專利名稱：污水脫氮反硝化處理方法及系統(tǒng)的制作方法
污水脫氮反硝化處理方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)方案屬于生活污水和工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種污水脫氮反硝化處理 方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
廢水中的氮磷營養(yǎng)鹽排入水體會導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，惡化水質(zhì)，而且，國家對氮磷的 排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格。為了達標(biāo)排放，許多污水處理廠都采取了生物脫氮工藝，而在處理低 碳氮比污水或者采取后置反硝化污水廠中，在反硝化過程中普遍需要投加外加碳源。
目前的污水廠外加碳源采用的是甲醇、乙酸、糖類等液體碳源，這會導(dǎo)致脫氮成本高、 不便運輸、反硝化池出水中生物化學(xué)需氧量偏高等風(fēng)險，投加纖維素類固體碳源雖然價格低 廉、運輸方便、反應(yīng)條件溫和，但微生物與載體的結(jié)合力相對較弱，且穩(wěn)定性較差，處理效 果容易受溫度等外界條件影響。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有污水處理廠采用外加碳源進行強化脫氮過程中存在的如下問題投加甲醇 、乙酸、糖類等液體碳源時，會導(dǎo)致脫氮成本高、不便運輸、反硝化池出水中生物化學(xué)需氧 量偏高等風(fēng)險；投加纖維素類固體碳源時，雖然價格低廉、運輸方便、反應(yīng)條件溫和，但微 生物與載體的結(jié)合力相對較弱，且穩(wěn)定性較差，處理效果容易受溫度等外界條件影響。本發(fā) 明針對上述問題，提供了 一種污水脫氮反硝化處理方法。
本發(fā)明還提供了 一種污水脫氮反硝化處理系統(tǒng)。
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為提供了 一種污水脫氮反硝化處理方法，
所述污水脫氮反硝化處理方法為在待處理的水中添加甲烷。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述甲烷為氣態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述甲烷為甲烷氣體或甲烷含量較高的混合氣體。 根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述甲烷含量較高的混合氣體為天然氣。 根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述甲烷含量較高的混合氣體為甲烷和氧氣或甲烷和空 氣的混合氣體。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述污水脫氮反硝化處理方法包括好氧反硝化方式和缺 氧反硝化方式。本發(fā)明還提供了一種污水脫氮反硝化處理系統(tǒng)，所述污水脫氮反硝化處理系統(tǒng)包括入水 部、出水部、污水脫氮反硝化處理部和添加甲烷工作部，其中所述入水部與所述污水脫氮反 硝化處理部連接，所述污水脫氮反硝化處理部與所述出水部連接，所述污水脫氮反硝化處理 部與所述添加甲烷工作部連接。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述入水部包括進水泵、液體流量計和液位計，其中 ，所述進水泵分別與所述液體流量計和所述液位計連接；所述出水部包括負壓表、液體流 量計和抽吸泵，其中，所述負壓表與所述液體流量計和所述抽吸泵依次連接；所述添加甲烷 工作部包括進氣口、氣體流量計和氣體壓力表，其中，所述進氣口與所述氣體流量計和所 述氣體壓力表依次連接；
所述污水脫氮反硝化處理部為反應(yīng)池，所述反應(yīng)池內(nèi)安裝有第一膜組件、第二膜組件和 循環(huán)泵；其中，所述第一膜組件與所述添加甲烷工作部連通，所述第二膜組件與所述出水部 連通。
本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果在于由于大部分甲烷氣體在水中的溶解度很小，不易造成 出水中生物化學(xué)需氧量的較大波動，而且甲烷價格相對低廉，便于運輸，具有很高的工程應(yīng) 用價值。


圖1.本發(fā)明污水脫氮反硝化處理方法及系統(tǒng)中在好氧反硝化處理過程中污水脫氮反硝化 處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2.本發(fā)明污水脫氮反硝化處理方法及系統(tǒng)中在缺氧反硝化處理過程中污水脫氮反硝化 處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細說明
本發(fā)明污水脫氮反硝化處理方法及系統(tǒng)中污水脫氮反硝化處理系統(tǒng)包括入水部、出水部 、污水脫氮反硝化處理部和添加甲烷工作部，其中所述入水部與所述污水脫氮反硝化處理部 連接，所述污水脫氮反硝化處理部連接，所述污水脫氮反硝化處理部與所述添加甲烷工作部 連接。
在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述入水部包括進水泵、液體流量計和液位計，其中， 所述進水泵分別與所述液體流量計和所述液位計連接；所述出水部包括負壓表、液體流量 計和抽吸泵，其中，所述負壓表與所述液體流量計和所述抽吸泵依次連接；所述添加甲烷工 作部包括進氣口、氣體流量計和氣體壓力表，其中，所述進氣口與所述氣體流量計和所述氣體壓力表依次連接；
所述污水脫氮反硝化處理部為反應(yīng)池，所述反應(yīng)池內(nèi)安裝有第一膜組件、第二膜組件和 循環(huán)泵；其中，所述第一膜組件與所述添加甲烷工作部連通，所述第二膜組件與所述出水部 連通。
本發(fā)明所述污水脫氮反硝化處理方法為在待處理的水中添加甲烷。
在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述甲烷呈氣態(tài)，為甲烷氣體或甲烷含量較高的混合氣體 如天然氣。所述污水脫氮反硝化處理方法包括好氧反硝化方式和缺氧反硝化方式，其中好氧 反硝化方式下的反應(yīng)方程式為CH4 + 02 + 4/5N03—+ 4/5H+ = 2/5N2 + 12/5H20 + C02 ;缺 氧反硝化方式下的反應(yīng)方程式為5CH4+8N03— =4N2+80H—+6H20+5C02。
在本發(fā)明技術(shù)方案中，甲烷等有機氣體能被反硝化細菌利用，作為反硝化碳源實現(xiàn)脫氮 。在好氧條件下反硝化細菌與部分微生物進行協(xié)同作用，部分微生物利用氧將甲烷氧化為甲 醇，反硝化細菌再利用甲醇進行反硝化實現(xiàn)脫氮，在缺氧情況下某些反硝化菌能利用甲烷作 反硝化碳源進行反硝化。
請參閱圖1本發(fā)明污水脫氮反硝化處理方法及系統(tǒng)中在好氧反硝化處理過程中污水脫氮 反硝化處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，經(jīng)好氧硝化處理的污水在進水泵l的作用下進入所 述甲烷為反硝化碳源的膜生物反應(yīng)池15中，液體流量計2用于計量和對進水量進行微調(diào)，液 位計3用于控制反應(yīng)池15中的液位，若所述反應(yīng)池15中液位超過預(yù)定值，將關(guān)閉所述進水泵l ，當(dāng)液位低于預(yù)定值，則開啟所述進水泵l。其中，第一膜組件4用于向反應(yīng)池15中導(dǎo)入甲烷 氣體或甲烷含量較高的混合氣體(如甲烷和氧氣的混合氣體或天然氣和氧氣或空氣的混合氣 體，以下說明以甲烷和氧氣的混合氣體為例)，第二膜組件用于出水；由于所述膜生物反應(yīng) 池15內(nèi)進行無泡曝氣，水體的循環(huán)效果較差，因此在所述膜生物反應(yīng)池15配套設(shè)置有循環(huán)泵 6，所述循環(huán)泵6的設(shè)置不僅有利于進水的均勻分布，同時有利于提高膜曝氣的傳質(zhì)效果。甲 烷和氧氣的混合氣體由第一膜組件4進入，其中，氧氣由第一進氣口ll進入，甲烷氣體由第 二進氣口12進入，氣量通過所述氣體流量計13調(diào)節(jié)，所述第一氣壓表14用于測定氣壓。所述 第二氣壓表7用于測定甲烷氣和氧氣混合后的氣壓，出水部通過抽吸泵10的抽吸作用進行， 出水量通過液體流量計9調(diào)節(jié)，負壓表8用于測定膜組件出水過程中的抽吸負壓。
請參閱圖2本發(fā)明污水脫氮反硝化處理方法及系統(tǒng)中在缺氧反硝化處理過程中污水脫氮 反硝化處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在缺氧反硝化處理過程中，所述反應(yīng)池15為密閉 容器，減少好氧硝化處理過程中向膜組件中通入氧氣這一過程，所述污水脫氮反硝化處理系 統(tǒng)中相應(yīng)的去除掉供給氧氣的第一進氣口 1 l和與所述第一進氣口 1 l相連的所述氣體流量計13和所述第一氣壓表14，其它構(gòu)件和好氧模式下的一樣。
以下對在缺氧條件下反硝化的處理過程進行詳細說明在進水泵l的作用下進入所述甲 烷為反硝化碳源的膜生物反應(yīng)池15中，液體流量計2用于計量和對進水量進行微調(diào)，液位計3 用于控制反應(yīng)池15中的液位，若所述反應(yīng)池15中液位超過預(yù)定值，將關(guān)閉所述進水泵l，當(dāng) 液位低于預(yù)定值，則開啟所述進水泵l。其中，第一膜組件4用于向反應(yīng)池15中導(dǎo)入甲烷氣體 ，第二膜組件用于出水；由于所述膜生物反應(yīng)池15內(nèi)進行無泡曝氣，水體的循環(huán)效果較差， 因此在所述膜生物反應(yīng)池15配套設(shè)置有循環(huán)泵6，所述循環(huán)泵6的設(shè)置不僅有利于進水的均勻 分布，同時有利于提高膜曝氣的傳質(zhì)效果。甲烷氣體由第一膜組件4進入，具體為，甲烷氣 體由第二進氣口12進入，氣量通過所述氣體流量計13調(diào)節(jié)，所述第一氣壓表14用于測定氣壓 。所述第二氣壓表7用于測定甲烷氣體的氣壓，出水部通過抽吸泵10的抽吸作用進行，出水 量通過液體流量計9調(diào)節(jié)，負壓表8用于測定膜組件出水過程中的抽吸負壓。
本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果在于由于大部分甲烷氣體在水中的溶解度很小，不易造成 出水中生物化學(xué)需氧量的較大波動，而且甲烷價格相對低廉，便于運輸，具有很高的工程應(yīng) 用價值，經(jīng)過試驗表明在好氧狀態(tài)下去除lmol硝態(tài)氮需要消耗2.2mol甲烷氣和氧氣，在缺 氧狀態(tài)下每去除lmol硝態(tài)氮需要消耗l. 5mol甲烷氣。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認(rèn)定本發(fā)明 的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本 發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種污水脫氮反硝化處理方法，其特征在于所述污水脫氮反硝化處理方法為在待處理的水中添加甲烷。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述污水脫氮反硝化處理方法，其特征在于所述 甲烷為氣態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述污水脫氮反硝化處理方法，其特征在于所述 甲烷為甲烷氣體或甲烷含量較高的混合氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述污水脫氮反硝化處理方法，其特征在于所述 甲烷含量較高的混合氣體為天然氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述污水脫氮反硝化處理方法，其特征在于所述 甲烷含量較高的混合氣體為甲烷和氧氣或者甲烷和空氣的混合氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述污水脫氮反硝化處理方法，其特征在于所述 污水脫氮反硝化處理方法包括好氧反硝化方式和缺氧反硝化方式。
7. 一種污水脫氮反硝化處理系統(tǒng)，其特征在于所述污水脫氮反硝 化處理系統(tǒng)包括入水部、出水部、污水脫氮反硝化處理部和添加甲烷工作部，其中所述入水 部與所述污水脫氮反硝化處理部連接，所述污水脫氮反硝化處理部與所述出水部連接，所述 污水脫氮反硝化處理部與所述添加甲烷工作部連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述污水脫氮反硝化處理系統(tǒng)，其特征在于所述入水部包括進水泵、液體流量計和液位計，其中，所述進水泵分別與所述液體 流量計和所述液位計連接；所述出水部包括負壓表、液體流量計和抽吸泵，其中，所述負壓表與所述液體流量 計和所述抽吸泵依次連接；所述添加甲烷工作部包括進氣口、氣體流量計和氣體壓力表，其中，所述進氣口與 所述氣體流量計和所述氣體壓力表依次連接；所述污水脫氮反硝化處理部為反應(yīng)池，所述反應(yīng)池內(nèi)安裝有第一膜組件、第二膜組件 和循環(huán)泵；其中，所述第一膜組件與所述添加甲烷工作部連通，所述第二膜組件與所述出水 部連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污水脫氮反硝化處理方法及系統(tǒng)。所述污水脫氮反硝化處理方法為在待處理的水中添加甲烷。所述污水脫氮反硝化處理系統(tǒng)包括入水部、出水部、污水脫氮反硝化處理部和添加甲烷工作部，其中所述入水部與所述污水脫氮反硝化處理部連接，所述污水脫氮反硝化處理部與所述出水部連接，所述污水脫氮反硝化處理部與所述添加甲烷工作部連接。本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果在于由于甲烷氣體在水中的溶解度很小，不易造成出水中生化需氧量的較大波動，而且甲烷價格相對低廉，便于運輸，具有很高的工程應(yīng)用價值。
文檔編號C02F3/30GK101580298SQ20091030373
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者軍 劉, 王宏杰, 甘光華, 董文藝, 趙志軍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院