一种碱性有机废水处理系统及处理方法与流程

本发明属于污水处理，具体涉及一种碱性有机废水处理系统及处理方法。

背景技术：

1、污泥作为污水处理过程产生的副产物，产量规模逐年增大。污泥处理处置作为目前环保行业的一大难点，至今尚未形成统一的技术规范，而污泥脱水作为污泥终端处置的重要一环，在污泥与垃圾协同掺烧、水泥窑掺烧、污泥单独焚烧、资源化利用等方面，首先需要降低污泥含水率。污泥碱性水解处理技术指污泥在碱性环境发生皂化反应强化细胞破壁并提供疏水骨架，再通过脱水设备使得出泥含水率＜40%，相较于传统污泥混凝/絮凝脱水技术减量化（含水率60%左右）效果更加明显，对于后续的污泥处置具有积极作用；相较于污泥热干化技术具有节能、高效率的优势。污泥碱性水解装备可通过在各个污水厂分布式建设实现厂内污泥减量，再进行厂外协同焚烧处置等，能够大幅降低污泥运输至处置点的费用，是行业内污泥处理处置的新型技术之一。

2、由于污泥处于强碱性环境和钙镁等离子对营养元素的沉淀、络合作用，导致产生的脱水滤液ph高（ph 12～13）、氮浓度高（氨氮2000～3000mg/l）、水温高（50～70℃）、营养元素缺乏，具有工业和市政废水的共性，处理难度和成本均很高，一定程度上制约了污泥碱性水解处理技术的发展。

3、综上可知，现有技术主要存在如下缺陷：

4、1）采用常规ao脱氮工艺单独处理，由于该废水中碱度构成主要以游离氨为主，基本无碳酸根、碳酸氢根等无机碳碱度，通过加酸中和ph预处理存在耗酸大、存在腐蚀性、增加水中大量氯、硫等有害元素，同时造成水中碱度不足，生化系统中需要再次补充碱度，综合成本高。

5、2）采用氨吹脱方法，则存在环保性差、副产物硫酸铵等难以处理利用，同时还需进行二次处理，包括加酸调节ph后生化处理或膜处理等诸多问题。

6、3）将该废水直接排入管网进入市政污水厂，容易对水厂进水水质产生冲击，造成出水指标超标。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简单高效、运行经济、自动化程度高且环保节能的碱性有机废水处理系统及处理方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种碱性有机废水处理系统，包括曝气机、回流泵、药剂桶以及依次连通的进水泵、闭式降温塔、一体化生化反应器、uf进水泵、uf机组和出水管；所述一体化生化反应器包括依次连通的一级亚硝化箱、一级反硝化箱和二级亚硝化箱，有机废水在一体化生化反应器中进行短程硝化生化工艺；所述曝气机分别与一级亚硝化箱和二级亚硝化箱底部的曝气头连接，以进行供氧；所述一级反硝化箱、回流泵和一级亚硝化箱连通，以实现污泥回流而均衡系统碱度；所述uf机组的外回流污泥管道分别与一级亚硝化箱和污泥排放阀连通，以实现污泥回流利用或外排；所述药剂桶分别通过药剂投加泵连接进水泵的前端、一级亚硝化箱和一级反硝化箱，以实现药剂投加。

4、作为本发明的进一步改进，还包括电气控制柜，所述电气控制柜与药剂投加泵、曝气机和回流泵进行联锁。

5、作为本发明的进一步改进，所述药剂桶包括酸洗桶、碳源桶和复合元素桶，所述药剂投加泵包括酸洗循环泵、碳源投加泵和复合元素投加泵，所述酸洗桶通过酸洗循环泵连接至进水泵的前端，碳源桶通过碳源投加泵连接至一级反硝化箱，复合元素桶通过复合元素投加泵连接至一级亚硝化箱。

6、作为本发明的进一步改进，所述一体化生化反应器中，一级亚硝化箱、一级反硝化箱和二级亚硝化箱的容积比例为2∶1∶1。

7、作为本发明的进一步改进，所述一级亚硝化箱和二级亚硝化箱底部的曝气头采用微孔管或微孔盘。

8、作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种基于上述碱性有机废水处理系统的处理方法，包括以下步骤：

9、步骤s1、碱性污泥滤液由进水泵通过闭式降温塔降温至30～35℃后进入一体化生化反应器中；

10、步骤s2、通过曝气机对一级亚硝化箱和二级亚硝化箱进行供氧，利用活性污泥亚硝化作用将氨氮氧化成亚硝氮,并且生化产酸维持池内ph在7.0～8.0范围;

11、步骤s3、复合元素投加泵泵入复合元素至一级亚硝化箱中;泥水进入一级反硝化箱中进行反硝化作用，碳源投加泵泵入碳源至一级反硝化池中，将亚硝氮还原为氮气;

12、步骤s4、回流泵在一级反硝化箱至一级亚硝化箱之间实现污泥回流以均衡系统碱度，泥水再进入二级亚硝化箱进行二次亚硝化以深度脱氮；

13、步骤s5、二级亚硝化箱中的泥水通过uf进水泵进入uf机组进行泥水分离，其中，uf外回流污泥返回一级亚硝化箱中，uf清液通过出水管排放，用于污水稀释用水或进入市政污水厂；

14、步骤s6、在系统运行过程中，每日开启污泥排放阀以实现剩余污泥排放至污泥脱水单元，进而控制一体化生化反应器内的污泥浓度。

15、作为本发明的进一步改进，所述步骤s3中，一级亚硝化段运行负荷控制在0.5～1.0kgnh3-n/（m3.d），一级反硝化段运行负荷控制在0.5～1.0kgno2-n/（m3.d）。

16、作为本发明的进一步改进，所述步骤s2中，一级亚硝化箱的do控制在1.5～2.5mg/l，二级亚硝化箱的do控制在1.0～2.0mg/l；所述步骤s6中，一体化生化反应器内的污泥浓度为10～15g/l，水温为30～40℃。

17、作为本发明的进一步改进，所述步骤s1中，一体化生化反应器内的污泥为氨氧化菌污泥；所述步骤s3中，复合元素中磷的有效含量为20%～30%（以固体计，），钾的有效含量为25%～35%（以固体计），配置成质量浓度10%～20%的溶液，元素投加量与进水量的比值为100～200g/m3（以固体计），碳源采用乙酸、乙酸钠、甲醇、面粉或葡萄糖中的至少一种。

18、作为本发明的进一步改进，所述步骤s6中，当进水流量计的数值下降至正常值的20%以上时，关闭进水阀，打开清洗阀，启动酸洗循环泵对进水管路进行循环酸洗，酸洗结束后恢复正常进水阀门状态；在清洗进水管路的同时控制回流比，其中，内回流流量计的流量与进水流量计的流量的比值范围为5～10，（内回流流量计的流量+uf回流流量计的流量）与进水流量计的流量的比值范围为10～15。

19、与现有技术相比，本发明的优点在于：

20、1、本发明的碱性有机废水处理系统，通过将进水泵、闭式降温塔、一体化生化反应器、uf进水泵、uf机组和出水管依次连通，组成了处理系统的主体结构，通过依次连通的一级亚硝化箱、一级反硝化箱和二级亚硝化箱组成了一体化生化反应器，并且实现了碱性有机废水在一体化生化反应器中进行短程硝化生化工艺，达到“前置亚硝化+后置反硝化+均衡碱度”的运行模式，实现了污染物的高效去除；通过将曝气机分别与一级亚硝化箱和二级亚硝化箱底部的曝气头连接，实现了对一级亚硝化箱和二级亚硝化箱进行供氧控制；通过将一级反硝化箱、回流泵和一级亚硝化箱进行连通，实现了污泥回流而均衡系统碱度；通过将uf机组的外回流污泥管道分别与一级亚硝化箱和污泥排放阀连通，实现了污泥回流利用或外排；与此同时，将药剂桶分别通过药剂投加泵连接进水泵的前端、一级亚硝化箱和一级反硝化箱，实现了药剂的精准投加，节约了药剂的投加量，同时也有利于精准控制短程硝化生化过程，提高了碱性有机废水的处理质量。

21、2、本发明的碱性有机废水处理方法，开发出一套在污水厂内处理碱性废水的处理工艺，采取“生物强化产酸+短程脱氮+复合元素调配”的技术方法，相较于常规污水处理技术如ao工艺、氨吹脱、酸碱中和等，本处理工艺克服了现有技术存在的缺陷，达到可直接处理强碱性废水且无需加酸调节ph、不增加水中氯、硫等有害元素，具有简单高效、运行经济、自动化程度高、运行负荷高、抗冲击能力强和环保节能等优势，进而为污泥碱性水解工艺的推广解决了制约性问题。处理工艺的主要流程为通过采取降温预处理后再进行强化生化处理，通过氨氮氧化生化产酸替代传统化学加酸直接降低废水ph至中性范围，结合短程硝化脱氮工艺和碳磷的补充达到较高的污染物去除效率，出水可排放至污水厂或回用至污泥处理单元，解决了现有技术难以处理碱性废水或成本较高、环保性差等难题，具有较强的技术推广性。