公布日：2023.12.05
申请日：2023.09.07
分类号：C02F3/28(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理系统及方法，原水箱底部侧面的出口经第一进水泵与中间水箱的入口相连通，原水箱顶部的出口经第二进水泵与序批式反应器的底部入口相连通，所述序批式反应器内设有第一搅拌装置及曝气装置，序批式反应器侧面上的出口与中间水箱的入口相连通，所述中间水箱的加药口连接有硫代硫酸钠投加装置，中间水箱的出口与升流式厌氧污泥床反应器的底部入口相连通，升流式厌氧污泥床反应器顶部的开口处设置有三相分离器，三相分离器的出水口与氧化装置顶部的入口相连通，该系统及方法能够高效稳定去除废水中的氨氮以及抗生素，且除氮过程中不需要外加碳源，有效降低了运行成本。
权利要求书
1.一种硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理系统，其特征在于，包括原水管道、原水箱(12)、第一进水泵(14)、中间水箱(15)、第二进水泵(21)、序批式反应器(2)、升流式厌氧污泥床反应器(3)、氧化装置(4)及达标排放泵(46)；原水管道的出口与原水箱(12)的入口相连通，原水箱(12)底部侧面的出口经第一进水泵(14)与中间水箱(15)的入口相连通，原水箱(12)顶部的出口经第二进水泵(21)与序批式反应器(2)的底部入口相连通，所述序批式反应器(2)内设有第一搅拌装置(25)及曝气装置(23)，序批式反应器(2)侧面上的出口与中间水箱(15)的入口相连通，所述中间水箱(15)的加药口连接有硫代硫酸钠投加装置(17)，中间水箱(15)的出口与升流式厌氧污泥床反应器(3)的底部入口相连通，升流式厌氧污泥床反应器(3)顶部的开口处设置有三相分离器(35)，其中，三相分离器(35)的出水口与氧化装置(4)顶部的入口相连通，氧化装置(4)底部的出口与达标排放泵(46)相连通。
2.根据权利要求1所述的硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理系统，其特征在于，还包括过硫酸盐投加装置(43)及磁性生物炭投加装置(44)，过硫酸盐投加装置(43)的出口及磁性生物炭投加装置(44)的出口与氧化装置(4)的加药口相连通。
3.根据权利要求1所述的硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理系统，其特征在于，所述升流式厌氧污泥床反应器(3)的外壁上设置有控温隔层(33)。
4.根据权利要求3所述的硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理系统，其特征在于，所述三相分离器(35)的回流工质出口经回流管(36)及回流泵(37)与升流式厌氧污泥床反应器(3)的底部入口相连通。
5.根据权利要求1所述的硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理系统，其特征在于，所述升流式厌氧污泥床反应器(3)的侧面上设置有若干取样口(34)。
6.根据权利要求1所述的硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理系统，其特征在于，所述氧化装置(4)内设置有第二搅拌装置(42)。
7.根据权利要求1所述的硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理系统，其特征在于，序批式反应器(2)上设置有溶解氧在线监测系统(24)。
8.一种硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理方法，其特征在于，基于权利要求1所述的硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理系统，包括以下步骤：1)废水经原水提升泵(11)进入到原水箱(12)中，原水箱(12)输出的水分为两路，其中一路经第一进水泵(14)直接进入到中间水箱(15)中，另一路进入到序批式反应器(2)中，并在序批式反应器(2)中进行硝化反应，将废水中的氨氮转化为硝氮，序批式反应器(2)输出的硝化反应后的废水进入到中间水箱(15)中；2)通过硫代硫酸钠投加装置(17)向中间水箱(15)中投加过硫代硫酸钠，中间水箱(15)输出的废水进入升流式厌氧污泥床反应器(3)中，并在升流式厌氧污泥床反应器(3)中，进行硫自养短程反硝化-厌氧氨氧化工艺，以去除废水中的氮素；3)升流式厌氧污泥床反应器(3)输出的废水进入到氧化装置(4)中去除废水中的抗生素，然后排出。
9.根据权利要求8所述的硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理方法，其特征在于，还包括：将硫自养反硝化颗粒污泥与厌氧氨氧化颗粒污泥以1:1的体积比接种至升流式厌氧污泥床反应器(3)中，污泥浓度为4-5g/L。
10.根据权利要求8所述的硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理方法，其特征在于，升流式厌氧污泥床反应器(3)中的污泥在含有抗生素的进水环境中进行培养，将其驯化成对抗生素具有耐受性的污泥。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理系统及方法，该系统及方法能够高效稳定地同步去除废水中的氨氮以及抗生素，且除氮过程中不需要外加碳源，有效降低运行成本。
为达到上述目的，本发明公开了一种硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理系统，包括原水管道、原水箱、第一进水泵、中间水箱、第二进水泵、序批式反应器、升流式厌氧污泥床反应器、氧化装置、达标排放泵、过硫酸盐投加装置的出口及磁性生物炭投加装置；
原水管道的出口与原水箱的入口相连通，原水箱底部侧面的出口经第一进水泵与中间水箱的入口相连通，原水箱顶部的出口经第二进水泵与序批式反应器的底部入口相连通，所述序批式反应器内设有第一搅拌装置及曝气装置，序批式反应器侧面上的出口与中间水箱的入口相连通，所述中间水箱的加药口连接有硫代硫酸钠投加装置，中间水箱的出口与升流式厌氧污泥床反应器的底部入口相连通，升流式厌氧污泥床反应器顶部的开口处设置有三相分离器，其中，三相分离器的出水口与氧化装置顶部的入口相连通。
过硫酸盐投加装置的出口及磁性生物炭投加装置的出口与氧化装置的加药口相连通，氧化装置底部的出口与达标排放泵相连通。
所述升流式厌氧污泥床反应器的外壁上设置有控温隔层。
所述三相分离器的回流工质出口经回流管及回流泵与升流式厌氧污泥床反应器的底部入口相连通。
所述升流式厌氧污泥床反应器的侧面上设置有若干取样口。
所述氧化装置内设置有第二搅拌装置。
序批式反应器上设置有溶解氧在线监测系统。
本发明公开了一种硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理方法，包括以下步骤：
1)废水经原水提升泵进入到原水箱中，原水箱输出的水分为两路，其中一路经第一进水泵直接进入到中间水箱中，另一路进入到序批式反应器中，并在序批式反应器中进行硝化反应，将废水中的氨氮转化为硝氮，序批式反应器输出的硝化反应后的废水进入到中间水箱中；
2)通过硫代硫酸钠投加装置向中间水箱中投加过硫代硫酸钠，中间水箱输出的废水进入升流式厌氧污泥床反应器中，并在升流式厌氧污泥床反应器中，进行硫自养短程反硝化-厌氧氨氧化工艺，以去除废水中的氮素；
3)升流式厌氧污泥床反应器输出的废水进入到氧化装置中去除废水中的抗生素，然后排出。
还包括：将硫自养反硝化颗粒污泥与厌氧氨氧化颗粒污泥以1:1的体积比接种至升流式厌氧污泥床反应器中，污泥浓度为4-5g/L。
升流式厌氧污泥床反应器中的污泥在含有抗生素的进水环境中进行培养，将其驯化成对抗生素具有耐受性的污泥。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的硫自养反硝化-厌氧氨氧化-氧化耦合处理系统及方法在具体操作时，序批式反应器中设置有曝气装置，通过曝气控制实现氨氮向硝氮的转化；在升流式厌氧污泥床反应器内，进行硫自养短程反硝化-厌氧氨氧化反应，完成对氮素的去除，无需外加碳源，成本低，工艺简单，效果好，再利用氧化装置去除抗生素，从而高效稳定去除废水中的氨氮以及抗生素，且除氮过程中不需要外加碳源，有效降低了运行成本。
进一步，培养对抗生素具有耐受性的硝化污泥和硫自养短程反硝化-厌氧氨氧化污泥，使脱氮高效稳定运行。
进一步，本发明采用过硫酸盐作为氧化剂，价格低廉，高效稳定；磁性生物碳制备方法简单，以污泥为主要来源，实现废物利用，可以在外加磁场的作用下与水分离，同时具有良好的活化过硫酸盐效果。
（发明人：苏艳;姜琪;王璟;张成;高峰;杨阳;刘小娇;黄倩;王振宇）