申请日2014.11.14
公开(公告)日2016.06.08
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种低浓度氨氮污水自养脱氮系统的构建方法。采用序批式人工湿地和序批式厌氧生物膜两级反应器，在温度为15℃～30℃条件下，污水厂尾水首先进入序批式人工湿地内，在温度为15℃～30℃，周期运行工况为：进水→反应→排水→排空闲置，利用人工湿地限制性供氧的特性，构建出稳定的低氨氮浓度污水短程亚硝化系统;此后，人工湿地出水进入序批式厌氧生物膜反应器中，在温度为15℃～30℃，周期运行工况为：进水→反应→排水，内设置组合填料，挂膜密度50%～60%条件下，构建出低浓度氨氮污水厌氧氨氧化系统，通过上述二级系统实现低浓度氨氮污水深度自养脱氮。本发明高效稳定、能耗低，工艺流程短、投资及运行成本低。
权利要求书
1.一种低浓度氨氮污水自养脱氮系统的构建方法，其特征在于：所述系统由序批式人工湿地和序批式厌氧生物膜二级反应器组成，污水厂尾水首先进入的序批式人工湿内，采用序批式周期运行方式：进水—反应—排水—排空闲置;人工湿地在具有限制供氧特性的自然复氧环境中，对硝化菌的抑制，实现对低浓度氨氮污水稳定的短程硝化;序批式人工湿地出水进入序批式厌氧生物膜二级反应器中，周期运行方式：进水→反应→排水，构建出低氮浓度厌氧氨氧化系统，通过上述二级系统实现低浓度氨氮污水深度自养脱氮;
所述序批式人工湿内置砾石填料，粒径2.0mm~10mm，砾石填料层厚度及有效水深为0.5~1m，种植水生植物;在温度为15℃~30℃，反应器周期运行工况为：进水0.25~0.5h→反应12~18h→排水0.25~0.5h→排空闲置6~10h条件下，构建出低氨氮浓度短程硝化系统，使人工湿地出水NO2??-N/NH4+-N值为1.1~1.4，满足后续厌氧氨氧化处理水质要求;
所述序批式厌氧生物膜二级反应器内设组合填料，挂膜密度50%~60%，温度为15℃~30℃，反应器周期运行工况为:进水0.2~0.5h→反应20~23h→排水0.2~0.5h，运行负荷:0.03~0.1kgN/(m3·d)条件下，构建出低氮浓度厌氧氨氧化系统。
说明书
一种低浓度氨氮污水自养脱氮系统的构建方法
技术领域
本发明属于污水生物处理方法，特别涉及一种处理对象针对类似污水厂尾水的低碳源低氨氮浓度废水的深度自养脱氮处理系统的构建。
背景技术
随着我国经济的高速发展和城市化进程的不断加快，城市污水处理厂尾水的排放量逐年增加，目前,城市污水处理执行的一级B排放标准或一级A排放标准，排放城市污水厂尾水水质其与《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中所规定的V类水体水质标准相比，仍然是外源点源污染，处理出水中仍然携带了大量的氮磷排入城市河流，对已无环境容量的城市河流水环境形成巨大威胁。对城市污水厂尾水进行深度处理，使其达到河流水环境标准，一方面，可控制其对城市河流的污染;另一方面，又可使其成为城市内河的补水水源。但污水厂尾水水质为低碳源低氨氮污水，由于碳源的瓶颈，其深度脱氮难度大。虽然现有自养脱氮技术可实现无碳源脱氮，但是，由于污水处理厂尾水深度脱氮氨氮浓度低，进行短程硝化需氧量少，生物反应器溶解氧DO难于精确控制，自养脱氮生物系统构建困难等问题突出，未见该类污水深度自养脱氮相关报道。因此，开发高效稳定、能耗低，工艺流程短、投资及运行成本低深度脱氮技术成为当务之急。
发明内容
针对现有低碳源污水厂尾水深度脱氮的瓶颈问题，本发明的目的是提供一种低浓度氨氮污水自养脱氮系统的构建方法，开发高效稳定、能耗低，工艺流程短、投资及运行成本低深度脱氮技术。
本发明的技术方案如下：
一种低浓度氨氮污水自养脱氮系统的构建方法，主要针对低碳源低氨氮浓度的污水处理厂尾水深度脱氮。系统采用序批式人工湿地和序批式厌氧生物膜两级反应器，在温度为15℃～30℃条件下，污水厂尾水首先进入序批式人工湿地内，周期运行工况为：进水0.25～0.5h→反应12～18h→排水0.25～0.5h→排空闲置6～10h，砾石填料粒径2.0mm～10mm，砾石填料层厚度0.5～1m条件下，利用人工湿地限制性供氧的特性，构建出稳定的低氨氮浓度污水短程亚硝化系统，可使出水NO2--N/NH4+-N值为1.1～1.4;此后，人工湿地出水进入序批式厌氧生物膜反应器中，在温度为15℃～30℃，周期运行工况为：进水0.2～0.5h→反应20～23h→排水0.2～0.5h，运行负荷:0.03～0.1kgN/(m3·d)，内设置组合填料，挂膜密度50%～60%条件下，构建出低浓度氨氮污水厌氧氨氧化系统。通过上述二级系统实现了低浓度氨氮污水深度自养脱氮。
本发明具有下列优点：
①解决了低浓度系统构建自养脱氮生物系统构建困难瓶颈，高效稳定
本发明针对污水厂尾水低碳源低氨氮废水特点，通过研究得出低浓度系统构建自养脱氮生物系统构建方法。提出利用人工湿地自然复氧的限制性供氧的特性，并采用序批式运行模式，控制关键工况控制参数，有效地抑制了硝化菌，在人工湿地构建出稳定的低浓度氨氮污水短程硝化系统，并可使人工湿地出水NO2--N/NH4+-N值为1.1～1.4，满足后续厌氧氨氧化处理水质要求，有利于后续厌氧氨氧化菌将氨氮和亚硝态氮转化为氮气去除;同时，在第二级序批式厌氧生物膜反应器中，通过关键工况参数控制，构建出低氮浓度下的厌氧氨氧化系统，实现了在无碳源条件下低氮浓度污水的深度脱氮。
②能耗低、处理成本低
采用自然复氧方式的人工湿地省去了一般短程硝化系统的曝气系统，能耗省;同时，采用无能耗的厌氧氨氧化生物膜系统;并且该二级自养脱氮系统深度脱氮无需投加碳源，故该深度脱氮系统能耗低、处理成本低。
③剩余污泥量少
序批式人工湿地不产生剩余污泥;序批式厌氧氨氧化反应器污泥产量小，系统几乎无剩余污泥产生。
④运行管理方便，可实现自动化控制。
本发明为无碳源低氨氮污水深度脱氮开辟了新路径，解决了在不投加碳源条件下低氨氮污水深度脱氮的问题，突破了低氨氮浓度废水短程硝化系统构建困难的瓶颈。本发明高效稳定、能耗低，工艺流程短、投资及运行成本低。
