[发明专利]一种基于多能互补的厌氧氨氧化反应器稳定运行系统

说明书

本发明公开了一种基于多能互补的厌氧氨氧化反应器稳定运行系统；该系统包括厌氧氨氧化反应系统和污水增温系统，主要由污泥沼气能—太阳能—空气能耦合互补模式通过蓄热水箱装置对厌氧氨氧化反应器采取增温措施，其中污泥沼气系统为主加热系统，太阳能集热系统与空气源热泵系统作为保障加热系统。通过沼气能与太阳能和空气能任意两个或三个同时为调节池中的污水提供热量，可满足厌氧氨氧化反应器在运行过程中环境温度的要求，保证厌氧氨氧化菌具有良好的活性，达到高效节能的脱氮目的。具有节能、运行费用低、增温效果连续持久、处理能力强、运行效果稳定等优点。

技术领域

本发明涉及一种污水生化处理的增温系统；尤其涉及一种基于多能互补的厌氧氨氧化反应器稳定运行系统。

背景技术

废水生物处理工艺中，传统生物脱氮过程能耗大，并且很难用于处理低碳氮比废水。厌氧氨氧化反应是以亚硝态氮为电子受体，将氨氮氧化为氮气的自养过程，无需外加碳源，在工业应用中，能耗可减少60％左右。因此，厌氧氨氧化工艺被认为是一种环境友好型脱氮技术，发展前景广阔。然而，厌氧氨氧化反应易受环境因素影响，如温度、有机物、溶解氧、光线等，其中温度对厌氧氨氧化菌影响尤为明显。温度依赖性是影响生物反应器运行的重要因素，影响微生物活性主要通过影响微生物酶促反应，其主要途径有两种，一是影响酶催化反应的速率，二是影响基质扩散到细胞的速率。作为生物处理过程，厌氧氨氧化受温度影响较大，据报道，厌氧氨氧化菌最适生长温度分别为30-40℃，低温下，厌氧氨氧化菌受到抑制，而在市政与工业废水处理中，随四季气候变化，水温大致在5-20℃，因此，厌氧氨氧化工艺在废水处理中需应对低温带来的严峻挑战。因此在实际应用中，需通过人工手段加以克服，同时采用常规材料对生物反应池保温等措施，实现厌氧氨氧化反应器的稳定运行。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于多能互补的厌氧氨氧化反应器稳定运行系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于多能互补的厌氧氨氧化反应器稳定运行系统，该系统包括厌氧氨氧化反应系统和污水增温系统；

其中，

所述厌氧氨氧化反应系统，包括：调节池1、厌氧氨氧化反应池2、污泥消化池3和沼气收集袋4；

所述污水增温系统，包括：污泥沼气系统、太阳能集热系统、空气源热泵系统和蓄热水箱装置，其中，污泥沼气系统为主加热系统，太阳能集热系统与空气源热泵系统作为保障加热系统。

优选地，所述污泥沼气系统，包括：燃气锅炉7、第一测温装置8、第二测温装置12、沼气泵6，第一阀门5、第二阀门9、第三阀门13和第一水泵10。

优选地，所述太阳能集热系统，包括：真空管太阳能热水器23、第二水泵26、第四阀门25、第五阀门28、第三测温装置24、第四测温装置27。

优选地，所述空气源热泵系统，包括：冷凝器16、节流装置17、空气换热器18、压缩机19、第三水泵22、第六阀门14、第七阀门21、第五测温装置15、第六测温装置20。

优选地，所述蓄热水箱装置，包括：第七测温装置29、第八测温装置31，第八阀门30、第九阀门32和第四水泵33。

优选地，所述沼气热水器系统、太阳能集热系统和空气源热泵系统共享蓄热水箱11。

本发明中增设污水增温系统，其基于污泥沼气能—太阳能—空气能清洁能源的互补利用；本发明利用污水厂中污泥产生的沼气能和具有间歇性和不稳定性的太阳能，以及随处可得的空气热能在空间和时间上的互补性，使厌氧氨氧化反应器实现稳定脱氮，同时可为冬季严寒地区污水厂生物处理单元提供保温。