[发明专利]采用半短程硝化-厌氧氨氧化-电氧化处理城市污水厂污泥消化液实现深度除碳脱氮的方法

摘要

采用半短程硝化‑厌氧氨氧化‑电氧化处理城市污水厂污泥消化液实现深度除碳脱氮的方法属于污泥消化液脱氮除碳技术领域。通过在SBR中实现厌氧氨氧化继而实现污泥硝化液自养脱氮，本发明不外加外碳源通过厌氧氨氧化实现污泥消化液的氨氮和总氮的深度去除；通过电氧化深度去除污泥消化液中的难降解有机物，实现深度脱氮，从而解决污泥消化液合并处理降低污水处理厂出水水质、单独处理成本又高的问题。通过SBR‑EO联用，在SBR反应器中实现厌氧氨氧化脱氮，其出水在电氧化反应器中通过阳极上产生氧化性强的羟基自由基将难降解物质降解，实现污泥消化液的经济高效除碳脱氮。最终出水的有机物、总氮和氨氮浓度仅为60～80、8～12和20～30mg·L‑1，有机物、总氮和氨氮的各去除率高达95％以上。

主权项

1.采用半短程硝化‑厌氧氨氧化‑电氧化处理城市污水厂污泥消化液实现深度除碳脱氮的方法，其特征在于，包括以下步骤：1.)进水水箱设有出水管(2)，SBR(Ⅱ)的每个运行周期为：原水从进水格室(1)通过出水管(2)，经SBR(Ⅱ)进水泵(3)及SBR(Ⅱ)进水管(4)被打入到SBR(Ⅱ)中，进水的体积为SBR(Ⅱ)有效体积的10％‑50％；进水结束后，开启曝气装置，空气通过空压机(9)和气体流量计(10)以及曝气管(11)和SBR(Ⅱ)中的曝气头(12)后进入到SBR(Ⅱ)中，通过气体流量计(10)将DO控制到0.5‑1mg/L；SBR(Ⅱ)设有在线pH和溶解氧(DO)监测设备(5)，实时在线监测SBR(Ⅱ)中的pH和DO，从而判定反应状态；当硝化反应中氨氮浓度降到100‑150mg/L时且亚硝态氮积累到100‑200mg/L时,停止曝气；开启机械搅拌装置(6)，搅拌器转速为50‑80r/min，在缺氧条件下，通过厌氧氨氧化反应将氨氮和亚硝态氮去除；当实时控制的pH曲线一阶导数由正变负时停止搅拌，然后沉淀30‑50min，排水3‑5min，排水比为10％‑50％，至此，SBR(Ⅱ)的一个运行周期结束；其中，产生的气体通过气体收集管(7)收集到集气瓶(8)中；SBR(Ⅱ)设有第一排水口(13)、第二排水口(14)、第三排水口(15)和第四排水口(16)及放空口(17)；2.)在每个周期沉淀结束后，SBR(Ⅱ)处理水通过第二排水口(14)经由中间水池(Ⅲ)的进水管(18)进入到中间水池(Ⅲ)中，再由中间水池(Ⅲ)的出水管(19)和电氧化装置EO(Ⅳ)的进水泵(20)及EO(Ⅳ)的进水管(21)进入到EO(Ⅳ)中进行难降解有机物和色度的去除；3.)EO(Ⅳ)采用恒流充电模式进行电解，接有直流电源(22)，其正极(23)和负极(24)分别通过导线与EO(Ⅳ)的阳极(25)和阴极(26)连接，阳极(25)为Ti基SnO₂涂层电极，涂层催化剂载量在1‑5mg/cm²；通入直流电源并控制电流密度在5～20mA/cm²进行电解，两极电压在3.5‑4.5V，在阳极(25)表面催化层产生强氧化剂羟基自由基和臭氧，将难降解有机污染物降解，使色度降低；阴极(26)采用镍基底，反应时会在阴极(26)在产生氢气，EO(Ⅳ)侧面设有出水管(27)和出水控制阀(28)，出水通过EO(Ⅳ)出水管(27)排出。