一种高含氮有机废水深度脱氮装置及深度脱氮方法_3

文档序号:8441644阅读:来源:国知局
碳后的废水中投加混合污泥,使混合污泥浓度达到4000mg/L,所述的混合污泥为氨氧化污泥和厌氧氨氧化污泥的混合,氨氧化污泥与厌氧氨氧化污泥质量比为:1:1,通过曝气启动脱氮处理,除碳处理废水的温度为22°C,溶解氧为0.15mg/L,当废水溶解氧增至0.5mg/L以上时,停止曝气,脱氮处理结束,泥水分离,得深度脱氮后处理水。
[0059]实施例3
[0060]利用实施例1所述的脱氮装置进行深度脱氮的方法,步骤如下:
[0061](I)将高含氮有机废水通过厌氧SBR进水泵输入厌氧SBR反应器中,向厌氧SBR反应器投加厌氧活性污泥,使厌氧活性污泥浓度达到10050mg/L,厌氧SBR反应器的排水比为30%,通过温控装置维持厌氧SBR反应器温度温度为32 °C,开启搅拌器进行机械搅拌,使搅拌速度达到50rpm,厌氧SBR通过水解酸化、产乙酸产甲烷等过程对废水中的有机物进行降解并产生气体,所产生的气体经过滤后进入储气罐,厌氧SBR在产甲烷的过程中pH会出现增加,当PH出现下降时,关闭搅拌器,泥水分离后排入第一中间水池,得初步处理废水;
[0062](2)将第一中间水池收集的初步处理废水通过除碳SBR进水泵输入除碳SBR反应器,向除碳SBR反应器中投加活性污泥,使活性污泥浓度达到4000mg/L,开启曝气装置曝气并进行搅拌,控制反应器的溶解氧3mg/L,除碳处理废水的温度为19°C,反应器通过pH的变化判断反应的状态,反应器在进行有机物消耗时,pH增加,而硝化过程由于消耗碱度,会使PH出现下降,当pH由增长变为减少时,停止曝气和搅拌,泥水分离后排入第二中间水池,得除碳后废水;
[0063](3)将第二中间水池收集的除碳后废水通过脱氮SBR进水泵输入脱氮SBR反应器,同时向脱氮SBR反应器投加混合污泥,使混合污泥浓度达到3800mg/L,所述的混合污泥为氨氧化污泥和厌氧氨氧化污泥的混合物,氨氧化污泥与厌氧氨氧化污泥质量比为:1: 1,开启曝气装置曝气并进行搅拌,控制反应器的溶解氧0.2mg/L,除碳处理废水的温度为24°C,当DO测量仪测定溶解氧增至0.5mg/L以上时,停止曝气,泥水分离,得深度脱氮后处理水。
[0064]具体实验案例:
[0065]实验案例1:以济南某养猪场废水为处理对象,采用本发明实施例3的脱氮处理方法,在成功启动后,系统经过长时间的连续运行,获得了稳定的出水水质。
[0066](I)系统的进水水质为:COD为12000mg/L左右,氨氮为1800mg/L左右,氧化态氮(NO2-和NO 3_)浓度为5mg/L以内。
[0067](2)原水首先进入厌氧SBR反应器进行处理。厌氧活性污泥。厌氧SBR反应器的HRT为48h-52h,排水比为30%,反应温度为35°C,搅拌的速率为50rpm。其出水与原水相比,COD可以达到500mg/L左右,去除95%以上,亚硝态氮和硝态氮变化不大,而氨氮略有增加。由此可见,厌氧SBR具有良好的降解养猪废水中有机物的能力以及将废水中有机氮转变为无机氮的能力。不仅如此,所产生的气体(甲烷气体约占65%左右)作为能源,可以产生一定的经济效益。
[0068](3)厌氧SBR的出水排入第一中间水池,然后通过水泵送至除碳SBR。除碳SBR的活性污泥,排水比为40%,反应温度为25 °C,机械搅拌的速率为50rpm,体系的溶解氧控制在2-3mg/L。通过除碳反应器,猪场废水中的COD可降到200mg/L以内,而氨氮几乎不减少。这表明废水中绝大多数的有机物被去除。
[0069](4)除碳SBR的出水排入第二中间水池,然后通过水泵送至脱氮SBR。脱氮SBR的,延长进水时长为6小时。反应温度为25 °C,机械搅拌的速率为50rpm,排水比为30 %。为了保证硝化和厌氧氨氧化效果,控制反应器的溶解氧为0.1-0.2mg/Lo进水结束后,反应器继续曝气和搅拌同时保证曝气量保持不变。当反应器溶解氧大于0.5mg/L时,表明脱氮结束。此时停止曝气和搅拌,进行泥水分离并最终排水。最终出水中的COD和总氮可达到了200mg/L和40mg/L以内,实现了经济高效的深度脱氮。脱氮方法部分的流程图如图2所示。
[0070]本发明提供的对猪场废水进行深度脱氮处理的方法具有以下优点:
[0071]在本发明中,第一阶段的ASBR反应器的主要作用是去除有机物。由于厌氧菌生长缓慢,在反应器长期运行的过程中,虽然污泥活性尤其是产甲烷菌一直保持在较高水平,但污泥浓度增长缓慢,极大地减少了污泥处置费用,节约了处理成本。
[0072]在本发明中,厌氧SBR为完全的厌氧产甲烷反应器,为产甲烷菌创造了良好的生存环境,大部分COD化为甲烷气体。在稳态条件下,厌氧SBR反应器可以去除猪场废水中90%以上的C0D,并产生大量甲烷气体。
[0073]在本发明中,虽然厌氧SBR反应器去除了大部分有机物,但废水中还是有相当数量的可生化性有机物存在,这是厌氧工艺的特点决定的。为了进一步优化后续的深度脱氮的条件,设立除碳SBR。除碳SBR的作用就是仅去除废水中的可生化有机物但不发生硝化作用。通过以pH为参数的实时控制,可以在保证处理效果的前提下,最大程度的节约能耗。
[0074]在本发明中,脱氮SBR是实现对废水深度脱氮的核心部分。由于厌氧氨氧化菌的反应机制是亚硝态氮和氨氮,因此,需要氨氧化菌氧化部分氨氮为亚硝态氮。但厌氧氨氧化菌为厌氧菌,过高的溶解氧对其有毒害作用。因此,需将反应时的溶解氧控制在0.1-0.2mg/Lo较低的溶解氧不会对厌氧氨氧化菌产生态氮的毒性,但不影响氨氧化菌进行硝化作用。同时,由于过高的氨氮和亚硝态氮会对厌氧氨氧化菌产生毒性,本发明延长了 SBR的进水时长为6小时左右。这样,即避免了过高氨氮和亚硝态氮对厌氧氨氧化菌的抑制,又能最大限度的截留活性污泥,保证系统的处理效果。相比传统的硝化反硝化工艺,本发明通过先进的厌氧氨氧化自养脱氮技术进行脱氮,不但脱氮效率高,且无需碳源,真正达到了经济高效。
[0075]整个系统的出水见图3。与原养猪废水相比,整个系统出水COD的去除率达到了95%以上,氨氮的去除率达到了 99.5%,总氮的去除率达到了 95%以上。
[0076]本发明以实际的养猪废水为处理对象,以利用先进的自养脱氮技术为思路,在合理的反应器类型和科学操控条件下,可以经济高效的处理养猪废水,达到深度脱氮的目的。首先,所选择的SBR反应器具有反应推动力大,反应效率高,操作灵活多变,操作管理简单,可间歇进水等特点,特别适合猪场废水的处理。其次,厌氧SBR作为处理的第一单元,可以充分发挥其优势。在大幅度降低废水中的有机物,减轻后续反应器处理负荷的同时,产生大量能源,产生一定的经济效益。再次,在整个体系中引入实时控制。实时控制的最大优势在于对反应的不同阶段判断准确,不仅可以最大程度的节约能耗(如曝气和搅拌能耗),还可以保护体系中污泥的活性(如避免过曝气对厌氧氨氧化菌的伤害)。最后,本发明脱氮所采用的技术为目前最先进的自养脱氮技术。其最大的优点是可以直接将氨氮和亚硝态氮转化为氮气从而实现总氮的脱除而不需要添加任何碳源。
[0077]实验案例2:以济南某垃圾填埋场早期垃圾渗滤液为处理对象,采用本发明实施例3的脱氮处理方法,在成功启动后,系统经过长时间的连续运行,获得了稳定的出水水质。系统的进水水质为:COD为6000mg/L左右,氨氮为800mg/L左右,氧化态氮(NOf和NO3-)浓度为5mg/L以内。经过本发明的处理,最终出水中的COD和总氮可达到了 500mg/L和30mg/L以内,实现了经济高效的深度脱氮。
[0078]对比例I
[0079]一种高含氮有机废水脱氮的方法,步骤如下:
[0080](I)将高含氮有机废水通过厌氧SBR进水泵输入厌氧SBR反应器中,向厌氧SBR反应器投加厌氧活性污泥,使厌氧活性污泥浓度达到10050mg/L,厌氧SBR反应器的排水比为30%,通过温控装置维持厌氧SBR反应器温度为32 °C,开启搅拌器进行机械搅拌,使搅拌速度达到50rpm,厌氧SBR通过水解酸化、产乙酸产甲烷等过程对废水中的有机物进行降解并产生气体,所产生的气体经过滤后进入储气罐,厌氧SBR在产甲烷的过程中pH会出现增加,当PH出现下降时,关闭搅拌器,泥水分离后排
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