一种处理高氨氮废水的装置及方法_2

文档序号:9229049阅读:来源:国知局
/L,可接种来自城市污水处理厂的回流污泥,由于本发明高氨氮废水的处理需要 在高污泥浓度下进行,梯度提高污水的进水浓度,可将活性污泥浓度增高至6500mg/L~ 12000mg/L,具体可提升至 6500 ~9500mg/L、6500 ~7500mg/L 或 7500 ~9500mg/L ;
[0026] 所述梯度提高分为三个阶段,第一个阶段可为5~10日,进水稀释至为原污水浓 度的1/4 ;第二个阶段可为5~10日,进水稀释至原污水浓度的1/2 ;第三个阶段可为40~ 55日,至启动阶段完成;所述梯度提高中,第一阶段具体可为7日,第二阶段具体可为7日, 第三阶段具体可为40~45日、40日或45日。
[0027] 当所述高氨氮废水中氨态氮的去除率(进水氨氮浓度/出水氨氮浓度)大于 80%,排出的废水中的硝态氮占所述废水中总氮的含量大于70%时,反应器达到稳定全程 脱氮,启动阶段完成,梯度提高可使所述污泥中的微生物尽快适应所述原污水水质和反应 器环境条件;接种之后缺氧池内充满活性污泥混合液,缺氧池与好氧池内活性污泥混合液 的体积比为1 : (2~3),具体可为1 :2,在废水处理过程中缺氧池的液面始终高于好氧池的 液面。
[0028] 上述方法中,步骤(1)中,所述缺氧池内开始接纳高氨氮废水,由于缺氧池始终处 于充满状态,废水通过所述溢流堰流至所述好氧池内,与所述好氧池内的活性污泥混合液 混合;
[0029] 所述高氨氮废水中氨态氮的浓度500~900mg/L,COD含量为2000~6000mg/L;
[0030] 所述高氨氮废水来自畜禽养殖废水、垃圾渗滤液或污泥消化液;
[0031] 所述设计处理量可为0.5~2. OL/cycle,具体可为1.5~2. 0L/cycle、l. 5L/ cycle 或 2. OL/cycle ;
[0032] 所述输入的流量可为0? 3~lL/min,具体可为0? 3~0? 5L/min、0. 3L/min或0? 5L/ min,快速输入可保证A段向0段实现推流,将A段完成反硝化的高氨水送至0段。
[0033] 上述方法中,步骤(2)中,所述缺氧池内,废水中的硝态氮被还原为亚硝态氮,亚 硝态氮被还原为氮气,即为反硝化过程;所述高氨氮废水中的有机物可优先作为碳源为所 述兼氧阶段中硝态氮和亚硝态氮的还原提供电子,当所述废水中的碳源不足时,再及时开 启所述碳源投加泵为所述缺氧池投加碳源,通过此种方式可使碳源的投加量更加的准确, 节省碳源,降低成本;所述缺氧池内,当废水的氧化还原电极电位随时间的变化值即dORP/ dt为0~-5时,判定碳源不足,开启所述碳源投加泵,为所述缺氧池投加碳源,每次开启 时间可为0. 5~lmin,具体可为0. 5min或lmin,保持10~20min后,具体可在保持10~ 15min、IOmin或15min后进入下一次判定;当所述dORP/dt小于-5时,判定反硝化完成,延 时 10 ~40min,具体可延时 20 ~40min、20 ~30min、30 ~40min、20min、30min 或 40min。
[0034] 所述好氧池内,待处理的废水中的氨态氮在污泥中氨氧化细菌的作用下被氧化为 亚硝态氮,亚硝态氮在亚硝酸氧化细菌的作用下被氧化为硝态氮,即为硝化过程;所述曝气 系统可为所述好氧池内的废水提供氧气;
[0035] 所述曝气系统的曝气流量可为0. 5~10L/min,具体可为1. 5~2L/min、I. 5L/min 或 2L/min〇
[0036] 上述方法中,步骤(3)中,当所述膜分离池的液位高于液位计时,开启蠕动泵抽吸 排水;当所述膜分离池的液位低于液位计时,关闭蠕动泵;
[0037] 所述出水泵为间歇式抽吸,每开8~10分钟停2~4分钟,具体可为每开8分钟 停2分钟;
[0038] 在所述好氧池和所述膜分离池内,小于3倍设计处理量的废水(即回流比小于等 于300%,具体可为200% )回流至所述缺氧池内,具体可回流至所述缺氧池的底部;在所述 缺氧池内,等量的、缺氧池上方的经反硝化的废水通过所述溢流堰流至所述好氧池内。
[0039] 进入下一次循环时,待处理的废水通过所述溢流堰直接流至所述好氧池内,与由 于回流导致的缺氧池内废水溢流至好氧池内的废水混合,再次经步骤(2)中的硝化,废水 中的有机物和氨态氮被氧化;同时,所述缺氧池内,经过硝化的回流液发生反硝化,硝态氮 和亚硝态氮被还原;所述膜分离池内,设计处理量的废水通过所述膜组件排出系统;所述 好氧池和所述膜分离池内,按照回流比(回流量与设计处理量的比值)小于3的量,混合液 回流至所述缺氧池内;
[0040] 以此类推,进入下一个循环。
[0041] 上述方法中,所述反应器的温度可为15~30°C,具体可为20~25°C、20°C或 25。。。
[0042] 上述方法中,为了将全程硝化-反硝化转变为短程硝化-反硝化,需要促进氨氧化 细菌(AOB)生长,抑制亚硝酸氧化菌(NOB)生长,可可利用下述1)-3)中至少一种方法将全 程硝化-反硝化转化为短程硝化-反硝化:
[0043] 1)优化曝气时间法:脱氮稳定后,在每轮循环的所述好氧阶段,当废水中的pH值 随时间不发生改变即dpH/dt = 0时,关闭所述曝气系统;
[0044] 2)自由氨受控累积法:脱氮稳定后,在所述好氧阶段,降低所述曝气系统的曝气 流量,当废水中自由氨的浓度升高至大于等于20mg/L时,恢复曝气流量;
[0045] 所述曝气系统整个循环中的曝气流量被降低至0. 2~lL/min ;
[0046] 上述1)和2)中所述脱氮稳定均是指当所述废水中的氨态氮的去除率大于80%, 且排出的废水中的硝态氮占所述废水中总氮的含量大于70%时;
[0047] 3) SRT控制法:所述方法还包括排泥的步骤,所述排泥在所述好氧阶段之后,控制 所述反应器中的污泥的平均停留时间为12~15天。
[0048] 上述方法1)中,在每轮循环的好氧单元,根据pH连续监测曲线上的"氨谷 点"(ammoniavalley)实时控制好氧单元的时长,即先采用合适的曝气流量持续曝气,当pH 连续监测曲线出现"氨谷点"后立即停止曝气。通过优化曝气时间以逐步减少亚硝氮的氧 化,从而使脱氮过程逐渐由全程硝化-反硝化转变为短程硝化反硝化,亚硝化率可以持续 增高并最终达到80%。
[0049] 上述方法2)中,通过降低曝气流量,控制偏低的溶解氧(DO)使反应体系内自由氨 浓度(FA)升高至大于等于20mg/L,同时氨氧化细菌的生长速率大于亚硝酸氧化菌。然后将 曝气流量恢复至合适的曝气流量持续曝气直到亚硝化率达到80%以上,之后重新恢复正常 进出水处理循环,实现氨氮废水处理的短程硝化-反硝化。
[0050] 上述方法3)中,由于氨氧化细菌的污泥龄一般在10~12天,而亚硝酸氧化菌的 污泥龄则一般在18~20天,控制系统污泥平均停留时间12~15天可以使数量逐渐减少, 从而使得氨氧化细菌在真个硝化菌群中的比例不断提高,亚硝化率得以持续增长。
[0051] 利用本发明装置和方法可实现亚硝化-反亚硝化途径处理高氨氮废水(亚硝化率 达到80% ),保证反应器高效去除氮(约95% TN,约99% NH3-N及约98% C0D),减少了水 力停留时间,降低了曝气能耗,并节省了外部碳源。
[0052] 本发明处理高氨氮废水的装置和方法具有如下优点:
[0053] 1)本发明将传统A/0工艺与平板膜分离技术进行优化组合,保留了A/0工艺处理 效率高、流程简单、抗冲击负荷强的特点,同时引入膜分离技术使得传统A/0工艺能够在较 高污泥浓度的条件下,实现高效的泥水分离,获得稳定的出水水质,简化了传统A/0工艺的 混凝沉淀工序,缩短了HRT ;
[0054] 2)采用序批式进水,连续出水的控制策略,实现了 A/0 MBR反应器与实时控制系 统的优化结合,简化系统运行控制策略,提高反应器处理效率;
[0055] 3)本发明采用pH探头在线监测好氧池内(0段)氨氧化反应进程,利用pH单位时 间变化值判定亚硝酸盐最大积累时间(dpH/dt = 0),优化曝气时间以节约曝气量降低污水 处理成本;
[0056] 4)本发明采用ORP探头在线监测缺氧池内(A段)反硝化反应进程,利用ORP的 单位时间变化值作为反亚硝化进程的判断依据(dORP/dt〈设定值),控制碳源投加泵进行 脉冲式投加,提高了碳源投加的精确性,节约外部碳源投加量降低污水处理成本。
【附图说明】
[0057] 图1为本发明处理高氨氮废水的装置的结构示意图。
[0058] 图2为实施例2中25°C左右pH实时曲线上"氨谷点"优化曝气时间实现亚硝化-反 亚硝化的示意图。
[0059] 图3为实施例中处理高氨氮废水的运行逻辑图。
[0060] 图1中各标记如下:
[0061] I. 1原水箱、1.2进水泵、2.0缺氧池、2. 1搅拌器、2. 2采样阀1、2. 3回流液进水口、 2. 40RP探头、2. 5碳源储箱、2. 6碳源投加泵、2. 7加碳管、3. 0好氧池、3.
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