难降解高浓度有机工业废水生物强化脱氮的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种对污水进行生物脱氮的方法，尤其是涉及一种难降解高浓度有机 工业废水生物强化脱氮的处理方法。
【背景技术】
[0002] 随着有机化工行业的迅速发展，有机废水的种类和数量正在迅猛增加，如果处理 不当会对周边环境造成极大污染，甚至造成不可挽回的结果，严重威胁了人们的健康和安 全。由于有机废水的成分复杂，有些还有毒性，其处理较高。高浓度有机废水主要具有以下 特点：一是有机物浓度高，COD-般在2000mg/L以上，有的甚至高达几万乃至几十万mg/L， 相对而言，BOD较低，很多废水BOD与COD的比值小于0. 3 ;二是成分复杂，含有毒性物质废 水中有机物以芳香族化合物和杂环化合物居多，还多含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有 机物。目前对于此类废水处理方法较多，但大都不太理想。相对而言，缺氧-好氧工艺以其 运行稳定、操作维护简单、可有效脱氮等优势一直在此类污水处理中占有重要地位。
[0003] 由于高浓度有机废水中大量毒性、难降解有机污染物的存在，势必在生物处理过 程中产生大量有机毒性显著的剩余污泥，而其处理、处置过程中，不仅耗费巨大，且易对环 境造成二次污染。针对高浓度有机废水生物处理剩余生物污泥产量大、有机毒性高，难以资 源化利用的问题，目前常作为危废处理，或进行焚烧处理。这两种处理、处置方式都存在能 耗浪费且对环境带来显著风险的问题。因此，通过A/0过程的优化改进，实现污泥源头减量 和毒性源头消减，是解决高浓度有机废水剩余污泥问题的首要选择。目前，常用的污泥源头 减量方法是通过在系统中投加解偶联剂或臭氧氧化、超声波法等手段将剩余污泥破解后回 流到曝气池内被微生物降解，从而达到源头上减少剩余污泥产量的目的，但这些方法存在 二次污染、难以控制、运行成本高等问题。污泥量和污泥的不稳定性主要在于污泥絮体内富 含大量有机质所致，故考虑在源头污泥减量过程中，对污泥絮体机械破碎，释放絮体内多糖 和蛋白质等有机质，并作为有机碳源在A池再利用，活性游离菌群可在A池到0池的生物处 理过程中再次形成高活性污泥絮体，以强化系统生化效能，符合污泥源头减量和促进系统 生化效能的要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种难降解高浓度 有机工业废水生物强化脱氮的处理方法。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006] 一种难降解高浓度有机工业废水生物强化脱氮的处理方法，采用缺氧池、好氧池 交替布置、连续排列并连通的装置进行污水生物强化脱氮，污水原水分流进入到各缺氧池 内，末端好氧池的出水通过回流管路分别回流至各缺氧池内，在回流管路上设有管式污泥 破碎器，使污泥絮体所含的多糖和蛋白质等有机质暴露释放，随回流液补充缺氧池的有机 碳源，提高反硝化脱氮效能，削减污泥产量。
[0007] 采用两级缺氧池、好氧池交替布置的装置进行污水生物脱氮，第一级缺氧池与第 二级缺氧池的进水分流比按5:5或7:3操作；当污水原水COD/TN低于3时，污水经过第一 级缺氧-好氧工段后有机碳源不足，通过增大原水向二级缺氧池的进水比例有效解决了该 问题，第一级缺氧池与第二级缺氧池的进水分流比按5:5操作；当污水原水COD/TN大于3 时，污水经过第一级缺氧-好氧工段后有机碳源相对充足，此时第一级缺氧池与第二级缺 氧池的进水分流比按7:3操作。
[0008] 采用多点内回流，解决了单点内回流造成的多级缺氧-好氧反应池内的硝酸盐氮 分布不均问题，实现强化反硝化脱氮效果。控制末端好氧池的出水内回流比为2-4 ;当采用 两级缺氧池、好氧池交替布置的装置进行污水生物脱氮时，第一级缺氧池与第二级缺氧池 的内回流量之比与第一级缺氧池与第二级缺氧池的污水原水进水量之比相同。
[0009] 所述的管式污泥破碎器包括管体，在管体的两端设置连接到回流管路上的法兰， 在管体的内部间隔设置右旋破碎片与左旋破碎片，在右旋破碎片与左旋破碎片上分布有不 锈钢凸起，所述的不锈钢凸起呈正四面体状，通过焊接固定在右旋破碎片或左旋破碎片上， 分布间距为管径的10-20%，正四面体边长为分布间距的15-25%。管式污泥破碎器内部强 剪切效应形成来自于管式污泥破碎器内液体快速左旋右旋所产生的速度梯度以及管内不 规则突起所带来强摩擦力，管内速度梯度G可达1500S-1或更高，雷诺数Re可达10000或 更高。通过增大进入管式污泥破碎器的污水流速，可以加强破碎效果。为加强管式污泥破 碎器对内回流液中污泥絮体的破碎比率，可通过循环管路设计，实现内回流液多次流经管 式污泥破碎器，以控制混合液中污泥絮体破碎程度，再分点回流到缺氧池。管式污泥破碎器 可以使未完全破碎的污泥絮体当量粒径从2mm减小到1-0. 5mm，粒径的减小使未完全破碎 的污泥絮体表面保持高活性的小絮体结构，强化了絮体界面的传质性能，促进了废水中难 降解有机物降解和硝化的效能。
[0010] 作为优选，采用两级缺氧池、好氧池交替布置的装置进行污水生物脱氮时，在第二 级好氧池液面下0. 2-0. 5m处浸没式悬挂厚度为0. 3-0. 6m的粒状介质生物膜组件，该生 物膜组件放置于第二级好氧池末端，长度为好氧池总长的1/4-1/3,宽度为好氧池总宽的 7/10-9/10。
[0011] 本发明所述的生物膜组件为粒状介质生物膜组件，主要考虑性能为防堵塞性与 孔隙率，因此选用轻质页岩陶粒或其他不易堵塞的轻质、多孔颗粒作为填料，挂膜后容重 为0. 95-1. 05g/cm3,与污水密度相仿，可以在污水中呈现悬浮状态，适于微生物生长且不易 堵塞，填料填充空间占组件总填充空间的70 % -85 %，优选为80 % -85 %。填料的粒径为 10-20mm、容重0. 36-0. 8g/cm3、孔隙率彡45%、微孔内径不小于5ym的大或中孔发达的介 质材料。
[0012] 所述的页岩陶粒包裹在网格孔径小于0. 8cm的滤网内，整体置于由不易腐蚀的高 强度材料所构建的骨架中，再固定在好氧池内壁。
[0013] 所述的缺氧池内的操作条件为：溶解氧不超过0. 5mg/L(如0. 2-0. 5mg/L)，水力停 留时间为2-6h，更优的，水力停留时间为3-5h。
[0014] 所述的好氧池内的操作条件为：溶解氧为2-4mg/L，水力停留时间为8-16h，更优 的，水力停留时间为12_15h。
[0015] 所述的缺氧池或好氧池内污泥负荷范围0. 15-0. 5kgCODAkg污泥?d)，优选为 0? 2-0. 4kgC0DAkg污泥?d)。
[0016] 所述的末端好氧池的出水进入到二次沉淀工段进行沉淀处理。二次沉淀工段的具 体操作可参照《水污染控制工程》（水污染控制工程，王郁主编，林逢凯副主编，化学工业出 版社，2008) -书，优选地，所述二次沉淀工段的条件包括表面负荷率为1-1. 5m3Am2 ?h)。
[0017] 缺氧工段和好氧工段依次分布，从流态上来说，污水整体依次经过缺氧-好氧-缺 氧-好氧工段，上述
【发明内容】
中主要涉及两级工艺，若处理水量较大，处理要求较高，还可 根据实际工况增加串联级数。
[0018] 与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益技术效果：
[0019] 通过加入管式污泥破碎器，破碎了污泥絮体表面结构，既完成了污泥源头减量，也 强化了污泥絮体对难降解有机物的降解能力。通过优化二级缺氧-好氧工艺的原水进水比 和分点回流比，有效地改善了好氧工段的硝化效能，使得出水的COD值、氨氮含量和总氮水 平均较低，在难降解有机物浓度较高条件下使得出水水质达到一级A标准。
[0020] 运行过程中不需要投加药剂，能耗稍高于一般的硝化液回流，具有运行成本低，无 副产物的优点。混合液回流比在2-4之间，故通过内回流破碎污泥絮体可实现显著的污泥 减量。
[0021] 本发明可实现对较难生物降解、且C0D/TN较低（C0D/TN< 5)废水的有效处理， 使污泥源头减量30-60%，污泥毒性源头削减30-50%，出水COD较普通缺氧-好氧法降低 25-35%，氨氮浓度降低25-40%，总氮浓度降低30-50%