CN101570385A - 一种废水脱氮处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废水脱氮处理工艺包括以下步骤：通过好氧池中的pH仪在线监测池中废水的pH值，将pH值控制在7.4～8.3的范围内；通过好氧池中的在线溶解氧测定仪在线监测池中废水的溶解氧浓度，再通过变频器调节鼓风机的转速进而调节曝气量，从而控制溶解氧浓度在0.5毫克/升～1毫克/升。本发明具有以下优势：一是节能：在硝化过程中，供氧量可以节省近25％，降低了能耗；二是节约外加碳源：在反硝化过程中，可以减少40％的有机碳源；三是可以减少剩余污泥产量：在短程硝化过程中，可以减少24％～33％的产泥，在反硝化过程中，可以减少50％的产泥。

Description

一种废水脱氮处理工艺

技术领域

本发明涉及一种废水处理工艺，尤其涉及一种废水脱氮处理工艺。

背景技术

A/O脱氮工艺是80年代初开发出来的工艺流程。废水经预处理和一级处理后，首先进入A池即缺氧池，利用氨化菌将废水中有机氮转化成NH₃-N，与原废水中的NH₃-N一并进入好氧池。在O池即好氧池中，除与常规活性污泥法一样对含碳有机物进行氧化外，在适宜的条件下，利用亚硝化菌及硝化菌，将废水中NH₃-N硝化生成NO_x ^--N。为了达到废水脱氮的目的，好氧池中硝化混合液通过内循环回流到缺氧池，利用原废水中有机碳作为电子供体进行反硝化，将NO_x ^--N还原成氮气。

与传统生物脱氮工艺相比，A/O系统可利用原废水中的有机物作为碳源进行反硝化，达到同时降低COD和脱氮的目的，并且对于低C/N比废水处理无疑可以减少外投碳源量。缺氧池设在好氧池之前，当水中碱度不足时，由于反硝化可增加碱度，因而可以补偿部分硝化过程中对碱度的消耗。

A/O工艺只有一个污泥系统，混合菌群交替处于好氧和缺氧状态，有机物浓度高低交替的条件，有利于控制污泥膨胀。近十几年来A/O工艺在国内外的应用发展较快，被认为是解决城市污水及含氮工业废水氮污染的有效工艺。

在传统硝化工艺中，一直把氨彻底氧化为硝酸盐(NH₄ ⁺→NO₂ ^-→NO₃ ^-，全程硝化)。废水生物脱氮之所以长期采用全程硝化和全程反硝化，主要原因有：

(1)最初应用硝化工艺的目的是为了消除氨对水体的不良影响，如果硝化不彻底，产生的亚硝酸盐是“三致”物质，会对水生生物以及人类安全产生不良影响；

(2)亚硝酸盐极易进一步反应生产硝酸盐，很少出现亚硝酸盐的积累；

(3)亚硝酸盐依然具有耗氧能力，会继续消耗水体中的溶解氧(DO)；

(4)亚硝酸细菌与硝酸细菌普遍存在，工程上很难将它们严格分开；

(5)由于硝化工艺进行到硝酸盐阶段，反硝化工艺只能以硝酸盐为基质进行全程反硝化。

但是，在废水脱氮中，全程硝化并非必要，把氨氧化成亚硝酸盐(NH₄ ⁺→NO₂ ^-)也能取得相同的效果。从反应过程来看，硝化过程中的NO₂ ^-→NO₃ ^-与反硝化过程中的NO₃ ^-→NO₂ ^-是一段多走的路程，将其从工艺中省去同样能实现废水脱氮。

发明内容

本发明针对在废水脱氮中，全程硝化并非必要，从反应过程来看，硝化过程中的NO₂ ^-→NO₃ ^-与反硝化过程中的NO₃ ^-→NO₂ ^-是一段多走的路程的不足，提供一种废水脱氮处理工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种废水脱氮处理工艺包括以下步骤：

步骤10、通过好氧池中的pH仪在线监测池中废水的pH值，将pH值控制在7.4～8.3的范围内；

步骤20、通过好氧池中的在线溶解氧测定仪在线监测池中废水的溶解氧浓度，再通过变频器调节鼓风机的转速进而调节曝气量，从而控制溶解氧浓度在0.5毫克/升～1毫克/升。

本发明的有益效果是：与传统废水脱氮工艺过程相比，本发明具有以下优势：一是节能：在硝化过程中，供氧量可以节省近25％，降低了能耗；二是节约外加碳源：在反硝化过程中，可以减少40％的有机碳源；三是可以减少剩余污泥产量：在短程硝化过程中，可以减少24％～33％的产泥，在反硝化过程中，可以减少50％的产泥。

所述步骤10包括以下步骤：步骤101、当在线监测池中废水的PH值低于7.4时，通过控制加药计量泵出口的开启度控制碱性药剂的加入量，使废水的PH值在7.4～8.3范围内。

进一步，所述碱性药剂为碳酸钠。

进一步，所述步骤10包括以下步骤：步骤102、当在线监测池中废水的PH值高于8.3时，通过控制加药计量泵出口的开启度控制酸性药剂的加入量，使废水的PH值在7.4～8.3范围内。

进一步，所述酸性药剂为乙酸。

进一步，所述步骤20包括以下步骤：通过好氧池中的在线溶解氧测定仪在线监测池中废水的溶解氧浓度，并将测出的溶解氧信号送到控制系统中，所述控制系统通过变频器调节鼓风机的转速进而调节曝气量，从而控制溶解氧浓度在0.5毫克/升～1毫克/升。

进一步，所述控制系统为可编程序控制器或者分散式控制系统。

进一步，所述好氧池的温度为5℃～20℃。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明废水脱氮处理工艺包括以下步骤：

步骤10、通过好氧池中的pH仪在线监测池中废水的pH值，将pH值控制在7.4～8.3的范围内。

当在线监测池中废水的PH值低于7.4时，通过控制加药计量泵出口的开启度控制碱性药剂的加入量，使废水的PH值在7.4～8.3范围内。所述碱性药剂为碳酸钠。

当在线监测池中废水的PH值高于8.3时，通过控制加药计量泵出口的开启度控制酸性药剂的加入量，使废水的PH值在7.4～8.3范围内。所述酸性药剂为乙酸。

所述好氧池的温度为5℃～20℃。

所述好氧池的进水氨氮浓度为煤化工废水氨氮浓度，游离氨的浓度为0.1mg/L～1.0mg/L。

根据水中氨的离解平衡方程：

NH₃+H₂O□ NH₄ ⁺+OH^-                                       (1)

游离氨的浓度可按式(2)求得：

$\mathrm{FA}=\frac{17}{14}\×\frac{[{{\mathrm{NH}}_4}^{+}-N]\×{10}^{\mathrm{pH}}}{K_b/K_w+{10}^{\mathrm{pH}}}---\left(2\right)$

式(2)中：K_b为氨的离解常数；K_w为水的离解常数，K_b/K_w＝e^{[6344/(273+T)]}

步骤20、通过好氧池中的在线溶解氧测定仪在线监测池中废水的溶解氧浓度，再通过变频器调节鼓风机的转速进而调节曝气量，从而控制溶解氧浓度在0.5毫克/升～1毫克/升。

通过好氧池中的在线溶解氧测定仪在线监测池中废水的溶解氧浓度，并将测出的溶解氧信号送到控制系统中，所述控制系统通过变频器调节鼓风机的转速进而调节曝气量，从而控制溶解氧浓度在0.5毫克/升～1毫克/升。所述控制系统为可编程序控制器或者分散式控制系统。

所述步骤10和步骤20的先后顺序可以变化，即先执行步骤20，再执行步骤10，而并不影响本发明废水脱氮处理工艺的实施效果。

本发明废水脱氮工艺针对氨氮浓度较高，C/N比较低的煤制烯烃废水的脱氮处理，在A/O工艺的基础上开发了煤制烯烃低C/N比废水的短程硝化反硝化脱氮技术。

在影响亚硝酸盐积累的多种因素中，DO浓度即溶解氧浓度不但是实现A/O工艺短程硝化反硝化的主要影响因素，而且是最易于控制的因素。通过提高温度来实现短程硝化反硝化显然是不经济的控制手段，并且有不少研究表明在常温条件下可实现较好的短程硝化。所述O池通过pH仪在线监测池中废水的pH值，可以控制投加的药剂量；当pH值、进水氨氮浓度和温度确定后，游离氨(FA)的浓度也就确定了，剩下的主要因素就是DO浓度了，通过在线溶解氧测定仪在线监测池中废水的溶解氧浓度，再通过变频器调节鼓风机的转速进而调节曝气量，可以很容易控制所需要的溶解氧浓度。同时，控制低的溶解氧浓度可以提高充氧效率，节约运行费用。因此无论从理论上还是实际应用中，溶解氧浓度都是实现A/O工艺短程硝化反硝化的关键因素。

本发明实现了短程硝化反硝化，工艺操作运行灵活，这样不仅可以减少曝气量，而且还能减少作为碳源的甲醇投加量，可谓一举多得。

与传统废水脱氮工艺过程相比，本发明具有以下优势：一是节能：在硝化过程中，供氧量可以节省近25％，降低了能耗；二是节约外加碳源：在反硝化过程中，可以减少40％的有机碳源；三是可以减少剩余污泥产量：在短程硝化过程中，可以减少24％～33％的产泥，在反硝化过程中，可以减少50％的产泥。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种废水脱氮处理工艺，其特征在于，该处理工艺包括以下步骤：

步骤10、通过好氧池中的pH仪在线监测池中废水的pH值，将pH值控制在7.4～8.3的范围内；

步骤20、通过好氧池中的在线溶解氧测定仪在线监测池中废水的溶解氧浓度，再通过变频器调节鼓风机的转速进而调节曝气量，从而控制溶解氧浓度在0.5毫克/升～1毫克/升。

2.根据权利要求1所述的废水脱氮处理工艺，其特征在于，所述步骤10包括以下步骤：

步骤101、当在线监测池中废水的PH值低于7.4时，通过控制加药计量泵出口的开启度控制碱性药剂的加入量，使废水的PH值在7.4～8.3范围内。

3.根据权利要求2所述的废水脱氮处理工艺，其特征在于，所述碱性药剂为碳酸钠。

4.根据权利要求1所述的废水脱氮处理工艺，其特征在于，所述步骤10包括以下步骤：

步骤102、当在线监测池中废水的PH值高于8.3时，通过控制加药计量泵出口的开启度控制酸性药剂的加入量，使废水的PH值在7.4～8.3范围内。

5.根据权利要求4所述的废水脱氮处理工艺，其特征在于，所述酸性药剂为乙酸。

6.根据权利要求1所述的废水脱氮处理工艺，其特征在于，所述步骤20包括以下步骤：

通过好氧池中的在线溶解氧测定仪在线监测池中废水的溶解氧浓度，并将测出的溶解氧信号送到控制系统中，所述控制系统通过变频器调节鼓风机的转速进而调节曝气量，从而控制溶解氧浓度在0.5毫克/升～1毫克/升。

7.根据权利要求6所述的废水脱氮处理工艺，其特征在于，所述控制系统为可编程序控制器或者分散式控制系统。

8.根据权利要求1至7任一所述的废水脱氮处理工艺，其特征在于，所述好氧池的温度为5℃～20℃。