专利名称：两级a/o工艺处理高氨氮废水的制作方法
技术领域：
本发明提供了一种处理含高氨氮废水的技术方法，属污水处理技术领域。
背景技术：
目前氨氮废水的处理方法有物理法、化学法和生物法等。采用生物处理法为最具 经济性的常用方法。在氨氮含量不高的的城市污水等，A/0工艺以及氧化沟工艺、间歇式活 性污泥工艺以及曝气生物滤池工艺均能有效脱除氨氮和总氮，但对于氮肥工业高氨氮低碳 氮比的污水，以上工艺均有局限性。近期研究的短程硝化反硝化工艺还处于研究阶段，因受 条件限制，还不能达到工程化应用。以下是几种常见技术。1)传统硝化反硝化工艺传统硝化反硝化工艺脱氮处理过程包括硝化和反硝化两个阶段。在将有机氮转化 为氨氮的基础上，硝化阶段是将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮的过程；反硝 化阶段是利用外加碳源，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成氮气的过程。两个 阶段相对独立，有各自的反应段和沉淀段和污泥回流系统。传统硝化反硝化工艺能实现脱氮，但构筑物多，投资高，管理复杂。同时反硝化利 用的碳源全部为外加碳源，产生的碱度不能充分利用，运行费用高。2)A/0 工艺又名缺氧一好氧活性污泥法脱氮工艺，是在80年代初开创的工艺流程，其主要特 点是将反硝化反应器放置在系统之首，故又称为前置反硝化生物脱氮系统。该工艺的特点 是，原污水先进入缺氧池，再进入好氧池，并将好氧池的混合液与沉淀池的污泥同时回流到 缺氧池。污泥和好氧池混合液的回流保证了缺氧池和好氧池中有足够数量的微生物并使缺 氧池得到好氧池中硝化产生的硝酸盐。而原污水和混合液的直接进入，又为缺氧池反硝化 提供了充足的碳源有机物，使反硝化反应能在缺氧池中得以进行。反硝化反应后的出水又 可在好氧池中进行B0D5的进一步降解和硝化作用，反硝化中生成的碱度可补偿硝化反应 消耗的碱度的一半左右。该工艺流程比较简单，装置少，因此，基建费用和运行费用均较低，但要求污水中 有一定的B0D5/TKN比。但由于处理出水来自硝化反应器，因此，处理出水中含有一定浓度 的硝酸盐，如果沉淀池运行不当，在沉淀池内还会发生反硝化现象，污泥上浮，处理水质恶 化。对于本工程采用A/0工艺要想达到脱氮目的，需要7-8倍回流量，同时大回流将水中溶 解氧带回缺氧池，优先与来水BOD进行氧化反应，脱氮需要的C/N达到5-8以上。内循环液 来自曝气池(硝化池)含有一定的溶解氧，使反硝化池难于保持理想的缺氧状态，影响反硝 化进程，反硝化脱氮率很难达到90%。3)短程硝化反硝化工艺短程硝化反硝化又称亚硝化反硝化，把硝化反应过程控制在氨氧化产生N02-的 阶段，阻止N02-进一步氧化，直接以N02-作为菌体呼吸链氢受体进行反硝化。此过程减少 了亚硝酸盐氧化成硝酸盐，然后硝酸盐再还原成亚硝酸盐两个反应的发生，降低了需氧量、3反硝化过程中有机碳的投入量，降低了能耗和运行费用。实现短程硝化与反硝化的关键是 抑制硝化菌的活性而使N02-得到累积。影响硝化菌活性及N02-累积的因素有自由氨、pH、DO、温度等。完全的短程硝化反硝化尚处于机理研究阶段，由于受控制条件限制，目前我国在 应用上尚处于实验室研究或小试阶段，在工程应用上目前尚无报道。4)曝气生物滤池(BAF)生物处理工艺该工艺是固定化微生物与曝气生物滤池结合发展而成的一种新型污水处理工艺。 在BAF反应器中投加占曝气池有效容积的从10% -60%的微生物载体，微生物大量的附着 并固定于其上，通过附着的微生物来降解污水中的污染物。各级BAF反应器中，通过培养不 同的特效菌种，来达到降解污染物的目的；在需要脱氮时需要增加一级脱氮滤池。BAF首先 应用于污水深度处理，目前在城市污水中BAF工艺也开始用于一级生化处理，但目前反应 的问题是一级生化处理生物量大，容易引起堵塞，维修管理工作量大。综上所述，对于处理氮肥工业含高氨氮低C/N比的污水，现有工艺均存在一定的 局限性，因此，研究开发一种新的经济有效的处理处理高氨氮污水的技术势在必行。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种两级A/0工艺技术，攻克处理含高氨氮低碳氮比 的污水、出水水质要求高的难题；充分利用来水碳源、减少补充碳源的投加量，充分利用反 硝化产生的碱度、减少碱的投加量，减小内回流量、减小运行设备功率，以到节省运行费用 的效果，解决现有污水处理工艺存在构筑物多，投资高，管理复杂、运行费用高、脱氮效率低 的问题为解决以上问题，本发明的技术方案是厂区来的污水先后经过格栅、勻质池、缺 氧池(Al)、好氧池(01)、缺氧池(A》、好氧池(02)，最后进入二沉池沉降处理后，出水达标 排放；当污水处理量较大时，经01池后部分污水回流至Al池进行调节；二沉池中的污泥， 部分回流至Al池，当污泥量较大时，对过量部分实行脱水外运。作为优选，正常情况下，来自厂区的生产污水经泵提升进入污水处理站，先经过格 栅去除较大的漂浮物后进入勻质池，在勻质池内设机械搅拌，使污水水质混合均勻并防止 悬浮物沉积。作为优选，若来自厂区的生产污水水量过大，污水进入勻质池前过量的污水溢流 进入事故调节池。作为优选，若来自厂区的生产污水水质突然发生较大变化时，经格栅后去向勻质 池的污水直接切换至事故调节池，再经小流量泵均勻地提升至勻质池。作为优选，污水经勻质池溢流至第一段缺氧池(简称A1池，后面类似)，A1池内 设机械搅拌，同时投加甲醇残液或稀甲醇(化学需氧量为5000-100000mg/l)，从O1的内回 流液回流至Al池，Al池控制周期在8-16h，DO ( 0. :3mg/L、温度为20-35°C、污泥龄控制在 15-30天，为反硝化反应提供有利条件以便在Al池进行反硝化反应，将大部分硝酸盐氮还 原转化成氮气。同时在反硝化过程中产生一定的氧量和碱度，减少系统中碱的投加量和空 气用量。将Img NO3--N还原为N2会产生3. 57mg碱度和2. 86mg氧。反硝化反应为-.NCT2 + 子供体有机物、—1 /2N2 + H2O+ OH'
NO] + 5 H、电子供体有机物、-^1/2N2+H20 + 0H~A1池出水至O1池，O1池内设鼓风曝气供氧，同时投加碱液以维持出水碱度大于 80mg/l (以CaCO3计)，O1池(好氧段)控制周期在16_32h，控制溶解氧在2_6mg/L，PH值 控制在6-9、污泥龄控制在15-30天，温度为20-40°C，为氧化反应和硝化反应提供有利条件 以便在O1池去除大部分有机污染物，并将进水中的大部分氨氮转化成硝酸盐氮。氧化反应为C5H7N02+5&— 5C02+2H20+NH3+ 能量硝化反应为-.2NH+4+302 亚麵菌、2NO_2 +2H20 + 4H +2 NCT2 +O2 _ >2 NO]O1池实际耗氧量=降解BOD5耗氧量+硝化耗氧量-反硝化获得的氧量O1池需要投加碱度=硝化需要的碱度_(进水碱度+反硝化产生碱度+去除B0D5 产生的碱度)O1池出水进入A2池，A2池内设机械搅拌，同时投加甲醇残液(化学需氧量为 5000-100000mg/l)，A2池(缺氧段)控制条件为周期在4_12h，DO ( 0. 3mg/L、污泥龄控 制在15-30天，温度为20-40°C，将01池出水中的硝酸盐氮进一步反硝化，还原成氮气。同 时在反硝化过程中将Img NO3--N还原为N2会产生3. 57mg碱度和2. 86mg氮。A2池出水至O2池，02池(好氧段)控制条件为周期在l_8h，控制溶解氧在3_6mg/ L，PH值控制在6-9、污泥龄控制在15-30天，O2池内设鼓风曝气，进一步去除有机污染物以 及将剩余的氨氮转化成硝酸盐氮，同时增加泥水混合液的含氧量并吹脱污水中的氮气。
O2池实际耗氧量A0R2 =降解BOD5耗氧量-反硝化获得的氧量仏池出水进入二沉 池，在二沉池进行固液分离；二沉池的出水达标排放或回用。进水水质为PH :6 9 CODcr 100-500mg/LNH3_N 100_300mg/L出水水质为PH:6 9 CODcr ^ 30mg/L NH3-N ^ 5mg/L所以本两级A/0工艺的COD去除率为90-95%，NH3-N去除率为95-99. 9%本发明的有益效果为两级A/0工艺相对于传统生物脱氮工艺，可减少20%的空 气用量、40%碱液的用量降低了运行费用；两级A/0工艺的COD去除率为90-95%，NH3-N去 除率为95-99. 9% ；生化段连续，构筑物少，流程短，节省投资；内回流量小，节省运行费用； 使用甲醇残液补充碳源，甲醇易分解，而且彻底分解为二氧化碳和水，不会产生二次污染。 系统试运行完成后污水应实现全面达标排放。生产进水平均PH为6-9、COD为100-500mg/ 1、NH3-N 为 100-300mg/l。处理出水平均 PH 为 6-9、NH3-N 为彡 5mg/l、COD ( 30mg/l, COD 去除率为90-95%，NH3-N去除率为95-99. 9%。
图1为本发明一种具体实施方式
所提供的两级A/0工艺处理高氨氮废水工艺的 示意图，其中1-格栅 11-勻质池 12-事故调节池 13-二沉池 21-A1池 22-A2 池 31-01 池 31-02 池
具体实施例方式下面结合附图1及实施例进一步说明本发明的技术方案，但是本发明的技术方案 不以实施例为限。实施例1本工艺进水水质为PH:6 9 CODcr :100-500mg/L NH3-N :100_300mg/L厂区来的污水首先经过格栅1去除较大的漂浮物，然后进入勻质池11 ；在勻质池 11内经机械均勻搅拌，防止悬浮物沉积，若污水量过大时，污水在进入勻质池前溢流进入事 故调节池12，若污水水质突然生较大变化时，经格栅1后去向勻质池的污水直接切换至事 故调节池12，再经小流量泵均勻地提升至勻质池11 ；污水经勻质池11均勻搅拌后溢流至第 一段缺氧池(Al池)21，在21中投加甲醇残液，并搅拌均勻，控制周期在8h，DO为0. 3mg/ L，污泥中的经训化的微生物利用水中的有机物合成内碳源并将01池回流混合液中的硝态 氮、亚硝态氮进行反硝化；21 (A1池)出水流至31即仏池力^仏池)内设鼓风曝气，同时投 加碱液，在31 (O1池)去除大部分有机污染物，并将污水中的大部分氨氮转化成硝酸盐氮， 在01池(好氧段)控制周期在16h，控制DO在ang/L，聚磷菌大量消耗内碳源，同时对氨 氮进行硝化，使之转化为硝态氮和亚硝态氮。运行一周后，OJtpH下降至偏酸性，这时开 始往O1池注入碱液，维持O1池PH值在6 ;31 (O1池)的内回流液回流至21 (A1池)，在21进 行反硝化反应，将大部分硝酸盐氮还原转化成氮气Jl(OJt)出水进入22(4池)，22内设 机械搅拌，同时投加甲醇残液，将31出水中的硝酸盐氮进一步反硝化，还原成氮气，在A2池 (缺氧段)控制周期在4h，D0为0. 3mg/L,以硝态氮、亚硝态氮为电子受体利用碳源进行反 硝化；22(4池)出水流至32 (02池)，32内设鼓风曝气，进一步去除有机污染物以及将剩余 的氨氮转化成硝酸盐氮，同时增加泥水混合液的含氧量并吹脱污水中的氮气，在02池(好 氧段)控制周期在池，控制DO在;3mg/L，PH为6，污泥龄16天，对残留碳源和污水中剩余 有机物进一步氧化，对残留氨氮进一步硝化，提高活性污泥的性能；32( 池)出水进入二 沉池，在二沉池进行固液分离；二沉池的出水达标排放或回用。污水处理系统运行约半月后，活性污泥大量生长，系统污泥浓度达到3500mg/L，SV30为 35%，生物相镜检，出现大量的钟虫，说明污泥培养驯化工作基本完成；运行一个月后，污泥浓 度便超过控制要求的上限，这时便开始排掉系统的剩余污泥，维持系统污泥浓度在2. Og/L。实施例2本工艺进水水质为PH:6 9 CODcr :100-500mg/L NH3-N :100_300mg/L厂区来的污水首先经过格栅1去除较大的漂浮物，然后进入勻质池11 ；在勻质池 11内经机械均勻搅拌，防止悬浮物沉积，若污水量过大时，污水在进入勻质池前溢流进入事 故调节池12，若污水水质突然生较大变化时，经格栅1后去向勻质池的污水直接切换至事 故调节池12，再经小流量泵均勻地提升至勻质池11 ；污水经勻质池11均勻搅拌后溢流至第 一段缺氧池(Al池)21，在21中投加甲醇残液，并搅拌均勻，控制周期在13h，DO为0. 2mg/ L，污泥中的经训化的微生物利用水中的有机物合成内碳源并将01池回流混合液中的硝态 氮、亚硝态氮进行反硝化；21 (A1池)出水流至31即O1池，31 (O1池)内设鼓风曝气，同时投 加碱液，在31 (O1池)去除大部分有机污染物，并将污水中的大部分氨氮转化成硝酸盐氮，在01池(好氧段)控制周期在，控制DO在％^/1，聚磷菌大量消耗内碳源，同时对氨 氮进行硝化，使之转化为硝态氮和亚硝态氮。运行一周后，OJtpH下降至偏酸性，这时开 始往O1池注入碱液，维持O1池PH值在7 ;31 (O1池)的内回流液回流至21 (A1池)，在21进 行反硝化反应，将大部分硝酸盐氮还原转化成氮气Jl(OJt)出水进入22(4池)，22内设 机械搅拌，同时投加甲醇残液，将31出水中的硝酸盐氮进一步反硝化，还原成氮气，在A2池 (缺氧段)控制周期在》i，D0为0. lmg/L，以硝态氮、亚硝态氮为电子受体利用碳源进行反 硝化；22(4池)出水流至32 (02池)，32内设鼓风曝气，进一步去除有机污染物以及将剩余 的氨氮转化成硝酸盐氮，同时增加泥水混合液的含氧量并吹脱污水中的氮气，在02池(好 氧段)控制周期在证，控制DO在5mg/L，PH为7，污泥龄23天，对残留碳源和污水中剩余 有机物进一步氧化，对残留氨氮进一步硝化，提高活性污泥的性能；32( 池)出水进入二 沉池，在二沉池进行固液分离；二沉池的出水达标排放或回用。污水处理系统运行约半月后，活性污泥大量生长，系统污泥浓度达到3500mg/L， SV30为35%，生物相镜检，出现大量的钟虫，说明污泥培养驯化工作基本完成；运行一个月 后，污泥浓度便超过控制要求的上限，这时便开始排掉系统的剩余污泥，维持系统污泥浓度 在 2. 8g/L。实施例3本工艺进水水质为PH:6 9 CODcr :100-500mg/L NH3-N :100_300mg/L厂区来的污水首先经过格栅1去除较大的漂浮物，然后进入勻质池11 ；在勻质池 11内经机械均勻搅拌，防止悬浮物沉积，若污水量过大时，污水在进入勻质池前溢流进入事 故调节池12，若污水水质突然生较大变化时，经格栅1后去向勻质池的污水直接切换至事 故调节池12，再经小流量泵均勻地提升至勻质池11 ；污水经勻质池11均勻搅拌后溢流至第 一段缺氧池(Al池)21，在21中投加甲醇残液，并搅拌均勻，控制周期在16h，DO为0. 2mg/ L，污泥中的经训化的微生物利用水中的有机物合成内碳源并将01池回流混合液中的硝态 氮、亚硝态氮进行反硝化；21 (A1池)出水流至31即O1池，31 (O1池)内设鼓风曝气，同时投 加碱液，在31 (O1池)去除大部分有机污染物，并将污水中的大部分氨氮转化成硝酸盐氮， 在01池(好氧段)控制周期在32h，控制DO在6mg/L，聚磷菌大量消耗内碳源，同时对氨氮 进行硝化，使之转化为硝态氮和亚硝态氮。运行一周后，O1池pH下降至偏酸性，这时开始往 O1池注入碱液，维持O1池PH值在9 ;31 (O1池)的内回流液回流至21 (A1池)，在21进行反 硝化反应，将大部分硝酸盐氮还原转化成氮气；31 (O1池)出水进入22 (A2池)，22内设机械 搅拌，同时投加甲醇残液，将31出水中的硝酸盐氮进一步反硝化，还原成氮气，在A2池(缺 氧段)控制周期在12h，DO为0. 2mg/L,以硝态氮、亚硝态氮为电子受体利用碳源进行反硝 化；22 (A2池)出水流至32 (O2池)，32内设鼓风曝气，进一步去除有机污染物以及将剩余的 氨氮转化成硝酸盐氮，同时增加泥水混合液的含氧量并吹脱污水中的氮气，在02池(好氧 段)控制周期在他，控制DO在6mg/L，PH为9，污泥龄30天，对残留碳源和污水中剩余有 机物进一步氧化，对残留氨氮进一步硝化，提高活性污泥的性能；32( 池)出水进入二沉 池，在二沉池进行固液分离；二沉池的出水达标排放或回用。污水处理系统运行约半月后，活性污泥大量生长，系统污泥浓度达到3500mg/L， SV30为35%，生物相镜检，出现大量的钟虫，说明污泥培养驯化工作基本完成；运行一个月后，污泥浓度便超过控制要求的上限，这时便开始排掉系统的剩余污泥，维持系统污泥浓度 在3. 5g/L范围内。
权利要求
1.一种两级Α/ο工艺处理高氨氮废水的技术方法，其特征在于包括如下步骤污水原 水先经过格栅进入勻质池，再先后经Al池(缺氧段)、01池(好氧段)、A2池(缺氧段)、 02池(好氧段)，其中01池根据亚硝酸菌和硝酸菌适应的条件不同，通过控制溶解氧、PH 值、污泥龄，形成亚硝酸菌优势，将NH3-N主要硝化至NO”实现短程硝化，01池混合液部分 回流至Al池，利用来水碳源和补充甲醇残液或稀甲醇作为碳源进行反硝化脱氮，A2池通过 补充甲醇作为碳源实现反硝化脱氮，02段控制较高溶解氧，对残留甲醇和污水中剩余有机 物进一步氧化，对残留NO2--N进一步硝化，提高活性污泥的性能，最后进入二沉池沉降后， 出水达标排放。
2.如权利要求1所述的两级A/0工艺处理高氨氮废水的技术方法，其特征在于在Al 池即缺氧段控制周期在8-16h，DO ^ 0. :3mg/L，污泥中的经训化的微生物利用水中的有机 物合成内碳源并将01池回流混合液中的硝态氮、亚硝态氮进行反硝化。
3.如权利要求1所述的两级A/0工艺处理高氨氮废水的技术方法，其特征在于在 01池好氧段控制周期在16-3池，控制溶解氧在2-6mg/L，PH值控制在6_9、污泥龄控制在 15-30天，利用聚磷菌大量消耗内碳源，同时对氨氮进行硝化，使之转化为硝态氮和亚硝态 氮。
4.如权利要求1所述的两级A/0工艺处理高氨氮废水的技术方法，其特征在于在A2 池缺氧段控制周期在4-12h，D0 ^ 0. 3mg/L,以硝态氮、亚硝态氮为电子受体利用碳源进行 反硝化。
5.如权利要求1所述的两级A/0工艺处理高氨氮废水的技术方法，其特征在于在02 池好氧段控制周期在l_8h，控制溶解氧在3-6mg/L，PH值控制在6_9、污泥龄控制在15-30 天，对残留碳源和污水中剩余有机物进一步氧化，对残留氨氮进一步硝化，提高活性污泥的 性能。
全文摘要
本发明提供了一种两级A/O工艺处理高氨氮废水的技术方法，两级A/O工艺分为缺氧段、好氧段、缺氧段、好氧段四个阶段，O1池根据亚硝酸菌和硝酸菌适应的条件不同，通过控制溶解氧、pH值、污泥龄，形成亚硝酸菌优势，将NH3-N主要硝化至NO2-，实现短程硝化，O1池混合液部分回流至A1池，利用来水碳源和补充甲醇残液或稀甲醇作为碳源进行反硝化脱氮，A2池通过补充甲醇残液或稀甲醇作为碳源实现反硝化脱氮，O2段控制较高溶解氧，对残留甲醇和污水中剩余有机物进一步氧化，对残留NO2--N进一步硝化，提高活性污泥的性能。
文档编号C02F3/30GK102040315SQ20101051359
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者俎宇, 刘昭斌, 孙素琴, 李明华, 涂万辉, 王晓辉, 程传振, 袁栋材, 陈香柏 申请人:兖矿峄山化工有限公司, 兖矿集团有限公司