[发明专利]一种利用组合膜生物反应系统的氮富集及去除方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种利用组合膜生物反应系统的氮富集及去除方法及装置。

背景技术

C/N是硝化反硝化过程的重要影响因素。理论上，反硝化过程中化学计量上所需的C/N为2.86（COD/NO3--N），然而据报导硝化/反硝化系统中实际所需C/N远远大于2.86，常在7甚至11以上。而另一方面，虽然硝化细菌利用无机碳源作为电子供体，但是由于硝化细菌和异氧微生物之间的竞争作用，硝化作用在较低C/N下更稳定。因此如何控制硝化过程、反硝化过程的C/N值在适宜的范围，优化硝化菌、反硝化菌菌群在硝化反硝化过程中的功能作用，对于有效提高硝化反硝化脱氮效果非常重要。

目前，在处理生活污水的过程中，实际运行的硝化/反硝化工艺及其变型工艺（如氧化沟工艺、SBR工艺、BAF工艺等），常因碳源不足投加有机碳源（如甲醇、乙醇等）或开发新碳源，以提高C/N值达到反硝化效果；而在硝化区却常出现由于硝化细菌和异氧微生物之间的竞争作用使硝化效果不佳。因此，如何解决硝化过程、反硝化过程对C/N的需求矛盾，研制新型高效脱氮方法以提高低碳氮比污水的脱氮效果，降低运行费用成为目前研究的热点问题之一。

申请人在进行生物脱氮研究时发现，如果将氨化阶段中的NH4+和有机物分别进行富集和分离，将分离富集NH4+进行硝化，将硝化产物NO3-进行富集并转移至反硝化反应装置与之前分离的有机物进行反硝化脱氮，不仅可以有效地降低硝化反应器中异养微生物与硝化细菌的竞争，提高硝化效率，而且有效地利用有机物进行反硝化脱氮。为低C/N污水的硝化、反硝化脱氮提供了一条新的途径。

发明内容

本发明的目的是针对现有处理低C/N比废水处理方法的不足，提供一种利用组合膜生物反应系统的氮富集及去除方法及装置，该方法及装置具有较好的去除有机物和脱氮功能，尤其为处理碳源不足的废水提供一种处理方法；同时，能有效降低膜组件膜污染，可以减少膜反冲洗，降低运行费用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种利用组合膜生物反应系统的氮富集及去除装置，其特征在于：该装置包括敞口的氨氮分离器、硝化反应器、硝氮分离器和反硝化反应器，膜组件A，膜组件C，曝气头，气泵，气体流量计，气路管线，出水蠕动泵，压力表，进水泵，进水管，氨氮富集出水管，硝氮富集出水管，分离有机物出水管，电极，电源，导线，时间继电器，硝化液管，污泥回流管，污泥回流泵，搅拌器；曝气头放置在硝化反应器和硝氮分离器中；电极放置在氨氮分离器和硝氮分离器中；搅拌器放置在氨氮分离器和反硝化反应器中；膜组件C位于氨氮分离器内；膜组件A位于硝氮分离器内；硝化反应器和硝氮分离器连在一起，组成一个整体；膜组件C出水口与氨氮富集出水管、压力表和出水蠕动泵依次相连，并受时间继电器的控制；膜组件A出水口与硝氮富集出水管、压力表和出水蠕动泵依次相连，并受时间继电器的控制；曝气头与气路管线、气体流量计和气泵依次相连；硝氮分离器内的曝气头位于膜组件A下部；氨氮分离器内的搅拌器叶片位于膜组件C下部；电极的两极经导线分别和电源相连，两极放在膜组件A、C两侧；进水泵接进水管，进水管末端位于氨氮分离器内，且靠近氨氮分离器底部；氨氮富集出水管末端位于硝化反应器内，且靠近硝化反应器底部；硝氮富集出水管和分离有机物出水管分别接到反硝化反应器的底部；污泥回流泵接污泥回流管，污泥回流管两端分别接硝化反应器底部和硝氮分离器底部；硝化液管位于硝化反应器和硝氮分离器共有器壁上部；膜组件A由阴离子交换膜、超滤膜或者微滤膜之一、和带有导流槽和孔洞的支撑板组成，阴离子交换膜、超滤膜或者微滤膜之一分别位于支撑板两侧；膜组件C由阳离子交换膜、超滤膜或者微滤膜和带有导流槽和孔洞的支撑板组成，阳离子交换膜、超滤膜或者微滤膜之一分别位于支撑板两侧。

本发明中所述的一种利用组合膜生物反应系统的氮富集及去除装置，其特征在于：所述的电极采用板状或者圆柱状石墨电极。

本发明提供了一种利用上述装置进行氮富集及去除的方法，其特征在于：它具有如下工艺流程步骤：

（1）废水：废水经进水泵增压后，经进水管以流量为1-10 ml/min流入氨氮分离器中；