一種增強生化工藝深度處理高氨氮工業廢水裝置和方法
【專利摘要】本發明公開了一種增強生化工藝深度處理高氨氮工業廢水的方法及裝置。該裝置包括依次連通的隔油池（1）、事故兼調節池（2）、生物預反應池（3）、斜板沉淀池（4）、缺氧折流反應池（5）、連續循環生物接觸氧化池（6）、氣提生物脫氮池（7）、斜管沉淀池（8）、污泥再生池（9）、微曝生物濾池（10）。該工藝由缺氧折流反應池-連續循環生物接觸氧化池組成的異步硝化與反硝化子系統和氣提生物脫氮池的短程硝化與反硝化子系統組成，去除有機物、氨氮和總氮，再輔以微曝生物濾池去除殘留的NO3--N和懸浮物。全程不使用化學藥劑、不用膜，全生化處理，具有綠色、節能、效果好的優點，出水可作為工廠循環冷卻水的補充水。
【專利說明】一種增強生化工藝深度處理高氨氮工業廢水裝置和方法

【技術領域】
[0001]本發明屬于工業廢水處理領域，進一步是指一種增強生化工藝深度處理高氨氮工業廢水的方法及裝置。

【背景技術】
[0002]高濃度氨氮廢水一般< 500mg/L，是工業廢水中較難處理的一種，其來源廣且排放量大，在石油化工、煤氣化工、化肥、煉焦、冶金、制藥、食品、皮革及合成革等生產部門和垃圾填埋場均有產生。近年來，隨著經濟的發展，由此而產生的高氨氮工業廢水也成為相關行業發展的制約因素之一。
[0003]大量高濃度氨氮廢水排入水體特別是流動較緩慢的湖泊、海灣，容易引起水中藻類及其他微生物大量繁殖，形成富營養化污染，造成水體黑臭、質量下降，被氧化生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽還會影響水生物，甚至人類的健康。因此，經濟有效地深度處理高濃度氨氮廢水污染已經成為當前環保工作者研究的重要課題，受到業內人士的高度重視。目前，國內外對高氨氮工業廢水的處理技術展開了較多研究，國內多采用物化法除氨氮工藝和生化法脫氨氮工藝。
[0004]物化法除氨氮工藝包括折點氯化法、吹脫法、晶析法等，從現在運行的情況來看，物化法除氨氮由于處理程度低，基本都不能直接實現達標排放，只能作為預處理使用。
[0005]生化法除氨氮工藝，包括傳統A/0法、生物濾池法、SBR法等，這些方法去除氨氮的效果尚可，但去除總氮效果差，且存在建設費用大，處理成本高，運行條件苛刻等缺點。


【發明內容】

[0006]針對現有技術的不足，本發明提供了一種增強生物工藝深度處理高氨氮工業廢水的方法及裝置。本發明是以缺氧折流反應池-連續循環生物接觸氧化池組成的異步硝化與反硝化(一級A/0)子系統和氣提生物脫氮池的短程硝化與反硝化(二級A/0)子系統組成的增強生物工藝。前者去除大部分有機物(BOD)、氨氮和總氮，后者深度去除有機物(BOD)、氨氮和總氮。另外，再輔以微曝生物濾池去除殘留的N03_-N和懸浮物，起最后的把關作用。同時利用污泥再生池對整個系統的生物污泥進行活化處理后，用做反硝化所需的補充碳源，無需補充甲醇、乙酸、乙酸鈉等外加碳源。全程不使用化學藥劑，不用膜，全生化處理，具有綠色、節能、效果好的優點。出水滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)》一級A的標準，可用作工業循環冷卻水。
[0007]本發明的技術方案是:
[0008]一種增強生化工藝深度處理高氨氮工業廢水的裝置，包括預處理單元，所述預處理單元之后依次連接有缺氧折流反應池、連續循環生物接觸氧化池、氣提生物脫氮池、斜管沉淀池、污泥再生池、微曝生物濾池；
[0009]所述預處理單元由隔油池、事故兼調節池、生物預反應池和斜板沉淀池依次連通組成；所述生物預反應池底部設置有穿孔攪拌管，穿孔攪拌管上方設置有填料I，生物預反應池池壁上設置有消化污泥管；
[0010]所述缺氧折流反應池內設置有折流板，折流板的垂直段與折板的夾角大于90°小于180° ;所述缺氧折流反應池的側壁上設有碳源補充管I和硝化液回流支管；
[0011]所述連續循環生物接觸氧化池，池內兩端設置有導流板，池底部設置有旋流曝氣系統I，旋流曝氣系統I上方設置有彈性立體填料，彈性立體填料沿水流方向水平設置；池尾部設置有硝化液回流泵；所述硝化液回流泵通過硝化液回流管與缺氧折流反應池的硝化液回流支管連通；
[0012]所述氣提生物脫氮池內部設有隔板，所述隔板將氣提生物脫氮池分為兩部分，前部分為缺氧區，后部分為好氧區，缺氧區和好氧區內部均設有填料II，好氧區底部設置有旋流曝氣系統II，缺氧區和好氧區之間設置有空氣氣提管，缺氧區側壁設置有碳源補充管II;
[0013]所述的斜管沉淀池內設置有乙丙共聚斜管，泥水分離后的污泥從池底進入污泥再生池；所述的污泥再生池的底部設置有空氣攪拌管，尾部設置有污泥回流泵；
[0014]所述污泥回流泵通過污泥回流總管與生物預反應池的消化污泥管、與缺氧折流反應池的碳源補充管I連通、與氣提生物脫氮池的碳源補充管II連通；所述微曝生物濾池的底部設置有微縫曝氣軟管，微縫曝氣軟管上方設置有承托層，承托層上方設置濾料；
[0015]微曝生物濾池外部設置有空氣管，空氣管與微縫曝氣軟管、空氣攪拌管、旋流曝氣系統I1、旋流曝氣系統1、穿孔攪拌管連通。
[0016]優選方案:所述的隔油池內部設有隔板；所述的事故兼調節池為一空塔構筑物；所述的斜板沉淀池內設置有乙丙共聚斜板，泥水分離后的污泥從底部排入缺氧折流反應池。
[0017]所述微曝生物濾池之后可以連接有消毒及清水池。
[0018]一種增強生化工藝深度處理高氨氮工業廢水的方法，使用上述裝置，以缺氧折流反應池-連續循環生物接觸氧化池組成異步硝化與反硝化子系統和氣提生物脫氮池的短程硝化與反硝化子系統串聯組成的增強生物工藝去除有機物、氨氮和總氮，于微曝生物濾池去除殘留的no3_-n和懸浮物，主要具體控制參數為:
[0019](I)以缺氧折流反應池-連續循環生物接觸氧化池組成的異步硝化與反硝化(一級A/0)子系統:
[0020]①BOD 污泥負荷:0.18 ~0.20kgB0D/kgMLSS.d
[0021]②連續循環生物接觸氧化池的硝化負荷:0.08~0.10kgN03_-N/kgMLSS.d
[0022]③缺氧折流反應池的脫硝負荷:0.12~0.14kgN03__N/kgMLSS.d
[0023]④回流比:硝化液回流比R' = 2.5-3.5，污泥回流比r = 0.8-1.2
[0024]⑤污泥齡:SRT= 25d-30d
[0025]⑥耗氧速率:8~10mg02/gMLSS.h
[0026]⑦污泥濃度:4000~6000mg/L
[0027]⑧厭氧折流反應池與連續循環生物接觸氧化池的池容比:1:3
[0028](2)氣提生物脫氮池的短程硝化與反硝化(二級A/0)子系統:
[0029]①氛氣負荷:0.45 ~0.8kgNH4+-N/m3.d
[0030]②污泥濃度:4000~6000mg/L
[0031]③好氧區、缺氧區短程硝化與反硝化
[0032]a、硝化負荷:0.24 ~0.lOkgNOf-N/kgMLSS.d
[0033]b、脫硝負荷:0.09 ~0.23kgN(V_N/kgMLSS.d
[0034]④硝化液回流比R' = 4.5-5.5
[0035]⑤污泥齡:SRT= 10-15d
[0036]⑥缺氧區與好氧區的池容比:1:4-5 ;
[0037](3)污泥再生池
[0038]①溶解氧(DO)濃度:0.5~1.0mg/L
[0039]②水力停留時間:0.5~1.0h ;
[0040](4)微曝生物濾池
[0041]①濾速V = 5 ~8m/h
[0042]②溶解氧(DO)濃度:1.0~1.5mg/L
[0043]③曝氣強度:2~4Nm3/h.m2。
[0044]下面對本發明做進一步解釋和說明
[0045]1.隔油池的功能:隔除漂浮油。
[0046]2.事故兼調節池:所述的事故兼調節池為一空塔構筑物。事故兼調節池的功能:調節水質，均化水量，兼貯存工廠事故狀態下的排水。
[0047]3.生物預反應池:生物預反應池的功能:消化污泥，減輕污水的腐化，提高污水的穩定度。
[0048]4.斜板沉淀池:斜板沉淀池的功能:初步泥水分離。
[0049]5.缺氧折流反應池:缺氧折流反應池的功能:①通過上流式污泥床系統處理有機物；②去除大部分有機物(BOD)、反硝化。
[0050]6.連續循環生物接觸氧化池:連續循環生物接觸氧化池的功能:和缺氧折流反應池配合實現異步硝化反硝化(A/0)。
[0051]7.氣提生物脫氮池:所述的氣提生物脫氮池用隔板7c—分為二，前面五分之一為缺氧區，內設置有MBBR膜填料7b ;后面五分之四為好氧區，底部設置有旋流曝氣系統7a，上面設置有MBBR膜填料7b。空氣氣提管7d，碳源補充管7e。
[0052]氣提生物脫氨池的功能:利用短程硝化與反硝化和氣提大回流比實現深度脫氮。
[0053]8.斜管沉淀池:斜管沉淀池的功能:進行最終的泥水分離。
[0054]9.污泥再生池:分別將污泥再生池的污泥回流至生物預反應池以消化剩余污泥；回流至厭氧折流反應池以補充一級A/0反硝化所需要的碳源；回流至連續循環生物接觸氧化池以增強其生物活性。
[0055]污泥再生池的功能:對污泥進行活化再生后一部分作為補充碳源，另一部分去生物預處理池進行消化，進而實現污泥減量化。
[0056]10.微曝生物濾池:所述的微曝生物濾池底部設置有微縫曝氣軟管10a，微縫曝氣軟管直徑為70mm，微縫為狹長直縫，孔徑0.2mm，微縫曝氣軟管的安裝間距為480mm。往上設置有濾板及承托層10b，再往上設置有生物活性納米泡沫濾料1c ;微曝生物濾池外部設置空氣管10d，與微縫曝氣軟管1a相連。
[0057]微曝生物濾池的功能:①去除殘存的Ν03_-Ν、磷；②去除SS。
[0058]11.消毒及清水池:所述的消毒及清水池池壁上部設置有總出水管。
[0059]消毒及清水池的功能:消毒及貯存、排放處理達標的水。
[0060]應用上述一種增強生化工藝深度處理高氨氮工業廢水的方法及裝置:廢水經隔油池、事故兼調節池、生物預反應池、斜板沉淀池進行預處理后自流入缺氧折流反應池、連續循環生物接觸氧化池，以實現異步硝化與反硝化(A/0)，主要去除大部分可以生物降解的有機物(BOD)和氨氮，同時去除部分總氮。經過上述處理以后，廢水的氨氮和有機物(BOD)都下降到較低水平，后續再采用氣提生物脫氮池進行深度處理，廢水在缺氧區內，與好氧區回流硝化液混合并完成微生物的反硝化反應，將Ν03_-Ν轉化成N2和N2O逸出。隨后廢水進入供氧充足的好氧區連續曝氣，其中上序工藝殘留的有機物(BOD)和氨氮在好氧區降解，實現了短程硝化與反硝化。硝化液在缺氧/好氧區內的循環則利用了空氣氣提管實現大回流t匕，無須外加水泵，節約了動力消耗。經過氣提生物脫氮池處理進一步去除了有機物(BOD)、氨氮和亞硝酸鹽氮、確保整個系統的出水穩定。最后由氣提生物脫氮池處理后的廢水進入斜管沉淀池、微曝生物濾池，以去除懸浮物SS及深度除磷，并對殘存的N03_-N及總氮起把關的作用。
[0061]本發明的設計方法及原理
[0062]核心工藝:二級生化處理(A/0)，性價比高的硝化與反硝化，短程硝化與反硝化工藝(工藝流程見附圖3)。
[0063]1.以缺氧折流反應池-連續循環生物接觸氧化池組成的異步硝化與反硝化(一級A/0)子系統。
[0064]異步硝化與反硝化生物脫氮原理:
[0065]

【權利要求】
1.一種增強生化工藝深度處理高氨氮工業廢水的裝置，包括預處理單元，其特征是，所述預處理單元之后依次連接有缺氧折流反應池(5)、連續循環生物接觸氧化池(6)、氣提生物脫氮池(7)、斜管沉淀池(8)、污泥再生池(9)、微曝生物濾池(10)； 所述預處理單元由隔油池(I)、事故兼調節池(2)、生物預反應池(3)和斜板沉淀池(4)依次連通組成；所述生物預反應池(3)底部設置有穿孔攪拌管(3a)，穿孔攪拌管(3a)上方設置有填料I (3b)，所述生物預反應池(3)池壁上設置有消化污泥管(3c)； 所述缺氧折流反應池(5)內設置有折流板(5a)，折流板的垂直段與折板的夾角大于90°小于180° ;所述缺氧折流反應池(5)的側壁上設有碳源補充管I (5b)和硝化液回流支管(62)； 所述連續循環生物接觸氧化池(6)，池內兩端設置有導流板(6d)，池底部設置有旋流曝氣系統I (6a)，旋流曝氣系統I (6a)上方設置有彈性立體填料(6b)，彈性立體填料(6b)沿水流方向水平設置；池尾部設置有硝化液回流泵(6c);所述硝化液回流泵(6c)通過硝化液回流管(61)與 缺氧折流反應池(5)的硝化液回流支管(62)連通； 所述氣提生物脫氮池(7)內部設有隔板(7c)，所述隔板(7c)將氣提生物脫氮池(7)分為兩部分，前部分為缺氧區，后部分為好氧區，缺氧區和好氧區內部均設有填料II (7b)，好氧區底部設置有旋流曝氣系統II (7a)，缺氧區和好氧區之間設置有空氣氣提管(7d)，缺氧區側壁設置有碳源補充管II (7e)； 所述的斜管沉淀池(8)內設置有乙丙共聚斜管(8a);所述的污泥再生池(9)的底部設置有空氣攪拌管(9a)，尾部設置有污泥回流泵(9b)； 所述污泥回流泵(9b)通過污泥回流總管(9c)與生物預反應池(3)的消化污泥管(3c)、與缺氧折流反應池(5)的碳源補充管I (5b)、與氣提生物脫氮池(7)的碳源補充管II (7e)連通； 所述微曝生物濾池(10)的底部設置有微縫曝氣軟管(1a),微縫曝氣軟管(1a)上方設置有承托層(10b)，承托層(1b)上方設置濾料(1c); 微曝生物濾池(10)外部設置有空氣管(1d),空氣管(1d)與微縫曝氣軟管(10a)、空氣攪拌管(9a)、旋流曝氣系統II (7a)、旋流曝氣系統I (6a)、穿孔攪拌管(3a)連通。
2.根據權利要求1所述增強生化工藝深度處理高氨氮工業廢水的裝置，其特征是，所述的隔油池(I)內部設有隔板(Ib);所述的事故兼調節池(2)為一空塔構筑物；所述的斜板沉淀池(4)內設置有乙丙共聚斜板(4a)。
3.根據權利要求1所述增強生化工藝深度處理高氨氮工業廢水的裝置，其特征是，所述微曝生物濾池(10)之后連接有消毒及清水池(11 )。
4.一種增強生化工藝深度處理高氨氮工業廢水的方法，其特征是，使用權利要求1-3之一所述裝置，以缺氧折流反應池(5)-連續循環生物接觸氧化池(6)組成異步硝化與反硝化子系統和氣提生物脫氮池(7)的短程硝化與反硝化子系統串聯組成的增強生物工藝去除有機物、氨氮和總氮，微曝生物濾池(10)去除殘留的NCV-N和懸浮物，主要具體控制參數為: (I)以缺氧折流反應池-連續循環生物接觸氧化池組成的異步硝化與反硝化子系統: ①BOD 污泥負荷:0.18 ~0.20kgB0D/kgMLSS.d ②連續循環生物接觸氧化池的硝化負荷:0.08~0.10kgN03_-N/kgMLSS.d③缺氧折流反應池的脫硝負荷:0.12~0.14kgN<V_N/kgMLSS.d④回流比:硝化液回流比R'= 2.5-3.5，污泥回流比r = 0.8-1.2⑤污泥齡:SRT= 25d-30d⑥耗氧速率:8~10mg02/gMLSS.h⑦污泥濃度:4000~6000mg/L⑧厭氧折流反應池與連續循環生物接觸氧化池的池容比:1:3(2)氣提生物脫氮池的短程硝化與反硝化子系統:①氨氮負荷:0.45 ~0.8kgNH4+-N/m3.d②污泥濃度:4000~6000mg/L③好氧區、缺氧區短程硝化與反硝化a、硝化負荷:(λ24 ~0.lOkgNOf-N/kgMLSS.db、脫硝負荷:0.09 ~ 0.23kgN(V_N/kgMLSS.d④硝化液回流比R'= 4.5-5.5⑤污泥齡:SRT= 10-15d⑥缺氧區與好氧區的池容比:1:4-5;(3)污泥再生池①溶解氧濃度:0.5~1.0mg/L②水力停留時間:0.5~l.0h;(4)微曝生物濾池①濾速V= 5~8m/h②溶解氧濃度:1.0~1.5mg/L③曝氣強度:2~4Nm3/h.m2。
【文檔編號】C02F9/14GK104129890SQ201410366174
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】鐘儒波, 游建軍, 黃志紅, 曾睿, 唐傳祥 申請人:湖南艾布魯環保科技有限公司