海绵铁驱动的快速实现低氨氮废水深度自养脱氮的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114906935A(43)申请公布日2022.08.16(21)申请号202210631744.8(22)申请日2022.06.07(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人曾薇李健敏刘宏詹孟佳苗豪豪郝小静(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203专利代理师刘萍(51)Int.Cl.C02F3/30(2006.01)C02F3/34(2006.01)C02F9/14(2006.01)C02F101/16(2006.01)C02F101/38(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称海绵铁驱动的快速实现低氨氮废水深度自养脱氮的方法(57)摘要海绵铁驱动的快速实现低氨氮废水深度自养脱氮的方法，属于废水处理领域。设有圆柱型反应装置、进水系统、出水系统、温控系统、曝气系统和集气系统。本发明通过调控水力停留时间以及曝气流量与进水流量的比值，利用海绵铁载体实现低氨氮废水的自养深度脱氮。本发明处理效率高，节约成本，可靠性好。CN114906935ACN114906935A权利要求书1/1页1.海绵铁驱动的快速实现低氨氮废水深度自养脱氮的方法，其特征在于：在生物处理反应器中存在有氧区和厌氧区；该反应器设有圆柱型反应装置、进水系统、出水系统、温控系统、曝气系统和集气系统；圆柱型反应装置内设有进水区、曝气盘、海绵体载体区、清水区以及出水槽，海绵铁载体区和清水区设有取样口；进水系统中进水箱依次通过进水管、蠕动泵与圆柱型反应装置进水口相连；出水系统中出水管连接到出水槽排入到出水箱；圆柱型反应装置外部缠绕加热带，温度探头伸入到圆柱型反应装置的清水区中，加热带和温度探头均与温控装置连接，进行温度监测与调控；圆柱型反应装置底部装有一曝气圆盘，曝气圆盘通过气体转子流量计与空气泵连接，控制曝气量；出水槽顶部设有集气口，集气口与通过橡胶管与气袋相连，进行气体的收集。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生物反应器的载体为海绵铁，其粒径为3‑5mm；海绵铁在反应器中的填充比为60％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其运行包括3个阶段；以自来水配水作为实验对象，阶段I的氨氮浓度为20‑30mg/L，阶段II启动初期氨氮浓度为20‑30mg/L，之后为了模拟城市生活污水，氨氮浓度提高到50‑60mg/L；3个阶段的pH为7.0‑7.8，温度为25℃，步骤如下：阶段I‑海绵铁载体生物膜附着阶段：首先在圆柱型反应装置中填入海绵铁，之后利用蠕动泵将短程硝化‑厌氧氨氧化颗粒污泥均匀地泵入反应装置中；将温度探头伸入清水区，打开温控装置，将温度设置为25℃；开始进水，利用蠕动泵将进水箱中的低氨氮废水泵入到反应器中；反应器首先在水力停留时间为19h的条件下运行22天，之后水力停留时间提高到37h运行18天，最后将水力停留时间增加到37h运行30天；阶段II‑海绵铁驱动的生物反应器启动阶段：曝气，水力停留时间设为37h，曝气流量与进水流量的比值为28；当氨氮去除率达到80％以上，总氮去除率达到60％以上时，说明以海绵铁为载体的生物处理反应器启动成功；阶段III‑海绵铁驱动的生物反应器优化阶段：当反应器启动成功之后，调整水力停留时间为9h以及曝气流量与进水流量的比值为9。2CN114906935A说明书1/4页海绵铁驱动的快速实现低氨氮废水深度自养脱氮的方法技术领域[0001]本发明涉及一种废水处理技术，具体是快速实现深度自养脱氮的方法。该技术适用于城市生活污水的脱氮处理，它不需要添加外碳源就能实现深度脱氮，达到一级A的出水要求。这有利于经济有效的控制水体氮素污染，节省污水处理成本，属于废水处理方法领域。背景技术[0002]随着社会的迅速发展以及人民生活水平的提高，氮(N)污染已成为水生生态系统中日益严重的环境问题，其中生活污水是一个重要来源。因此，在生活污水排入受纳水体之前，去除污水中的氮至关重要。硝化作用是处理污水中氨氮最常用的方法，它通过曝气将氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。然后在异养反硝化微生物的作用下将产生的亚硝酸盐和硝酸盐转化为氮气。异养反硝化不仅需要添加大量的有机物，而且异养菌生长迅速，会导致大量的剩余污泥产生。有机物和污泥处理都会增加污水处理的成本。因此，一些新型废水处理工艺应运而生。[0003]厌氧氨氧化(Anammox)是以亚硝酸盐为电子受体，氨氮为电子供体，在厌氧条件下将亚硝酸盐和氨氮同时转化为氮气的过程。因此，短程硝化‑厌氧氨氧化工艺得到了越来越多的应用。但是该工艺存在一大难题，即实现亚硝酸盐的积累。因为短程硝化很容易被破坏，这样会导致厌氧氨氧化的底物不足，影响该工艺的脱氮效果。[0004]厌氧铁氨氧化(