申请日20200318
公开(公告)日20200623
IPC分类号C02F3/12; C02F3/20; C02F101/16; C02F103/20
摘要
本发明公开了一种高氨氮低C/N比养猪废水中碳氮高效去除的好氧‑微氧两级SBR处理装置及方法，属于污水处理技术领域。本发明解决了现有对于高氨氮低C/N比养猪废水处理技术不够完善，存在工艺复杂、投资运行成本大、运行效果不稳定的问题。本发明的处理装置在运行时，进水池中的养猪废水进入好氧SBR反应器中，对废水中悬浮物质进行截留的同时，在好氧条件下通过污泥微生物的代谢作用大幅降低废水的COD，减少化能异养菌群在微氧SBR反应器中的滋生。处理后的废水进入微氧SBR反应器中，通过对AOB和AnAOB的富集，在微氧条件下，实现NH4+‑N的部分氧化和ANAMMOX的偶联，达到经济高效的生物脱氮目的。
权利要求书
1.一种高氨氮低C/N比养猪废水中碳氮高效去除的好氧-微氧两级SBR处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一，采用好氧SBR反应器对养猪废水进行处理，获得养猪废水上清液;
所述的好氧SBR反应器处理过程分为进水曝气期、沉淀期和排水期;
步骤二，将步骤一获得的养猪废水上清液使用微氧SBR反应器进行处理，获得去除碳氮的养猪废水;
所述的的微氧SBR反应器处理过程分为进水曝气期、沉淀期和排水期。
2.根据权利要求1所述的一种高氨氮低C/N比养猪废水中碳氮高效去除的好氧-微氧两级SBR处理方法，其特征在于，所述的步骤一好氧SBR反应器的进水曝气期的养猪废水进水流量为0.27L/min，进水时间为15min，在养猪废水开始进入好氧SBR反应器的同时，好氧SBR反应器开始进行曝气，好氧SBR反应器中溶解氧浓度为1.0-5.0mg/L，曝气时间为205min，曝气完成后进入沉淀期;所述的好氧SBR反应器沉淀期的沉淀时间为25min，沉淀期结束后进入排水期;所述的好氧SBR反应器的排水期为将好氧SBR反应器中的上清液从好氧SBR反应器中排出，获得养猪废水上清液。
3.根据权利要求1或2所述的一种高氨氮低C/N比养猪废水中碳氮高效去除的好氧-微氧两级SBR处理方法，其特征在于，所述的步骤二微氧SBR反应器的进水曝气期的将步骤一获得的养猪废水上清液以流量0.27L/min的速度进入微氧SBR反应器中，进入时间为15min，并且在进入过程中以60r/min的速率进行搅拌，在养猪废水上清液进入微氧SBR反应器的同时，微氧SBR反应器开始进行间歇性曝气，曝气周期为曝气30min后停止曝气30min，总曝气时间为450min，微氧SBR反应器中溶解氧浓度为0.1-1.0mg/L，曝气完成后进入沉淀期;所述的微氧SBR反应器沉淀期的沉淀时间为25min，沉淀期结束后进入排水期;所述的微氧SBR反应器的排水期为将微氧SBR反应器中的上清液排出到中间水池，获得去除碳氮的养猪废水。
4.根据要求1所述的种高氨氮低C/N比养猪废水中碳氮高效去除的好氧-微氧两级SBR处理方法，其特征在于，所述的养猪废水为干清粪养猪场废水以及水冲粪或水泡粪废水厌氧消化液。
5.根据要求1所述的种高氨氮低C/N比养猪废水中碳氮高效去除的好氧-微氧两级SBR处理方法，其特征在于，所述的好氧SBR反应器中所用污泥为污水处理厂二沉池污泥。
6.根据要求1所述的种高氨氮低C/N比养猪废水中碳氮高效去除的好氧-微氧两级SBR处理方法，其特征在于，所述的微氧SBR反应器中所用污泥为UMSR微氧反应器污泥。
7.权利要求1所述的处理方法采用的好氧-微氧两级SBR处理装置，其特征在于，该处理装置包括好氧SBR反应器(4)、中间水池(11)和微氧SBR反应器(15)，好氧SBR反应器(4)通过设置在内侧中部的好氧反应器出水电磁阀(5)与好氧反应器出水管(6)的一端连通，好氧反应器出水管(6)的另一端与中间水池(11)上部连通，中间水池(11)通过微氧反应器进水管(13)和微氧反应器进水泵(12)与微氧SBR反应器(15)上部连通;
所述的好氧SBR反应器(4)通过好氧反应器进水管(3)与进水池(1)连通，好氧反应器进水管(3)设置在好氧SBR反应器(4)的上方，好氧反应器进水管(3)上安装有好氧反应器进水泵(2);所述的好氧SBR反应器(4)的内侧底部安装有好氧反应器多孔曝气头(9)，好氧反应器多孔曝气头(9)与反应器外部的气泵(10)通过好氧反应器输气管(7)相连，好氧反应器输气管(7)上设有好氧反应器气体流量计(8)，好氧SBR反应器(4)内部还设有好氧反应器溶解氧传感器(22)，好氧反应器溶解氧传感器(22)与在线溶解氧检测器(23)相连;
所述的微氧SBR反应器(15)上方设有搅拌器(14)，搅拌器(14)搅拌桨伸入微氧SBR反应器(15)内部，微氧SBR反应器(15)底部安装有微氧反应器多孔曝气头(19)，微氧反应器多孔曝气头(19)与气泵(10)通过微氧反应器输气管(21)相连，微氧反应器多孔曝气头(19)与气泵(10)之间设有微氧反应器气体流量计(20)，微氧SBR反应器(15)内部还设有微氧反应器溶解氧传感器(24)，微氧反应器溶解氧传感器(24)与在线溶解氧检测器(23)相连，微氧SBR反应器(15)中部设有微氧反应器出水电磁阀(16)，微氧反应器出水电磁阀(16)通过微氧反应器出水管(17)与出水池(18)相连。
8.根据权利要求7所述的好氧-微氧两级SBR处理装置，其特征在于，所述的好氧SBR反应器(4)和微氧SBR反应器(15)的直径均为200mm，高度均为240mm，有效溶剂为8L，底部为0.5L的圆锥体。
9.根据权利要求7所述的好氧-微氧两级SBR处理装置，其特征在于，所述的搅拌桨直径为10cm。
说明书
高氨氮低C/N比养猪废水中碳氮高效去除的好氧-微氧两级 SBR处理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种高氨氮低C/N比养猪废水中碳氮高效去除的好氧-微氧两级SBR处理装置及方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
养猪废水普遍具有有机物浓度高、氨氮浓度高以及悬浮物浓度高等特点而较难处理。根据清粪方式(即水冲粪、水泡粪和干清粪)的不同，养猪废水的水质特点也有所不同。其中，干清粪具有氨氮(NH4+-N)浓度高和碳氮比(C/N)低的特点，而水冲粪和水泡粪养猪废水的有机物浓度较高，一般需先经过厌氧工艺去除部分有机物，由此形成的水冲粪/水泡粪厌氧消化液也具有高氨氮低C/N比特点。过低的C/N比给这类养猪废水的处理带来很大的挑战，由于有机碳源的不足，采用传统的硝化反硝化工艺对其处理，很难实现经济有效的生物脱氮。外加有机碳源的工程措施，虽然可以满足反硝化对C/N值的需求并保障生物脱氮的进行，但无疑增加了污水处理成本。因此，提供一种高效的去除高氨氮低C/N比养猪废水中碳氮的方法是十分必要的。
发明内容
本发明为了解决现有对于高氨氮低C/N比养猪废水处理技术不够完善，存在工艺复杂、投资运行成本大、运行效果不稳定、经济性较差的问题，提供一种高氨氮低C/N比养猪废水中碳氮高效去除的好氧-微氧两级SBR处理装置及方法。
本发明的技术方案：
一种高氨氮低C/N比养猪废水中碳氮高效去除的好氧-微氧两级SBR处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，采用好氧SBR反应器对养猪废水进行处理，获得养猪废水上清液;
所述的好氧SBR反应器处理过程分为进水曝气期、沉淀期和排水期;
步骤二，将步骤一获得的养猪废水上清液使用微氧SBR反应器进行处理，获得去除碳氮的养猪废水;
所述的的微氧SBR反应器处理过程分为进水曝气期、沉淀期和排水期。
进一步限定，步骤一好氧SBR反应器的进水曝气期的养猪废水进水流量为0.27L/min，进水时间为15min，在养猪废水开始进入的同时，好氧SBR反应器也开始进行曝气，好氧SBR反应器中溶解氧浓度为1.0-5.0mg/L，曝气时间为205min，曝气完成后进入沉淀期;所述的好氧SBR反应器沉淀期的沉淀时间为25min，沉淀期结束后进入排水期;所述的好氧SBR反应器的排水期为将好氧SBR反应器中的上清液从好氧SBR反应器中排出，获得养猪废水上清液。
进一步限定，步骤二微氧SBR反应器的进水曝气期的将步骤一获得的养猪废水上清液以流量0.27L/min的速度进入微氧SBR反应器中，进入时间为15min，并且在进入过程中以60r/min的速率进行搅拌，在养猪废水开始进入好氧SBR反应器的同时，好氧SBR反应器开始进行间歇性曝气，曝气周期为曝气30min后停止曝气30min，总曝气时间为450min，微氧SBR反应器中溶解氧浓度为0.1-1.0mg/L，曝气完成后进入沉淀期;所述的微氧SBR反应器沉淀期的沉淀时间为25min，沉淀期结束后进入排水期;所述的微氧SBR反应器的排水期为将微氧SBR反应器中的上清液排出到中间水池，获得去除碳氮的养猪废水。
进一步限定，养猪废水为干清粪养猪场废水以及水冲粪或水泡粪废水厌氧消化液。
进一步限定，好氧SBR反应器中所用污泥为污水处理厂二沉池污泥。
进一步限定，微氧SBR反应器中所用污泥为UMSR微氧反应器污泥。
上述处理方法采用的好氧-微氧两级SBR处理装置，包括好氧SBR反应器4、中间水池11和微氧SBR反应器15，好氧SBR反应器4通过设置在内侧中部的好氧反应器出水电磁阀5与出水管6的一端连通，出水管6的另一端与中间水池11上部连通，中间水池11通过微氧反应器进水管13和微氧反应器进水泵12与微氧SBR反应器15上部连通;
所述的好氧SBR反应器4通过好氧反应器进水管3与进水池1连通，好氧反应器进水管3设置在好氧SBR反应器4的上方，好氧反应器进水管3上安装有好氧反应器进水泵2;所述的好氧SBR反应器4的内侧底部安装有好氧反应器多孔曝气头9，好氧反应器多孔曝气头9与反应器外部的气泵10通过输气管7相连，输气管7上设有好氧反应器气体流量计8，好氧SBR反应器4内部还设有好氧反应器溶解氧传感器22，好氧反应器溶解氧传感器22与在线溶解氧检测器相连23;
所述的微氧SBR反应器15上方设有搅拌器14，搅拌器14搅拌桨伸入微氧SBR反应器15内部，微氧SBR反应器15底部安装有微氧反应器多孔曝气头19，微氧反应器多孔曝气头19与气泵10通过输气管21相连，微氧反应器多孔曝气头19与气泵10之间设有微氧反应器气体流量计20，微氧SBR反应器15内部还设有微氧反应器溶解氧传感器24，微氧反应器溶解氧传感器24与在线溶解氧检测器23相连，微氧SBR反应器15中部设有微氧反应器出水电磁阀16，微氧反应器出水电磁阀16通过微氧反应器出水管17与出水池18相连。
进一步限定，SBR反应器4和微氧SBR反应器15的直径均为200mm，高度均为240mm，有效溶剂为8L，底部为0.5L的圆锥体。
进一步限定，搅拌桨直径为10cm。
本发明具有以下有益效果：
本发明的处理装置在运行时，进水池中的养猪废水通过好氧SBR反应器进水管从好氧SBR反应器上部进入好氧SBR反应器中，污泥对废水中悬浮物质进行截留的同时，在好氧条件下通过污泥微生物的代谢作用大幅降低废水的COD，减少化能异养菌群在微氧SBR反应器中的滋生。经过好氧SBR反应器处理后的废水经微氧反应器进水管从微氧SBR反应器上部进入微氧SBR反应器中，微氧SBR反应器通过对AOB和AnAOB的富集，在微氧条件下，实现NH4+-N的部分氧化和ANAMMOX的偶联，达到经济高效的生物脱氮目的。具体有益效果如下：
1、本发明用于具有高氨氮低C/N比特性的干清粪养猪场废水以及水冲粪/水泡粪废水厌氧消化液的处理，可经济高效地同步去除COD、NH4+-N和TN等污染物。
2、本发明的处理方法在脱氮过程中采用微氧条件，因曝气量低而具有较低的动力消耗。
3、本发明设备处理低C/N比养猪废水不需要额外生物预处理，生物脱氮也不需要额外投加碳源，处理成本低。
4、本发明能微生物将异养菌与自养微生物分开培养，具有较好的系统稳定性，出水水质较好。
5、本发明适用范围广，且结构简单、紧凑，制造安装维修方便，占地少，投资省，适合规模化生产。（发明人孟佳;张布云;李玖龄;刘敏）