公布日：2023.03.07
申请日：2022.12.29
分类号：C02F3/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种短程硝化-厌氧氨氧化处理高氨氮有机废水的系统与方法。所述系统包括依次连通的进水水箱、短程硝化反应器、第一中间水箱、厌氧氨氧化反应器、第二中间水箱和短程硝化反硝化反应器，所述短程硝化反硝化反应器的出液端通过回流装置与进水水箱的进液端连通。本发明将短程硝化、厌氧氨氧化等技术创造性应用于高氨氮有机废水的处理中，相较于传统硝化反硝化法处理，节省供氧量，减少COD需求量。
权利要求书
1.一种短程硝化-厌氧氨氧化处理高氨氮有机废水的系统，其特征在于，所述系统包括依次连通的进水水箱（1）、短程硝化反应器（2）、第一中间水箱（3）、厌氧氨氧化反应器（4）、第二中间水箱（5）和短程硝化反硝化反应器（6），所述短程硝化反硝化反应器（6）的出液端通过回流装置（7）与进水水箱（1）的进液端连通。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述短程硝化反应器（2）内部设置第一搅拌装置，所述第一搅拌装置包括第一搅拌电机（23）和第一搅拌浆（25）；所述短程硝化反应器（2）底部设置第一曝气装置（24）；所述短程硝化反应器（2）设置用于实时监测反应器内部pH值的pH计（21）、用于实时监测反应器内溶解氧的溶解氧测定仪（22）。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述厌氧氨氧化反应器（4）的顶部设置三相分离器（41），所述厌氧氨氧化反应器（4）内设置循环装置（42）。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述短程硝化反硝化反应器（6）内部设置第二搅拌装置，所述第二搅拌装置包括第二搅拌电机（61）和第二搅拌浆（64）；所述短程硝化反硝化反应器（6）上设置碳源投加装置（62）；所述短程硝化反硝化反应器（6）底部设置第二曝气装置（63）。
5.一种短程硝化-厌氧氨氧化处理高氨氮有机废水的方法，其特征在于，使用权利要求1-4任一项所述的系统，包括以下步骤：1）系统的启动1）短程硝化反应器的启动：接种来自污水厂的好氧污泥或者短程硝化污泥，反应器内污泥浓度3000-5000mg/L，反应器采取微氧曝气；进水水箱中含NH4+-N浓度为400-700mg/L和COD浓度为500-900mg/L的高氨氮有机废水进入短程硝化反应器；当短程硝化反应器出水中NO2--N：NH4+-N为1：1-1.6：1，短程硝化反应器启动成功；2）厌氧氨氧化反应器的启动：接种厌氧氨氧化颗粒污泥与污水厂厌氧池污泥的混合污泥，污泥浓度5000-7000mg/L；短程硝化反应器启动成功后与厌氧氨氧化反应器形成串联，若出水总氮去除率为80%以上，厌氧氨氧化反应器启动成功；3）当短程硝化反应器与厌氧氨氧化反应器均启动成功后，串联短程硝化反硝化反应器，短程硝化反硝化反应器中接种污水厂厌氧污泥，污泥浓度为3000-5000mg/L；短程硝化反硝化反应器出水中总氮小于40mg/L时，短程硝化反硝化反应器启动成功；2）系统的运行在进水水箱中将原水与回流装置中的回流废水进行混合，控制短程硝化反应器中进水NH4+-N为400-700mg/L，短程硝化反应器中溶解氧控制在0.1-2mg/L，短程硝化反应器出水中NO2--N：NH4+-N为1：1-1.6：1，将出水排出至第一中间水箱；第一中间水箱中加入无机碳源，添加碱液调节溶液pH至7.5-8.5；在厌氧氨氧化反应器中，出水NH4+-N基本去除，富余部分NO2--N与生成的NO3--N排入第二中间水箱；在短程硝化反硝化反应器中，依次进行好氧曝气、厌氧搅拌和沉淀，曝气结束时投加COD，使投加COD量与反应器内总氮比为2-3：1，经过系统脱氮后的出水部分通过回流装置回流至进水水箱，其余废水完成脱氮处理。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1.1）短程硝化反应器的启动过程中：污泥停留时间为25-30d，水力停留时间为6-8h，溶解氧控制在0.1-2mg/L，曝气搅拌2-4h后将沉淀排出，排水比为40-60%。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1.2）厌氧氨氧化反应器的启动过程中：在短程硝化反应器成功启动前往厌氧氨氧化反应器进水箱中添加NaNO2作为污水中亚硝态氮来源，并添加NaHCO3为厌氧氨氧化提供无机碳源，同时添加NaCl或NaOH调节pH至7.5-8.5，厌氧氨氧化反应器中：水力停留时间为12-24h，控制循环泵流速，使反应器内上升流速在3-5m/h。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1.3）短程硝化反硝化反应器中，先进行曝气搅拌，溶解氧控制在1mg/L以下，曝气结束时投加适量COD，使进水中C/N比为2-3：1，随后厌氧搅拌，将沉淀排出，排水比为40-60%；水力停留时间为6-8h，污泥停留时间为25-30d，排水比为40-60%。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2）中，第一中间水箱中加入0.1-0.5g/L的NaHCO3提供无机碳源，添加NaCl或者NaOH调节pH至7.5-8.5。
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2）系统运行时：短程硝化反应器中，污泥龄为25-30d，每天运行4-6个周期，每周期4-6h，包括进水10min，厌氧搅拌170-290min，微氧曝气150-270min，沉淀30min，排水5min，闲置25min；排水比40-60%；厌氧氨氧化反应器中废水循环装置使反应器内水流上升速度在3-5m/h，水力停留时间为8-12h，不设主动排泥；废水接入短程硝化反硝化反应器每天运行4-6个周期，每周期4-6h，包括进水10min，好氧曝气50-80min，厌氧搅拌170-290min，沉淀30min，排水5min，闲置25min，其中好氧曝气结束同时通过碳源投加装置加入COD，使C/N比为2-3：1，排水比40-60%。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供短程硝化-厌氧氨氧化处理高氨氮有机废水的系统。
本发明的目的之二在于提供一种短程硝化-厌氧氨氧化处理高氨氮有机废水的方法。
为实现本发明目的，具体技术方案如下：一种短程硝化-厌氧氨氧化处理高氨氮有机废水的系统，所述系统包括依次连通的进水水箱、短程硝化反应器、第一中间水箱、厌氧氨氧化反应器、第二中间水箱和短程硝化反硝化反应器，所述短程硝化反硝化反应器的出液端通过回流装置与进水水箱的进液端连通。
进一步地，所述短程硝化反应器内部设置第一搅拌装置，所述第一搅拌装置包括第一搅拌电机和第一搅拌浆；所述短程硝化反应器底部设置第一曝气装置；所述短程硝化反应器设置用于实时监测反应器内部pH值的pH计、用于实时监测反应器内溶解氧的溶解氧测定仪。
进一步地，所述厌氧氨氧化反应器的顶部设置三相分离器，所述厌氧氨氧化反应器内设置循环装置。
进一步地，所述短程硝化反硝化反应器内部设置第二搅拌装置，所述第二搅拌装置包括第二搅拌电机和第二搅拌浆；所述短程硝化反硝化反应器上设置碳源投加装置；所述短程硝化反硝化反应器底部设置曝气装置。
本发明还公开了一种短程硝化-厌氧氨氧化处理高氨氮有机废水的方法，使用上述所述的系统，包括以下步骤：1）系统的启动1.1）短程硝化反应器的启动：接种来自污水厂的好氧污泥或者短程硝化污泥，反应器内污泥浓度3000-5000mg/L，反应器采取微氧曝气，溶解氧控制在0.1-2mg/L；进水水箱中含NH4+-N浓度为400-700mg/L和COD浓度为500-900mg/L的高氨氮有机废水进入短程硝化反应器；当短程硝化反应器出水中NO2--N：NH4+-N为1：1-1.6：1，短程硝化反应器启动成功；1.2）厌氧氨氧化反应器的启动：接种厌氧氨氧化颗粒污泥与污水厂厌氧池污泥的混合污泥，污泥浓度5000-7000mg/L；短程硝化反应器启动成功后与厌氧氨氧化反应器形成串联，若出水总氮去除率为80%以上，厌氧氨氧化反应器启动成功；1.3）当短程硝化反应器与厌氧氨氧化反应器均启动成功后，串联短程硝化反硝化反应器，短程硝化反硝化反应器中接种污水厂厌氧污泥，污泥浓度为3000-5000mg/L；短程硝化反硝化反应器出水中总氮小于40mg/L时，短程硝化反硝化反应器启动成功；2）系统的运行在进水水箱中将原水与回流装置中的回流废水进行混合，控制短程硝化反应器中进水NH4+-N为400-700mg/L，短程硝化反应器中溶解氧控制在0.1-2mg/L，短程硝化反应器出水中NO2--N：NH4+-N为1：1-1.6：1，将出水排出至第一中间水箱；第一中间水箱中加入无机碳源，添加碱液调节溶液pH至7.5-8.5，随后进入厌氧氨氧化反应器；厌氧氨氧化反应器中，出水NH4+-N基本去除，富余部分NO2--N与生成的NO3--N排入第二中间水箱；废水接入短程硝化反硝化反应器后，依次进行好氧曝气、厌氧搅拌和沉淀，曝气结束时投加COD，使投加COD量与反应器内总氮比为2-3：1，经过系统脱氮后的出水部分通过回流装置回流至进水水箱，其余废水完成脱氮处理。
进一步地，步骤1.1）短程硝化反应器的启动过程中：污泥停留时间为25-30d，水力停留时间为6-8h，溶解氧控制在0.1-2mg/L，曝气搅拌2-4h后将沉淀排出，排水比40-60%。
进一步地，步骤1.2）厌氧氨氧化反应器的启动过程中：在短程硝化反应器成功启动前往厌氧氨氧化反应器进水箱中添加NaNO2作为污水中亚硝态氮来源，并添加NaHCO3为厌氧氨氧化提供无机碳源，同时添加NaCl或NaOH调节pH至7.5-8.5，厌氧氨氧化反应器中：水力停留时间12-24h，控制循环泵流速，使反应器内上升流速在3-5m/h。
进一步地，步骤1.3）短程硝化反硝化反应器中，先进行曝气搅拌，溶解氧控制在1mg/L以下，曝气结束时投加适量COD，使进水中C/N比为2-3：1，随后厌氧搅拌，沉淀排出，排水比为40-60%，；水力停留时间6-8h，污泥停留时间25-30d，排水比为40-60%。
进一步地，步骤2）中，第一中间水箱中加入0.1-0.5g/L的NaHCO3提供无机碳源，添加NaCl或者NaOH调节pH至7.5-8.5。
进一步地，步骤2）系统运行时：短程硝化反应器中，污泥龄25-30d，每天运行4-6个周期，每周期4-6h，包括进水10min，厌氧搅拌170-290min，微氧曝气150-270min，沉淀30min，排水5min，闲置25min；排水比40-60%；厌氧氨氧化反应器中废水循环装置使反应器内水流上升速度在3-5m/h，水力停留时间为8-12h，不设主动排泥；废水接入短程硝化反硝化反应器每天运行4-6个周期，每周期4-6h，包括进水10min，好氧曝气50-80min，厌氧搅拌170-290min，沉淀30min，排水5min，闲置25min，其中好氧曝气结束同时通过碳源投加装置加入COD，使C/N比为2-3：1，排水比40-60%。
相对现有技术，本发明的有益效果在于：本发明将短程硝化、厌氧氨氧化等技术创造性应用于高氨氮有机废水的处理中，相较于传统硝化反硝化法处理，供氧量节省54-57%，COD需求量减少84-89%。
（发明人：何頔;欧睿;金青海;余瑾;赵建树）