本技術(shù)涉及污水處理的，尤其涉及一種高濃度含氮污水的脫氮工藝及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、以垃圾滲濾液為代表的高濃度含氮污水的處理一直是污水處理領(lǐng)域的重點和難點。高濃度含氮污水因其成分復(fù)雜，氨氮含量高(濃度通常在2000ppm以上)，易降解有機(jī)物含量相對不高(c/n比一般不到2)的特點，通常具有生化處理難度大且成本高的特點。目前，高濃度含氮污水的處理技術(shù)主要包括膜處理和生物脫氮兩大技術(shù)。膜處理只是物理過濾，并沒有真正將污水中的氨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮及硝態(tài)氮等主要污染物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無害的氮氣釋放回大氣中。而要真正做到這一點還是要依賴生物脫氮這個環(huán)節(jié)。

2、目前被普遍采用的生物脫氮工藝主要以硝化和反硝化兩個步驟為主，即先將氨氮經(jīng)硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯醯拖鯌B(tài)氮，然后再將亞硝氮和硝態(tài)氮經(jīng)反硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨?。考慮到普通硝化細(xì)菌對高濃度氨氮的耐受性不高，目前普遍采用的生物脫氮工藝都是先將含氮污水進(jìn)行稀釋和硝化液回流反硝化，以降低進(jìn)入硝化池的反應(yīng)液中氨氮及cod濃度?，F(xiàn)行的生物脫氮系統(tǒng)的脫氮效率(即單位容積氨氮負(fù)荷)一般在180ppm/24h以下，每噸原水消耗碳源普遍在10kg以上，脫氮效率較低，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了實現(xiàn)高濃度含氮污水的高效脫氮，本技術(shù)提出一種高濃度含氮污水的脫氮工藝及系統(tǒng)，并采用如下技術(shù)方案：

2、一個方面，本技術(shù)公開一種高濃度含氮污水的脫氮系統(tǒng)，所述脫氮系統(tǒng)包括裝料罐、曝氣泵、反應(yīng)器和實時檢測控制裝置；

3、所述裝料罐與所述反應(yīng)器連通，并通過閥門控制；

4、所述曝氣泵控制硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的轉(zhuǎn)換；

5、所述反應(yīng)器內(nèi)裝填有吸附有保藏編號為cctcc?m?20241347的分枝桿菌的填料；

6、所述實時檢測控制裝置用于檢測所述反應(yīng)器中反應(yīng)液的氨氮濃度、亞硝濃度和ph值，并基于所檢測到的所述反應(yīng)器中反應(yīng)液的氨氮濃度、亞硝濃度和ph值，控制所述曝氣泵的開關(guān)，以實現(xiàn)硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的轉(zhuǎn)換；控制所述閥門的開關(guān)，以實現(xiàn)對所述裝料罐中的有機(jī)碳源、酸或堿向所述反應(yīng)器的投加控制。

7、在具體實施例中，所述實時檢測控制裝置，在硝化反應(yīng)階段，將所述反應(yīng)液的氨氮濃度與第一預(yù)設(shè)值比較，同時將反應(yīng)液的亞硝濃度與第二預(yù)設(shè)值比較，發(fā)出停止曝氣的指令；所述實時檢測控制裝置，在反硝化反應(yīng)階段，將所述反應(yīng)液的亞硝濃度與第三預(yù)設(shè)值比較，同時將反應(yīng)液的氨氮濃度與第一預(yù)設(shè)值比較，發(fā)出將所述反應(yīng)液排出系統(tǒng)的指令；所述實時檢測控制裝置，在反硝化反應(yīng)階段，根據(jù)反硝化反應(yīng)啟動的初始亞硝濃度，計算出完成反硝化反應(yīng)所需投加的有機(jī)碳源量，發(fā)出將有機(jī)碳源供入所述反應(yīng)器的指令。

8、具體實施例中，在反應(yīng)器的反應(yīng)液出口處還可以設(shè)置水泵，用于將反應(yīng)液排出系統(tǒng)。

9、具體實施例中，反應(yīng)器中，吸附有保藏編號為cctcc?m?20241347的分枝桿菌的填料占反應(yīng)器容積的40％以上。

10、另一方面，本技術(shù)公開一種高濃度含氮污水的脫氮工藝，在上述高濃度含氮污水的脫氮系統(tǒng)中運行，包括：

11、將(氨氮濃度在500～4000ppm、cod濃度在500～5000ppm的)含氮污水注入反應(yīng)器；

12、交替進(jìn)行曝氣硝化反應(yīng)和缺氧反硝化反應(yīng)(采用單反應(yīng)器模式，即硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)在同一個反應(yīng)器內(nèi)交替進(jìn)行，且是先進(jìn)行曝氣硝化反應(yīng))；

13、硝化反應(yīng)進(jìn)行時，每隔一段時間(1小時或其它時長)檢測一次反應(yīng)器中所述反應(yīng)液的氨氮濃度和亞硝濃度，直至所述反應(yīng)液的氨氮濃度下降到第一預(yù)設(shè)值，或亞硝濃度上升達(dá)到第二預(yù)設(shè)值，則停止本輪硝化，即停止曝氣；

14、然后根據(jù)上述硝化反應(yīng)停止時檢測到的亞硝濃度向硝化液中加入適量的有機(jī)碳源進(jìn)行缺氧反硝化反應(yīng)；

15、反硝化進(jìn)行時，每隔一段時間(1小時或其它時長)檢測一次反應(yīng)器中所述反應(yīng)液的氨氮濃度和亞硝濃度，直至所述反應(yīng)液的亞硝濃度下降到第三預(yù)設(shè)值，則停止本輪反硝化；如果此時反應(yīng)液的氨氮濃度還沒有達(dá)到第一預(yù)設(shè)值，則重新開始曝氣，進(jìn)入下一輪硝化反應(yīng)；如果此時反應(yīng)液的氨氮濃度已經(jīng)達(dá)到第一預(yù)設(shè)值，則結(jié)束本次脫氮處理。

16、可選的，所述曝氣硝化反應(yīng)和所述反硝化反應(yīng)的ph值范圍為7～9。

17、可選的，所述第一預(yù)設(shè)值的范圍為0～50ppm。

18、可選的，所述第二預(yù)設(shè)值的范圍為1000～1800ppm。

19、可選的，所述第三預(yù)設(shè)值的范圍為0～30ppm。

20、本發(fā)明中，吸附有保藏編號為cctcc?m?20241347的分枝桿菌的填料按照以下方式制備：將保藏編號為cctcc?m?20241347的分枝桿菌的混懸液通過吸附作用固化在填料(填料包括但不限于聚酯海綿、硅藻土、殼聚糖、活性污泥等可用作填料的材料)上。

21、基于上述技術(shù)方案，本技術(shù)較現(xiàn)有技術(shù)而言的有益效果包括：

22、1、本技術(shù)實施例中的脫氮工藝，通過在反應(yīng)器內(nèi)預(yù)置高耐性脫氮菌劑，對于氨氮濃度和cod濃度均在500ppm以上的含氮污水，既無須進(jìn)行稀釋以降低氨氮濃度，也無須進(jìn)行前置反硝化反應(yīng)以降低cod濃度，即可直接注入反應(yīng)器進(jìn)行曝氣硝化反應(yīng)。由于高耐性脫氮菌劑能夠耐受500ppm以上的高濃度含氮污水的沖擊，因此反應(yīng)器中含氮污水的氨氮濃度和cod濃度可以長時間保持在500ppm以上的高位運行，從而降低高濃度含氮污水對脫氮菌劑的抑制作用及提高脫氮效率。并進(jìn)一步使得整個脫氮系統(tǒng)的單位池容處理能力(即系統(tǒng)氨氮負(fù)荷ppm/24h)大大提高，大幅節(jié)省了整個系統(tǒng)的初始建造投資、占地面積和日常處理平均能耗。

23、2、本技術(shù)實施例中的脫氮工藝，經(jīng)過脫氮后的污水中的氨氮濃度可降低至30ppm以下，接近達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，有利于對高濃度含氮污水進(jìn)行高效深度脫氮。經(jīng)本工藝處理過的尾水，或可達(dá)標(biāo)直接排放，完全省去了后續(xù)的膜處理工藝過程；或再經(jīng)過膜處理工藝時使產(chǎn)水率大幅提高及延長膜材料的使用壽命，相對當(dāng)前嚴(yán)重依賴膜處理的主流工藝，可以大幅度降低投資和運行成本(膜本身是耗材且膜處理能耗很高)，以及減少報廢膜材造成的二次污染。

24、3、本技術(shù)實施例中的脫氮系統(tǒng)，通過設(shè)置實時檢測控制裝置，實現(xiàn)了對硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)過程的精準(zhǔn)智能控制。通過對硝化液中的氨氮濃度和反硝化反應(yīng)中亞硝濃度進(jìn)行實時檢測，避免了過度硝化和過量投加碳源，從而做到了進(jìn)一步降低能耗和大幅度節(jié)省碳源，有效降低處理成本。同時也避免了傳統(tǒng)工藝中反硝化段投加的有機(jī)碳源穿透到硝化段引起菌的過度生長造成的產(chǎn)泥量的增加，從而大幅降低了余泥處理的成本。

25、4、本技術(shù)實施例中的脫氮系統(tǒng)，使處理系統(tǒng)的自動化和集群化成為可能。系統(tǒng)的小型化和集約化大幅度節(jié)約了空間占用，可以實現(xiàn)更快速和更廣泛的分布式部署。同時，集群化的設(shè)計不僅能在大體量處理條件下保持精準(zhǔn)的工藝控制，也可以實現(xiàn)線性平滑的規(guī)模擴(kuò)張或縮減，適合更多更廣的應(yīng)用場景。

26、生物保藏

27、本發(fā)明提供的分枝桿菌(mycobacter?ium?sp.tshb-h01)，于2024年7月1日被保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心(湖北省武漢市武昌區(qū)八一路299號武漢大學(xué)校內(nèi))，保藏單位的縮寫為cctcc，菌株的保藏編號為cctcc?m?20241347。