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如何用EGSB-BAF耦合反应器处理生活污水
作者:澳门威尼斯人官网-澳门威尼斯人官网网址 发布日期:2019-09-23 14:54

  基于自养异养联合反硝化同步沼气脱硫的EGSB‑BAF耦合澳门威尼斯人官网网址反应器处理生活污水方法,本发明涉及一种生活污水的处理方法。目的是解决现有生物脱氮技术需要额外的外加碳源,会导致出水中COD含量、运行成本和CO2的排放提高的问题,以及去除沼气中H2S时需要大量的化学药剂造成的处理成本高和易造成二次污染的问题。本发明将沼气净化技术与生活污水脱氮技术结合,沼气中的H2S作为自养反硝化的电子供体,强化脱氮的同时净化沼气。本发明能够同时进行生活污水脱氮及沼气脱硫,还能够同时净化沼气,不需要添加填加外加的碳源,不需要催化剂和氧化剂,污染少,成本低。本发明适用于处理生活污水和沼气脱硫。

  权利要求书

  1.一种基于自养异养联合反硝化同步沼气脱硫的EGSB-BAF耦合反应器处理生活污水方法,其特征在于:该方法按以下步骤完成:

  步骤一、异养反硝化EGSB反应器的启动阶段:

  将二沉池污泥接种于EGSB反应器的反应区内,通过EGSB反应器的进水口向反应区内注入EGSB反应器启动污水,调整EGSB反应器的水力停留时间为10~13h,调整回流比为(5~7):1,持续运行25~30d,完成异养反硝化EGSB反应器的启动;

  步骤二、BAF反应器的启动阶段:

  将二沉池污泥接种于BAF反应器的反应区中,同时向BAF反应器的反应区中添加内置填料,并通过BAF反应器的进水口向的BAF反应器的反应区内注入BAF反应器启动污水,通过BAF反应器的曝气装置调节反应区的溶解氧含量维持在1~2mg/L,调节BAF反应器的水力停留时间为3~5h,持续运行20~30d,完成BAF反应器的启动;

  步骤三、EGSB-BAF耦合反应器的启动阶段:

  首先,将EGSB反应器的出水口与BAF反应器的进水口连通,在BAF反应器的出水管上引出一条回流管,回流管的出水口与EGSB反应器的进水口连通,调整回流比为(2~4):1,调整EGSB反应器的停留时间为10~13h,调整BAF反应器的停留时间为3~5h,持续运行25~30d,完成以异养反硝化为主的EGSB-BAF耦合反应器成功启动;

  然后,向EGSB反应器中通入含有H2S的沼气,连续运行15~25d,即完成以混养反硝化为主的EGSB-BAF耦合反应器的启动;

  步骤四、处理阶段:

  将生活污水持续注入EGSB-BAF耦合反应器中EGSB的反应区中,同时向EGSB反应器中持续通入含有H2S的沼气,即开始进行生活污水脱氮及沼气脱硫。

  2.根据权利要求1所述的基于自养异养联合反硝化同步沼气脱硫的EGSB-BAF耦合反应器处理生活污水方法,其特征在于:步骤一所述EGSB反应器启动污水中NO3-的浓度为8~10mg/L,COD的浓度为180~250mg/L,NH4+的浓度为30~50mg/L,TN的浓度为30~50mg/L。

  3.根据权利要求1所述的基于自养异养联合反硝化同步沼气脱硫的EGSB-BAF耦合反应器处理生活污水方法,其特征在于:步骤二所述BAF反应器启动污水中COD的浓度为190~210mg/L,NH4+的浓度为30~50ng/L,TN的浓度为30~50mg/L。

  4.根据权利要求1所述的基于自养异养联合反硝化同步沼气脱硫的EGSB-BAF耦合反应器处理生活污水方法,其特征在于:步骤三所述沼气中H2S的体积含量为0.9~1.5%。

  5.根据权利要求1所述的基于自养异养联合反硝化同步沼气脱硫的EGSB-BAF耦合反应器处理生活污水方法,其特征在于:步骤三所述向异养反硝化EGSB反应器中通入的沼气中的H2S中S元素与EGSB出水中N氮元素的摩尔比为(4~6):2。

  6.根据权利要求1所述的基于自养异养联合反硝化同步沼气脱硫的EGSB-BAF耦合反应器处理生活污水方法,其特征在于:步骤四所述处理阶段EGSB反应器的水力停留时间为5~7h,BAF反应器的水力停留时间为3~5h,回流比为(2~4):1。

  7.根据权利要求1所述的基于自养异养联合反硝化同步沼气脱硫的EGSB-BAF耦合反应器处理生活污水方法,其特征在于:步骤四所述含有H2S的沼气中H2S的体积含量为0.9~1.5%。

  说明书

  基于自养异养联合反硝化同步沼气脱硫的EGSB-BAF耦合反应器处理生活污水方法

  技术领域

  本发明涉及一种生活污水的处理方法。

  背景技术

  目前,我国大部分污水处理厂对于氨氮和总氮的去除率仅仅约为80%和60%,即使达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准后的出水中仍然含有较高浓度的总氮,远超出地表水Ⅳ类水体水质标准。因此,生活污水脱氮仍是我国污水处理领域面临的棘手问题。传统的生物脱氮技术主要依赖于氨氧化菌、亚硝化菌、硝化菌和异养反硝化菌,通过硝化和反硝化作用将有机氮、氨氮、亚硝氮和硝氮转化为氮气,从而达到脱氮的目的。但是该过程需要额外的外加碳源,如甲醇或乙酸钠。额外碳源的加入会增加出水中COD含量和运行成本,同时会增加CO2的排放,当好氧池中COD含量升高时,硝化细菌对氧气和营养物质的竞争不如异养菌,硝化效果会变差。因此需要开发更加高效且节能的脱氮技术。

  发明内容

  本发明的目的是解决现有生物脱氮技术需要额外的外加碳源,会导致出水中COD含量、运行成本和CO2的排放提高的问题,提出一种基于自养异养联合反硝化同步沼气脱硫的EGSB-BAF耦合反应器处理生活污水方法。

  本发明基于自养异养联合反硝化同步沼气脱硫的EGSB-BAF耦合反应器处理生活污水方法按以下步骤完成:

  步骤一、异养反硝化EGSB反应器的启动阶段:

  将二沉池污泥接种于EGSB反应器的反应区内,通过EGSB反应器的进水口向反应区内注入EGSB反应器启动污水,调整EGSB反应器的水力停留时间为10~13h,调整回流比为(5~7):1,持续运行25~30d,完成异养反硝化EGSB反应器的启动;

  步骤二、BAF反应器的启动阶段:

  将二沉池污泥接种于BAF反应器的反应区中,同时向BAF反应器的反应区中添加内置填料,并通过BAF反应器的进水口向的BAF反应器的反应区内注入BAF反应器启动污水,通过BAF反应器的曝气装置调节反应区的溶解氧含量维持在1~2mg/L,调节BAF反应器的水力停留时间为3~5h,持续运行20~30d,完成BAF反应器的启动;

  步骤三、EGSB-BAF耦合反应器的启动阶段:

  首先,将EGSB反应器的出水口与BAF反应器的进水口连通,在BAF反应器的出水管上引出一条回流管,回流管的出水口与EGSB反应器的进水口连通,调整回流比为(2~4):1,调整EGSB反应器的停留时间为10~13h,调整BAF反应器的停留时间为3~5h,持续运行25~30d,完成以异养反硝化为主的EGSB-BAF耦合反应器成功启动;

  然后,向EGSB反应器中通入含有H2S的沼气,连续运行15~25d,即完成以混养反硝化为主的EGSB-BAF耦合反应器的启动;

  步骤四、处理阶段:

  将生活污水持续注入EGSB-BAF耦合反应器中EGSB的反应区中,同时向EGSB反应器中持续通入含有H2S的沼气,即开始进行生活污水脱氮及沼气脱硫。

  进一步地,步骤一所述EGSB反应器启动污水中NO3-的浓度为8~10mg/L,COD的浓度为180~250mg/L,NH4+的浓度为30~50mg/L,TN的浓度为30~50mg/L。

  进一步地,步骤二所述BAF反应器启动污水中COD的浓度为190~210mg/L,NH4+的浓度为30~50ng/L,TN的浓度为30~50mg/L。

  进一步地,步骤三所述沼气中H2S的体积含量为0.9~1.5%。

  进一步地,步骤三所述向异养反硝化EGSB反应器中通入的沼气中的H2S中S元素与EGSB出水中N氮元素的摩尔比为(4~6):2。

  进一步地,步骤四所述处理阶段EGSB反应器的水力停留时间为5~7h,BAF反应器的水力停留时间为3~5h,回流比为(2~4):1。

  进一步地,步骤四所述含有H2S的沼气中H2S的体积含量为0.9~1.5%。

  本发明原理为:

  (1)步骤一异养反硝化EGSB反应器的启动过程中,生活污水中的有机物在此完成部分分解,异养反硝化细菌利用有机物作为碳源和电子供体,NO3-作为电子受体进行反硝化作用,将NO3-还原为N2。

  (2)步骤二BAF反应器的启动过程中,有机物在好氧条件下完成好氧分解,硝化细菌在好氧条件下利用NO3--N和O2进行硝化作用,产生NO3-和NO2-。

  (3)步骤三EGSB-BAF耦合反应器的启动过程中,通入沼气前EGSB(膨胀颗粒污泥床)内为异养反硝化过程,BAF(曝气生物滤池)内为硝化过程;生活污水中的有机物在EGSB反应器完成部分分解,反硝化细菌利用有机物作为碳源和电子供体,BAF反应器回流来的NO3-作为电子受体进行反硝化作用,将NO3-还原为N2;有机物在BAF反应器中完成好氧分解,硝化细菌在好氧条件下利用NH3-N和O2进行硝化作用,产生NO3-和NO2-。

  通入沼气后,EGSB内为异养反硝化和自养反硝化协同过程,BAF内为硝化过程;生活污水中的有机物在EGSB反应器完成部分分解,异养反硝化细菌利用有机物作为碳源和电子供体,BAF反应器回流来的NO3-作为电子受体进行反硝化作用;自养反硝化细菌利用沼气中H2S作为电子供体,无机碳源作为碳源,BAF反应器回流来的NO3-作为电子受体进行反硝化作用,将NO3-还原为N2。有机物在BAF反应器中完成好氧分解,硝化细菌在好氧条件下利用NH3-N和O2进行硝化作用,产生NO3-。

  (4)步骤4处理阶段中,生活污水中的有机物在EGSB反应器完成部分分解,异养反硝化细菌利用有机物作为碳源和电子供体,BAF反应器回流来的NO3-作为电子受体进行反硝化作用。自养反硝化细菌利用沼气中H2S作为电子供体,无机碳源作为碳源,BAF反应器回流来的NO3-作为电子受体进行反硝化作用,将NO3-还原为N2。沼气中H2S的体积含量范围为0.3~1.5%。有机物在BAF反应器中完成好氧分解,硝化细菌在好氧条件下利用NH3-N和O2进行硝化作用,产生NO3-。

  本发明有益效果为:

  1、与传统的生活污水脱氮工艺相比,本发明能够同时进行生活污水脱氮及沼气脱硫;沼气中的H2S作为自养反硝化的电子供体即能够完成污水的生物脱氮技术,还能够同时净化沼气,因此不需要添加填加外加的碳源,可以节约沼气净化和污水处理所需要的处理成本,同时降低了出水COD浓度,避免了硝化效果变差;

  2、本发明还能够同时去除沼气中H2S,并且不需要催化剂和氧化剂,不产生化学污泥,因此具有污染少、能耗低、效率高和成本低的优点;

  3、本发明运行前113天,未向反应器中通入H2S时,EGSB出水含有部分NO3-和NO2-,TN去除率为75%左右;第113天后,向EGSB反应器中通入H2S的体积含量为1.5%的沼气,反应器继续运行20天后,EGSB反应器的出水NO3-和NO2-下降至0mg/L。

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