本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种不锈钢酸洗废水脱氮处理系统及方法。
背景技术
不锈钢酸洗废水由于工艺的需要，往往使用大量的硫酸、硝酸和氢氟酸，在专利cn205635149u中公开了一种不锈钢酸洗废水/废液资源化处理系统，经过前期处理，废水中重金属离子被沉淀去除，出水进入回用水池。回用水池出水一部分直接回生产线，另一部分废水经处理后直接排放。废水中的硝酸根主要以硝酸钙的形式存在。为满足排放标准的要求，需要对外排废水进行生物脱氮处理。
传统sbr池内需同时设计机械搅拌设备和曝气设备(射流器或微孔曝气器)，用来满足微生物脱氮不同阶段的环境要求。因此，传统sbr系统虽可灵活控制工艺参数，但也存在运行管理较复杂，机电设备易出现故障，曝气管需维护更换等缺点。
技术实现要素：
本发明提供一种不锈钢酸洗废水脱氮处理系统，采用具有硝化-反硝化功能的多个sbr工艺进行脱氮处理，集进水、反硝化脱氮反应、硝化反应、沉淀、排水/排泥功能于一体，通过曝气器完成搅拌和曝气，结构简单，维护方便。
本发明提供一种不锈钢酸洗废水脱氮处理方法，采用具有硝化-反硝化功能的多个sbr工艺进行脱氮处理，集进水、反硝化脱氮反应、硝化反应、沉淀、排水/排泥功能于一体，通过曝气器完成搅拌和曝气，结构简单，维护方便。
本发明的技术方案如下：
一种不锈钢酸洗废水脱氮处理系统，包括依次连接的回用水池、两个sbr池、排放水池，两个所述sbr池分别为一级sbr池、二级sbr池，所述一级sbr池与所述回用水池相邻，所述二级sbr池与所述排放水池相邻，所述sbr池内设置有若干个曝气器，所述曝气器安装在所述sbr池底部，所述曝气器与一进气管道连接，所述进气管道上部安装于所述sbr池的池顶；
将含氮的不锈钢酸洗废水经由所述回用水池进入所述sbr池，通过控制所述sbr池的所述曝气器进气量及曝气时间而进行缺氧、好氧反应过程的切换，控制所述sbr池内进行反硝化与硝化过程，使得不锈钢酸洗废水脱氮。
优选的，所述一级sbr池、二级sbr池各有a、b两个池子，所述回用水池、一级sbr池a池、二级sbr池a池、排放水池依次连接形成a处理线，所述回用水池、一级sbr池b池、二级sbr池b池、排放水池依次连接形成b处理线，a、b两条处理线并行。
优选的，所述曝气器为旋切混流曝气器。
优选的，所述sbr池还与一加药装置连接，通过加药装置，向所述sbr池内加药。
优选的，所述sbr池、排放水池产生的剩余污泥经脱水后，上层滤液回流至所述一级sbr池，下层污泥经一排泥管道排出。
本发明还提供一种利用上述不锈钢酸洗废水脱氮处理系统进行不锈钢酸洗废水脱氮的方法，包括以下步骤：
s1)在一级sbr池进行反硝化阶段：将待处理废水通入一级sbr池，调节一级sbr池内的曝气器进气量并进行间歇性曝气搅拌，使得一级sbr池溶氧量在0.5mg/l以下，在池内投加醋酸作为碳源；反硝化菌利用有机物碳源，将进水硝态氮转化为氮气，实现初步脱氮；
s2)在一级sbr池进行硝化阶段：通过调节所述曝气器增加供氧，溶氧量增至2mg/l以上，进水中的氨态氮转化为硝态氮；
s3)在二级sbr池进行反硝化阶段：将一级sbr池内的水通入二级sbr池；调节二级sbr池内的曝气器进气量并进行间歇性曝气搅拌，使得二级sbr池溶氧量在0.5mg/l以下，在池内投加醋酸作为碳源；反硝化菌利用有机物碳源，进一步将水中硝态氮转化为氮气，实现深度脱氮；
s4)在二级sbr池进行硝化阶段：通过调节所述曝气器增加供氧，溶氧量增至2mg/l以上，水中剩余醋酸在曝气过程中被去除，出水cod也得以降低，将含氮量合格的二级sbr池进行排水，排入排放水池。
优选的，所述一级sbr池、二级sbr池各有a、b两个池子时，包括以下步骤：
使用a线处理废水：
t1)在一级sbr池a池进行反硝化阶段：将待处理废水通入以及sbr池a池，调节一级sbr池a池内的曝气器进气量并进行间歇性曝气搅拌，使得一级sbr池a池溶氧量在0.5mg/l以下，在池内投加醋酸作为碳源；反硝化菌利用有机物碳源，将进水硝态氮转化为氮气，实现初步脱氮；
t2)在一级sbr池a池进行硝化阶段：通过调节所述曝气器增加供氧，溶氧量增至2mg/l以上，进水中的氨态氮转化为硝态氮；
t3)在二级sbr池a池进行反硝化阶段：将待处理废水通入二级sbr池a池，调节二级sbr池a池内的曝气器进气量并进行间歇性曝气搅拌，使得二级sbr池a池溶氧量在0.5mg/l以下，在池内投加醋酸作为碳源，加入醋酸的量和时间根据池内进水总氮水平调节；反硝化菌利用有机物碳源，将进水硝态氮转化为氮气，进一步去除废水中的硝态氮；
t4)在二级sbr池a池进行硝化阶段：通过调节所述曝气器增加供氧，溶氧量增至2mg/l以上，水中剩余醋酸在曝气过程中被去除，出水cod也得以降低，将含氮量合格的二级sbr池进行排水，排入排放水池；
使用b线处理废水：
t11)在一级sbr池b池进行反硝化阶段：将待处理废水通入以及sbr池b池，调节一级sbr池b池内的曝气器进气量并进行间歇性曝气搅拌，使得一级sbr池b池溶氧量在0.5mg/l以下，在池内投加醋酸作为碳源；反硝化菌利用有机物碳源，将进水硝态氮转化为氮气，实现初步脱氮；
t21)在一级sbr池b池进行硝化阶段：通过调节所述曝气器增加供氧，溶氧量增至2mg/l以上，进水中的氨态氮转化为硝态氮；
t31)在二级sbr池b池进行反硝化阶段：将待处理废水通入二级sbr池b池，调节二级sbr池b池内的曝气器进气量并进行间歇性曝气搅拌，使得二级sbr池b池溶氧量在0.5mg/l以下，在池内投加醋酸作为碳源，加入醋酸的量和时间根据池内进水总氮水平调节；反硝化菌利用有机物碳源，将进水硝态氮转化为氮气，进一步去除废水中的硝态氮；
t41)在二级sbr池b池进行硝化阶段：通过调节所述曝气器增加供氧，溶氧量增至2mg/l以上，水中剩余醋酸在曝气过程中被去除，出水cod也得以降低，将含氮量合格的二级sbr池进行排水，排入排放水池；
所述a线处理废水与所述b线处理废水为并行处理或交错进行。此处a线和b线为并列的两条线：并行处理是指启动a线处理时，同时开启b线处理，当然，此处a、b线并行处理并不严格要求a、b线同步处理，比如a线处理至t1-t4任一步骤时，启动b线；交错进行是指a线处理时，b线停止，a线处理完后，停止a线启动b线。
优选的，所述一级sbr池、所述二级sbr池内的曝气器为旋切混流曝气器，通过控制所述旋切混流曝气器进气量及曝气时间满足反硝化阶段搅拌需要或硝化阶段的充氧曝气的需要。
优选的，所述一级sbr池、二级sbr池、排放水池产生的剩余污泥经脱水后，上层滤液回流至所述一级sbr池，下层污泥经一排泥管道排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用可灵活控制的具有硝化-反硝化功能的多级sbr工艺(序批式活性污泥法)进行处理，应对来水水量及总氮浓度变化大的实际情况；本发明提出采用多级sbr工艺进行生物脱氮处理，反应器的搅拌和曝气由一种旋切混流曝气器完成，它具有搅拌能力强、充氧效率高、可提升式在线安装、使用寿命长、免维护等特点，如此，既节能又可简化系统运行管理，同时也省去了机电设备的维护管理工作；
旋切混流曝气器具有高效充氧能力，采用可提升式安装方式，尤其适用于无法清池停产的改造项目；除了高效充氧的功能外，还具有强力搅拌的功能，曝气时形成的气液湍流可充分搅拌水体，防止污泥在反应器底部堆积。尤其适用于反应器一个周期结束后需再次启动的情况，此时sbr池底污泥浓度高，传统微孔曝气方式根本无法搅动污泥层，只能依靠机械搅拌设备，而旋切混流曝气器却可轻易搅动污泥层。在反硝化阶段，池内溶氧量需保持在0.5mg/l以下，此时，只需通过调节曝气器进气量，间歇开启曝气，即可方便实现搅拌作用，同时又能保持sbr池低溶氧状态，确保反硝化效果。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明实施例1的不锈钢酸洗废水脱氮处理流程图；
图2为本发明实施例1的不锈钢酸洗废水脱氮处理工艺图。
图中标记：1-回用水池、2-一级sbr池、3-二级sbr池、4-排放水池、5-曝气器、6-进气管道。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。
实施例1
不锈钢酸洗废水水量及总氮浓度变化大，且除了含有大量硝态氮以外，还存在因中水回用后被催化形成的氨态氮。某不锈钢生产企业排放的不锈钢酸洗废水经二级中和沉淀后，80％的水回用，20％的水进入后续不锈钢酸洗废水脱氮处理系统，参见图1-2，本系统包括依次连接的回用水池1、一级sbr池2(分为两格：a、b池)、二级sbr池3(分为两格：a、b池)、排放水池4，所述sbr池内设置有若干个曝气器5，所述曝气器安装在sbr池底部，所述曝气器与一进气管道6连接，所述进气管道6安装于sbr池的池顶；二级sbr反应池进行脱氮处理并排放，系统运行参数如下：进水流量为1200m3/d，进水硝态氮为1000mg/l。sbr反应池每8小时循环一次，一级sbr池(a、b池)2进水硝态氮负荷为400kg/d，反硝化率为90％；二级sbr池(a、b池)3进水硝态氮负荷为40kg/d，反硝化率为99％；通过加药装置向sbr池内投加乙酸，乙酸投加量为5.5t/d。每日生化污泥排泥量为0.6t。
不锈钢酸洗废水脱氮处理运行过程如下：
系统运行0-1h:启动一级sbr池(a池)的提升泵，废水提升至一级sbr池(a池)。0.5-5h：启动鼓风机，打开一级sbr池(a池)进气阀，曝气器间歇性充氧并搅拌水体，池中溶氧量控制在0.5mg/l以下，同时开启醋酸加药泵，加药时间可根据池内进水总氮水平进行调节。此为反硝化阶段，反硝化菌利用外加醋酸作为碳源，将硝态氮转化为氮气，一级sbr池(a池)进行初步脱氮，反硝化率为90％左右。5-6h：加大一级sbr池(a池)充氧量，池中溶氧量控制在2mg/l以上。曝气过程池中进行硝化反应，进水含有的少量氨氮被氧化成硝态氮。6-7h：一级sbr池(a池)停止充氧曝气，静置沉淀1h。7-8h：启动一级sbr池(a池)滗水器进行排水。7.3-8.3h：启动二级sbr池(a池)的提升泵，废水提升至二级sbr池(a池)。8-13h:打开二级sbr池(a池)的进气阀，曝气器间歇性充氧并搅拌水体，池中溶氧量控制在0.5mg/l以下，同时开启醋酸加药泵，加药时间根据进水总氮水平进行调节。此反硝化阶段进一步去除水中的硝态氮，进行深度脱氮，二级sbr池(a池)反硝化率为99％左右。13-14h：加大二级sbr池(a池)的充氧量，池中溶氧量控制在2mg/l以上。水中剩余醋酸在曝气过程中被去除，降低出水cod。14-15h：二级sbr池(a池)停止充氧曝气，静置沉淀1h。15-16h：启动二级sbr池(a池)滗水器进行排水，生化出水进入排放水池。排放水池出水直接排放，一级sbr池(a池)、二级sbr池(a池)和排放水池中产生的污泥主要为碳酸钙和生化污泥，可进一步进行污泥脱水处理，脱水后的滤液回流至一级sbr池(a池)。4-5h:启动一级sbr池(b池)的提升泵，废水提升至一级sbr池(b池)。4.5-9h：启动鼓风机，打开一级sbr池(b池)进气阀，曝气器间歇性充氧并搅拌水体，池中溶氧量控制在0.5mg/l以下，同时开启醋酸加药泵，加药时间根据进水总氮水平进行调节。此为反硝化阶段，反硝化菌利用外加醋酸作为碳源，将硝态氮转化为氮气，一级sbr池(b池)进行初步脱氮，反硝化率为90％左右。9-10h：加大一级sbr池(b池)充氧量，池中溶氧量控制在2mg/l以上。曝气过程池中进行硝化反应，进水含有的少量氨氮被氧化成硝态氮。10-11h：一级sbr池(b池)停止充氧曝气，静置沉淀1h。11-12h：启动一级sbr池(b池)滗水器进行排水。11.3-12.3h：启动二级sbr池(b池)的提升泵，废水提升至二级sbr池(b池)。12-17h:打开二级sbr池(b池)的进气阀，曝气器间歇性充氧并搅拌水体，池中溶氧量控制在0.5mg/l以下，同时开启醋酸加药泵，加药时间根据进水总氮水平进行调节。此反硝化阶段进一步去除水中的硝态氮，进行深度脱氮，二级sbr池(b池)反硝化率为99％左右。17-18h：加大二级sbr池(b池)的充氧量，池中溶氧量控制在2mg/l以上。水中剩余醋酸在曝气过程中被去除，降低出水cod。18-19h：二级sbr池(b池)停止充氧曝气，静置沉淀1h。19-20h：启动二级sbr池(b池)滗水器进行排水，生化出水进入排放水池。排放水池出水直接排放，一级sbr池(b池)、二级sbr池(b池)和排放水池中产生的污泥主要为碳酸钙和生化污泥，可进一步进行污泥脱水处理，脱水后的滤液回流至一级sbr池(b池)。
以上为a、b两条线完整的循环周期，正常运行时每8小时循环一次。若轮到b线启动，而此时回用水池液位却处于中低水位，则b线不启动，下次启动优先启动b线。若单线一级sbr池进水泵停止时间超过9小时，则启动此单线一级sbr池的间歇曝气功能，直到下次sbr进水泵启动，重新进入程序流程。若单线二级sbr池进水泵停止时间超过9小时，则启动此单线二级sbr池的间歇曝气功能，直到下次二级sbr池进水泵启动，重新进入程序流程。若单线一级sbr池进水泵停止时间超过12小时，则每4小时运行此单线一级sbr池的充氧曝气1小时，直到下次sbr进水泵启动，重新进入程序流程。若单线二级sbr池进水泵停止时间超过12小时，则每4小时运行此单线二级sbr池的充氧曝气1小时，直到下次二级sbr池进水泵启动，重新进入程序流程。
本实施例中sbr池不设置机械搅拌设备，依靠旋切曝气器曝气产生的湍流搅拌水体，通过控制曝气器5进气量及曝气时间灵活切换好氧、缺氧反应过程。根据氨态氮和硝态氮的浓度调节曝气量和曝气时间，若进水氨态氮很低，此时总氮基本为硝态氮，则全程只需进行间歇曝气即可实现反硝化脱氮，若进水氨态氮高，则需延长曝气时间以及增大曝气量，保证充分的硝化过程，如此，简化系统运行管理，节省运行费用。
本发明设计具有硝化-反硝化功能的两级sbr工艺处理于不锈钢酸洗废水，实现废水总氮达标排放。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。