CN102583895A

CN102583895A - 一种高氨氮废水处理的方法

Info

Publication number: CN102583895A
Application number: CN2012100511652A
Authority: CN
Inventors: 潘家兴; 杨昌力; 尚凯; 吴翔
Original assignee: GUIZHOU GREEN ENVIRONMENT PROTECTION EQUIPMENT ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: Guizhou Green Environment Protection Equipment Engineering Co., Ltd.; Guizhou Zhongche green environmental protection Co. Ltd.
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2032-03-01
Also published as: CN102583895B

Abstract

一种高氨氮废水处理的方法，由机械格栅槽、隔油池、调节池、碳源罐、高效组合气浮、CASS反应器、罗茨鼓风机、CASS回流泵、中间水池、MBBR接触氧化池、二沉池、碱罐、监护池、事故池、集泥池及污泥压滤系统组成，并辅以pH、COD、NH₃-N、液位计、MLSS、DO、ORP在线监测仪。本处理方法的主要污染物为NH₃-N、TN、COD（BOD₅）有机物、SS、石油类。石油类和SS通过隔油+气浮的方式进行预处理，生化法除NH₃-N的原理是通过两级生化处理工艺进行硝化与反硝化，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过提供碳源进行反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出，从而达到真正意义上的脱氮。高氨氮废水处理的方法可应用在甲醇、合成氨、尿素、硝酸铵、碳酸氢胺等工业生产废水处理。

Description

一种高氨氮废水处理的方法

技术领域

本发明涉及一种废水处理的方法，特别是一种高氨氮废水处理的方法。

背景技术

现有流行的处理方法是设置调节池+缺氧池+好氧池（生物滤池/接触氧化）+监护池的方法处理高氨氮废水。其缺点有：第一，处理高氨氮废水工艺不成熟，不耐冲击负荷，操作控制困难，很难达到处理目的；第二，废水中含有一定浓度的石油类，不经预处理将会对后续处理工艺产生致命的影响；第三，该方法的硝化与反硝化反应效果不理想，特别是对TN的去除率低。

发明内容

本发明的目的在于处理高氨氮废水，而废水中有机物浓度低、NH₃-N和TN浓度高，且含有石油类，是一种投资小、处理效率高、出水水质稳定、便于管理和操作，完全能够实现自动化控制的方法。本处理方法的主要污染物为NH₃-N、TN、COD（BOD₅）有机物、SS、石油类。石油类和SS通过隔油+气浮的方式进行预处理，生化法除NH₃-N的原理是通过两级生化处理工艺进行硝化与反硝化，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过提供碳源进行反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出，从而达到真正意义上的脱氮。

本发明的构成：一种高氨氮废水处理的方法，是由机械格栅槽、隔油池、调节池、碳源罐、高效组合气浮、CASS反应器、罗茨鼓风机、CASS回流泵、中间水池、MBBR接触氧化池、二沉池、碱罐、监护池、事故池、集泥池及污泥压滤系统组成，并辅以pH、COD、NH₃-N、液位计、MLSS、DO、ORP在线监测仪，正常生产状况下的高氨氮废水来自生产装置区各工序的生产废水，先流经机械格栅槽，去除大的漂浮物和较大的颗粒；后进入隔油池进行初步除油，在隔油池中设置滗油管，将浮油滗出；出水进入调节池，在调节池中设置有潜水搅拌机连续搅拌，使原水充分混合均匀，通过潜水泵将废水送入高效组合气浮除石油类和SS，出水再进入CASS反应器处理，在CASS反应器中进行进水、曝气、沉淀、滗水、闲置、混合液回流工序完成一个周期，进水阶段在CASS反应器的预反应区自动启动潜水搅拌机搅拌，与主反应区回流泵回流的混合液进行厌氧+缺氧反应，利用进水中的碳源进行反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出，此时应维持DO在0.5~1mg/l之间，预反应区的混合液进入主反应区进行曝气好氧阶段，通过好氧微生物降解有机物，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，由于硝化反应消耗碱度，需通过碱罐补充碱液，以便于硝化反应的顺利进行，pH在线监测仪与碱罐进行连锁，当CASS反应器主反应区的pH低于7.0时，补充碱液，此时控制曝气阶段中DO≥2.0mg/L，DO在线监测仪与罗茨鼓风机的变频器连锁，达到保证DO的浓度以及节能省耗之目的，ORP在线监测仪是用作判断好氧阶段的氧化还原能力，即CASS反应器对COD（BOD₅）和NH₃-N（TN）的处理能力；在沉淀阶段进行固液分离；在滗水阶段，通过滗水器排水到中间水池；在闲置阶段，当MLSS在线监测仪的浓度大于8000mg/L时，自动打开液动排泥角阀进行排泥，排入集泥池，污泥通过压滤脱水处理，滤饼外运填埋或用作绿化的营养土，压滤水返回调节池再处理；CASS反应器排水进入中间水池；中间水池中的水通过提升泵送入MBBR接触氧化池再进一步的进行硝化与反硝化反应脱氮，和CASS反应器同理，鼓风机供氧， pH和DO控制MBBR接触氧化池中的碱度和DO的浓度；MBBR接触氧化池出水进入二沉池进行固液分离，剩余污泥排入集泥池，上清液排入监护池，在监护池中COD、NH₃-N在线监测仪的监控下，达标则外排，否则将自动启动监护泵送回调节池再处理，另外在调节池设有PH、COD、NH₃-N、液位计在线监测仪，控制来水中的PH、COD、NH₃-N，当NH₃-N超过设计值（大于500mg/L）时，通过超越管道切换输送至事故池存储后，再通过事故泵小流量的输送到调节池再处理；在调节池中当COD高氨氮工业生产废水中的碳源较少，需保证调节池中C/N≥3较低时，打开碳源罐出口的电动阀门投加碳源进入调节池，保证反硝化反应所消耗的碳源，控制出水中的TN浓度，从而达到真正意义上的脱氮。

本处理方法主要控制点是原水COD、NH₃-N（TN）、石油类，以及 CASS反应器和MBBR接触氧化池中pH和DO浓度的控制：1、当调节池中的NH₃-N大于500mg/L时，自动启动污水提升泵切换至事故池暂存，后从事故池少量的输送至调节池再处理； 2、碳源的投加，由于合成氨工业生产废水中的碳源较少，当CASS反应器中混合液的C/N<3时，消化和反硝化效率降低，出水的水质也将得不到保证，故须设置碳源罐，在调节池C-102中自动或人工定时投加；3、碱液的投加，由于硝化反应消耗碱度，当CASS反应器和MBBR接触氧化池进行硝化反应时，pH在线监测仪数值低于7.0时，就需从碱罐补充碱液；4、本处理方法的主要污染物为NH₃-N（TN）、COD（BOD₅）、SS和石油类，在生化前须隔油+气浮的方法先除去石油类，降低其对后续生化处理的影响；生化法除NH₃-N（TN）的原理是硝化与反硝化，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出，从而达到真正意义上的脱氮，硝化反应由硝化细菌微生物进行，需要好氧环境DO≥2.0；反硝化反应由反硝化细菌微生物进行，需要在缺氧的环境下进行，此时应维持DO在0.5~1mg/l，并且消耗碳源COD/BOD，生物脱氮就是创造生物硝化和反硝化的处理环境，让相应的微生物保持高的活性，实现NH₃-N（TN）和COD（BOD₅）的去除，严格控制以上4点，出水中的COD、BOD₅、SS、NH₃-N、TN、石油类等水质均达到或优于国家《合成氨工业水污染物排放标准》GB13458-2001和《污水综合排放标准》GB8978-1996一级排放标准。

与现有技术比较，本发明是由机械格栅槽、隔油池、调节池、碳源罐、高效组合气浮、CASS反应器、罗茨鼓风机K-101、CASS回流泵、中间水池、MBRR接触氧化池、二沉池、碱罐、监护池、事故池、集泥池及污泥压滤系统等组成，并辅以pH、COD、NH₃-N、液位计、MLSS、DO、ORP等在线监测仪。它有以下优点：第一，处理NH₃-N的浓度高达500mg/L,石油类浓度达300mg/L，处理后的出水氨氮达到10mg/L以下,TN浓度20 mg/L以下，石油类浓度1mg/L以下，处理效率得到极大的提高，这是传统方法不能比拟的；第二，高氨氮废水中的COD、N-NH₃等浓度变化大，通过在线监测仪可适时的进行监控，并适时的调整工艺；第三，整套处理方法可以实现自动控制，易于管理维护，耐冲击负荷高；第四，高氨氮废水处理的方法处理效率高，一旦活性污泥驯化成熟后，将高浓度的NH₃-N通过硝化与反硝化的运行，能够保证出水的连续性和稳定性，为高氨氮废水处理提供了一种新的途径。

附图说明

附图是本处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

如工艺流程图所示，一种高氨氮废水处理的方法，它是由机械格栅槽、隔油池、调节池、碳源罐、高效组合气浮、CASS反应器、罗茨鼓风机、CASS回流泵、中间水池、MBBR接触氧化池、二沉池、碱罐、监护池、事故池、集泥池及污泥压滤系统组成，并辅以pH、COD、NH₃-N、液位计、MLSS、DO、ORP在线监测仪，正常生产状况下的高氨氮废水来自生产装置区各工序的生产废水，先流经机械格栅槽，去除大的漂浮物和较大的颗粒，以免影响后续的处理设备；后进入隔油池进行初步除油，在隔油池中设置滗油管，将浮油滗出；出水进入调节池，在调节池中设置有潜水搅拌机连续搅拌，使原水充分混合均匀，保证进入后续处理装置前水质、水量恒定，通过潜水泵将废水送入高效组合气浮除石油类和SS，出水再进入CASS反应器处理，在CASS反应器中进行进水、曝气、沉淀、滗水、闲置、混合液回流工序完成一个周期，进水阶段在CASS反应器的预反应区自动启动潜水搅拌机搅拌，与主反应区回流泵回流的混合液进行厌氧+缺氧反应，利用进水中的碳源进行反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出，从而达到真正意义上的脱氮，此时应维持DO在0.5~1mg/l之间，预反应区的混合液进入主反应区进行曝气好氧阶段，通过好氧微生物降解有机物，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，由于硝化反应消耗碱度，需通过碱罐补充碱液，以便于硝化反应的顺利进行，pH在线监测仪与碱罐进行连锁，当CASS反应器主反应区的pH低于7.0时，补充碱液，此时控制曝气阶段中DO≥2.0mg/L，DO在线监测仪与罗茨鼓风机的变频器连锁，达到保证DO的浓度以及节能省耗之目的，ORP在线监测仪是用作判断好氧阶段的氧化还原能力，即CASS反应器对COD（BOD₅）和NH₃-N（TN）的处理能力；在沉淀阶段进行固液分离；在滗水阶段，通过滗水器排水到中间水池；在闲置阶段，当MLSS在线监测仪的浓度大于8000mg/L时，自动打开液动排泥角阀进行排泥，排入集泥池，污泥通过压滤脱水处理，滤饼外运填埋或用作绿化的营养土，压滤水返回调节池再处理；CASS反应器排水进入中间水池；中间水池中的水通过提升泵送入MBBR接触氧化池再进一步的进行硝化与反硝化反应脱氮，和CASS反应器同理，鼓风机供氧， pH和DO控制MBBR接触氧化池中的碱度和DO的浓度；MBBR接触氧化池出水进入二沉池进行固液分离，剩余污泥排入集泥池，上清液排入监护池，在监护池中COD、NH₃-N在线监测仪的监控下，达标则外排，否则将自动启动监护泵送回调节池再处理。另外在调节池设有PH、COD、NH₃-N、液位计在线监测仪，控制来水中的PH、COD、NH₃-N，当NH₃-N超过设计值（大于500mg/L）时，通过超越管道切换输送至事故池存储后，再通过事故泵小流量的输送到调节池再处理；在调节池中当COD高氨氮工业生产废水中的碳源较少，需保证调节池中C/N≥3较低时，打开碳源罐出口的电动阀门投加碳源进入调节池，保证反硝化反应所消耗的碳源，控制出水中的TN浓度，从而达到真正意义上的脱氮。

1、本处理方法设计参数的选定

设计主要进水水质指标：COD≤2000mg/L，NH₃-N≤500mg/L，石油类≤300mg/L；

设计主要出水水质指标：COD≤100mg/L，NH₃-N≤10mg/L，石油类≤1mg/L；

2、保证工艺正常运转的确定

每运行周期随时监控调节池、CASS反应器、MBBR接触氧化池和监护池的在线检测仪，并通过人工分析进水和高效组合气浮出水中石油类浓度，严格控制各个工序的在线仪表在控制范围内，以及进入生化处理工艺前石油类浓度≤20mg/L，即能保证监护池出水水质达到或优于国家《合成氨工业水污染物排放标准》GB13458-2001和《污水综合排放标准》GB8978-1996一级排放标准。

a、当调节池中的NH₃-N在线监测仪大于500mg/L时，切换至事故池暂存，后从事故池少量的输送至调节池再处理；当调节池中的COD和NH₃-N在线监测仪的比例＜3时，打开碳源罐出口的电动阀门投加碳源进入调节池，保证反硝化反应所消耗的碳源，控制出水中的TN浓度，从而达到真正意义上的脱氮。

b、当CASS反应器和MBBR接触氧化池在曝气反应阶段时，由于此时也在进行硝化反应消耗碱度，当pH＜7.0时，需向CASS反应器和MBBR接触氧化池补充碱液，维持硝化反应的顺利进行。

c、CASS反应器中混合液MLSS的浓度介于4000-6000mg/L，SV₃₀介于20-30%，SVI介于50-100，温度介于10-35℃，好氧的环境时应维持DO≥2.0mg/L，缺氧的环境时应维持DO在0.5~1.0mg/l。

d、定时校对在线监测仪表，保证整个工艺的正常运行。

本处理方法应用在贵州某化工厂（进出水水质见下表），从2010年12月10日至2011年12月5日连续运行出水水质比较稳定，平均达出水水质均达到或优于国家《合成氨工业水污染物排放标准》GB13458-2001和《污水综合排放标准》GB8978-1996一级排放标准；COD_Cr去除率约97% ，BOD₅去除率约99% ， NH₃-N去除率约98%，TN去除率约96.7%, 石油类去除率约99.7%。总之采用本方法处理高氨氮废水出水效果良好，取得了一定的经济效益和社会效益。

进出水水质表

项目

PH

COD_Cr

BOD₅

SS

NH₃-N

TN

石油类

进水

6~9

≤2000mg/L

≤1000mg/L

≤200mg/L

≤500mg/L

≤600mg/L

≤300mg/L

出水

6~9

≤60mg/L

≤10mg/

≤30mg/L

≤10mg/L

≤20mg/L

≤1.0mg/L

Claims

1. 一种高氨氮废水处理的方法，其特征在于：它是由机械格栅槽、隔油池、调节池、碳源罐、高效组合气浮、CASS反应器、罗茨鼓风机、CASS回流泵、中间水池、MBBR接触氧化池、二沉池、碱罐、监护池、事故池、集泥池及污泥压滤系统组成，并辅以pH、COD、NH₃-N、液位计、MLSS、DO、ORP在线监测仪，正常生产状况下的高氨氮废水来自生产装置区各工序的生产废水，先流经机械格栅槽，去除大的漂浮物和较大的颗粒；后进入隔油池进行初步除油，在隔油池中设置滗油管，将浮油滗出；出水进入调节池，在调节池中设置有潜水搅拌机连续搅拌，使原水充分混合均匀，通过潜水泵将废水送入高效组合气浮除石油类和SS，出水再进入CASS反应器处理，在CASS反应器中进行进水、曝气、沉淀、滗水、闲置、混合液回流工序完成一个周期，进水阶段在CASS反应器的预反应区自动启动潜水搅拌机搅拌，与主反应区回流泵回流的混合液进行厌氧+缺氧反应，利用进水中的碳源进行反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出，此时应维持DO在0.5~1mg/l之间，预反应区的混合液进入主反应区进行曝气好氧阶段，通过好氧微生物降解有机物，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，由于硝化反应消耗碱度，需通过碱罐补充碱液，以便于硝化反应的顺利进行，pH在线监测仪与碱罐进行连锁，当CASS反应器主反应区的pH低于7.0时，补充碱液，此时控制曝气阶段中DO≥2.0mg/L，DO在线监测仪与罗茨鼓风机的变频器连锁，达到保证DO的浓度以及节能省耗之目的，ORP在线监测仪是用作判断好氧阶段的氧化还原能力，即CASS反应器对COD（BOD₅）和NH₃-N（TN）的处理能力；在沉淀阶段进行固液分离；在滗水阶段，通过滗水器排水到中间水池；在闲置阶段，当MLSS在线监测仪的浓度大于8000mg/L时，自动打开液动排泥角阀进行排泥，排入集泥池，污泥通过压滤脱水处理，滤饼外运填埋或用作绿化的营养土，压滤水返回调节池再处理；CASS反应器排水进入中间水池；中间水池中的水通过提升泵送入MBBR接触氧化池再进一步的进行硝化与反硝化反应脱氮，和CASS反应器同理，鼓风机供氧， pH和DO控制MBBR接触氧化池中的碱度和DO的浓度；MBBR接触氧化池出水进入二沉池进行固液分离，剩余污泥排入集泥池，上清液排入监护池，在监护池中COD、NH₃-N在线监测仪的监控下，达标则外排，否则将自动启动监护泵送回调节池再处理，另外在调节池设有PH、COD、NH₃-N、液位计在线监测仪，控制来水中的PH、COD、NH₃-N，当NH₃-N超过设计值（大于500mg/L）时，通过超越管道切换输送至事故池存储后，再通过事故泵小流量的输送到调节池再处理；在调节池中当COD高氨氮工业生产废水中的碳源较少，需保证调节池中C/N≥3较低时，打开碳源罐出口的电动阀门投加碳源进入调节池，保证反硝化反应所消耗的碳源，控制出水中的TN浓度，从而达到真正意义上的脱氮。

2.根据权利要求1所述的一种高氨氮废水处理的方法，其特征在于：本处理方法主要控制点是原水COD、NH₃-N（TN）、石油类，以及 CASS反应器和MBBR接触氧化池中pH和DO浓度的控制：1、当调节池中的NH₃-N大于500mg/L时，自动启动污水提升泵切换至事故池暂存，后从事故池少量的输送至调节池再处理； 2、碳源的投加，由于合成氨工业生产废水中的碳源较少，当CASS反应器中混合液的C/N<3时，消化和反硝化效率降低，出水的水质也将得不到保证，故须设置碳源罐，在调节池C-102中自动或人工定时投加；3、碱液的投加，由于硝化反应消耗碱度，当CASS反应器和MBBR接触氧化池进行硝化反应时，pH在线监测仪数值低于7.0时，就需从碱罐补充碱液；4、本处理方法的主要污染物为NH₃-N（TN）、COD（BOD₅）、SS和石油类，在生化前须隔油+气浮的方法先除去石油类，降低其对后续生化处理的影响；生化法除NH₃-N（TN）的原理是硝化与反硝化，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出，从而达到真正意义上的脱氮，硝化反应由硝化细菌微生物进行，需要好氧环境DO≥2.0；反硝化反应由反硝化细菌微生物进行，需要在缺氧的环境下进行，此时应维持DO在0.5~1mg/l，并且消耗碳源COD/BOD，生物脱氮就是创造生物硝化和反硝化的处理环境，让相应的微生物保持高的活性，实现NH₃-N（TN）和COD（BOD₅）的去除，严格控制以上4点，出水中的COD、BOD₅、SS、NH₃-N、TN、石油类等水质均达到或优于国家《合成氨工业水污染物排放标准》GB13458-2001和《污水综合排放标准》GB8978-1996一级排放标准。