進水管BAF(18)、
進水泵BAF(16)和進水閥門BAF(17)與BAF反應器(23)連接,同時第一
中間水箱(15)還通過進水管第二中間水箱(21)、進水泵第二中間水箱(19)和進水閥
門第二中間水箱(20)與第二中間水箱(27)連接;BAF反應器(23)通過出水管
BAF(26)和出水閥門BAF(25)與第二中間水箱(27)連接;第二中間水箱(27)
通過進水管UASB(30)、進水泵UASB(29)和進水閥門UASB(28)與UASB
反應器(31)連接;UASB反應器(31)連接出水管UASB(32)和出水閥門
UASB(33),同時UASB反應器(31)還通過UASB反應器回流閥門(34)、
UASB反應器回流管(36)和UASB反應器回流泵(35)與第三中間水箱(37)
連接;第三中間水箱(37)通過出水管第三中間水箱(40)、出水泵第三中間水箱(38)
和出水閥第三中間水箱(39)與SBR反應器(6)相連。

SBR反應器(6)內部設有攪拌器SBR(8)、pH傳感器SBR(9)、和ORP
傳感器SBR(10);同時SBR反應器(6)還連接曝氣裝置(7)。BAF反應
器(23)內部設有DO傳感器BAF(41);同時BAF反應器(23)還連接曝氣
裝置(22)。pH傳感器SBR(9)、ORP傳感器SBR(10)和DO傳感器BAF(41)
經數據線分別與pH測定儀SBR(11)、ORP測定儀SBR(12)和DO測定儀
BAF(24)連接后與計算機(43)的數據信號輸入接口(42)連接,計算機(43)
通過數據信號輸出接口與過程控制器(44)連接,過程控制器的進水泵SBR繼
電器、進水閥門SBR繼電器、攪拌器SBR繼電器、曝氣裝置SBR繼電器、出水閥
門SBR繼電器、進水泵BAF繼電器、進水閥門BAF繼電器、曝氣裝置BAF繼電器、
進水泵第二中間水箱繼電器、進水閥門第二中間水箱繼電器、出水閥門BAF繼電器、進水泵
UASB繼電器、進水閥門UASB繼電器、出水閥門UASB繼電器、UASB反應器回
流閥門繼電器、UASB反應器回流泵繼電器、出水泵第三中間水箱繼電器、出水閥
門第三中間水箱繼電器分別與進水泵SBR(3)、進水閥門SBR(5)、曝氣裝置SBR(7)、
攪拌器SBR(8)、出水閥門SBR(13)、進水泵BAF(16)、進水閥門BAF(17)、
曝氣裝置BAF(22)、進水泵第二中間水箱(19)、進水閥門第二中間水箱(20)、出水閥
門BAF(25)、進水閥門UASB(28)、進水泵UASB(29)、出水閥門UASB(33)、
UASB反應器回流閥門(34)、UASB反應器回流泵(35)、出水泵第三中間水箱
(38)、出水閥門第三中間水箱(39)連接。

下面結合實例對本發明中所述方案進一步介紹。以某垃圾填埋場的垃圾
滲濾液和城市生活污水的1:5的混合液為研究對象,連續運行了90天,獲得
了穩定的運行效果。

參數設定:SBR反應器:進水時間為3min,沉淀時間為1h,排水時間為
5min;厭氧攪拌時間為1h,缺氧攪拌時間通過在線ORP傳感器SBR1和pH傳
感器SBR1實時監測,ORP和pH變化規律具體可參見圖4,過程控制器得到表
征反硝化完成的信號后,開始曝氣,曝氣時間通過在線pH傳感器實時監測,
過程控制器得到表征有機物去除完成的信號后,停止曝氣和攪拌;

BAF反應器:連續進水,連續出水,溶解氧濃度通過DO傳感器SBR2實
時監測,過程控制器得到表征溶解氧濃度大小(1.5mg/L)的信號后,停止曝
氣或開啟曝氣;

UASB反應器:連續進水,連續出水。

SBR反應器的性能:SBR反應器排水比為0.5,運行溫度為25℃,MLSS:
6000±500mg/L,污泥齡(SRT)10d,進水COD為700±100mg/L,出水COD
保持在500±100mg/L,去除率在70±5%,回流液硝態氮濃度為20±2mg/L,出
水硝態氮濃度維持在2±0.5mg/L,利用原水碳源反硝化去除硝態氮達到85%
以上,進水磷為6±1mg/L,出水磷為0.5±0.1mg/L,磷去除率達到90%以
上。

BAF反應器的性能:運行溫度為25℃,填充懸浮填料(填充比為40~50%),
MLSS:3000±500mg/L,進水氨氮為300±50mg/L,出水亞硝態氮濃度為
280±20mg/L,短程硝化率達95%以上。

UASB性能:運行溫度為30℃,顆粒污泥,MLSS:7000±500mg/L,進
水氨氮和亞硝態氮濃度分別為120±20mg/L和180±20mg/L,出水氨氮和亞硝
態氮均小于5mg/L,去除率均在95%以上,出水硝態氮濃度為20±2mg/L,總
氮去除率在90%以上。

系統的性能:系統進水COD在700±100mg/L,出水COD在500±100mg/L,
去除率70%以上;進水的TN為300±50mg/L,出水TN在20±2mg/L,去除
率在90%以上,在不加外碳源的情況下實現了總氮的深度去除。

SBR反應器在進水后,先進行厭氧釋磷過程,隨后再進行缺氧反硝化除
磷過程,最后進一步曝氣只進行有機物的去除。由于晚期滲濾液和生活污水
的混合液中含有一定量的有機物和大量的氨氮,而這些少量的有機物會對后
續的厭氧氨氧化反應產生不利的影響,因此去除這些有機物對于維持系統的
穩定以及系統的脫氮效果至關重要。而厭氧氨氧化反應會產生硝態氮,使得
UASB反應器的出水中仍含有一定量的硝態氮。此外,生活污水中含有一定
量的磷也需要去除。因此,先將原水注入SBR反應器進行厭氧釋磷,隨后將
UASB出水部分回流至SBR反應器,通過在SBR反應器中的缺氧反硝化除磷,
不僅同步去除了UASB反應器出水的硝態氮和原水中的磷,同時更加充分地
利用了原水中的有機碳源,避免了碳源的浪費,實現了“一碳兩用”。由于
最后在SBR反應器中只進行有機物的去除,待pH出現下降拐點立即停止曝
氣,故未發生硝化反應,SBR反應器出水中仍還有大量的氨氮,但COD已明
顯減少,剩余的僅為難降解有機物,因此SBR反應器的出水可以為后續的
UASB反應器提供氨氮基質,同時有效的去除了COD,減少了有機物對厭氧
氨氧的影響。

BAF反應器的進水來源于SBR反應器的55~60%出水,其主要作用是將
SBR反應器的出水進行短程硝化。在進水高FA和反應后高FNA的聯合抑制
作用下,同時通過控制BAF中的溶解氧,BAF反應器實現了短程硝化,使得
其出水含有大量的亞硝態氮以及極少量的硝態氮,為后續的UASB反應器提
供了亞硝態氮基質。

UASB反應器的進水為SBR反應器出水和BAF反應器出水的混合液,該
混合液由SBR反應器出水的40~45%和BAF反應器出水混合而成。由于在前
階段排除了有機物對厭氧氨氧化的影響,因此能夠在UASB反應器中維持較
好的厭氧氨氧化反應,原水中絕大多數的氮素將以氮氣的形式從反應器中脫
除,實現真正意義上的完全的脫氮。

整個反應系統在SBR反應器、BAF反應器與UASB反應器中,利用晚期
滲濾液和生活污水中原有的氨氮以及反應產生的亞硝態氮,應用自養脫氮的
厭氧氨氧化技術對垃圾滲濾液和生活污水混合液進行深度脫氮處理,同時將
UASB反應器的出水50~55%回流,利用反硝化除磷技術對原水中的磷以及
UASB回流液中的硝態氮進行脫除,充分利用了原水中的有機碳源,大大減
少了污水處理的處理費用和基建費用。系統進水氨氮濃度300mg/L,出水氨
氮和亞硝態氮均低于5mg/L,總氮約20mg/L,在不添加外碳源的條件下系統
脫氮率和磷去除率均達到90%以上。以上所述僅為本發明的較佳實施例,并
不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同
替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

關 鍵 詞:
硝化 耦合 短程 聯合 厭氧氨 氧化 進行 深度 處理 控制 方法 裝置
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本文標題:反硝化除磷耦合短程硝化聯合厭氧氨氧化進行深度脫氮除磷處理的控制方法及裝置.pdf
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