CN102910788B - 一种废水深度脱氮工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种废水深度脱氮工艺,具体步骤如下:(1)微波辐照混凝沉淀,高浓度氨氮废水加入一定量的NaOH,并调节pH值为11~13,在碱性条件下絮凝剂和混凝剂进行混凝沉淀,沉淀后得上清液;(2)将步骤(1)所得上清液通入吹脱塔;吹脱塔的顶部设置有喷淋器,塔体内中部设有多层填料层,废水经喷淋器形成细液流流经填料层;同时在塔底曝气口通过鼓风机送入空气,使在填料表面进行气液接触;然后让吹脱尾气进入盛有废盐酸或废硫酸吸收液的吸收池,以吸收掉部分氨氮;(3)磷酸铵镁(MAP)热解产物连续循环沉氨处理;然后MAP沉淀出水进入生物脱氮工艺处理;(4)A-A-O生物脱氮工艺,将步骤(3)的出水引入厌氧(A)-缺氧(A)-好氧(O)生物脱氮工艺;(5)余下的少量氮用反硝化生物滤池、膜滤池脱氮。最后经处理的水出水氨氮、总氮可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

Description

-种废水深度脱氮工艺
技术领域
[0001] 本发明设及一种废水深度脱氮工艺,属于污水处理技术领域。
背景技术
[0002] 近年来,随着工农业的发展,水体的富营养化问题日益突出,氨氮废水对环境的影 响已经在全球范围内引起环保领域的高度重视。
[0003] 目前,我国的氨氮废水已从城市扩大到广大农村,面源污染日益严重,由于污水处 理设施建设的滞后,大量没有经过处理的高浓度氨氮废水直接排入沟渠、河流,最终进入湖 泊等受纳水体,加剧了水环境的污染。我国现有建成运行的污水处理厂,尤其是城市污水 厂,大多数采用的是传统活性污泥法及其变形工艺,但是传统的活性污泥处理工艺存在着 对氨氮去除不理想,水处理效果差的问题,且在活性污泥处理过程中需要定期排放出大量 的剩余污泥,运些剩余污泥中饱含着各种污染物,需要对剩余污泥处理后才能排放出去,增 加了污水处理的成本,由于活性污泥法不宜采用过高的有机负荷,因而池容积需要较大,活 性污泥法的占地面积较大。
[0004] 随着世界各国对外排废水达标排放要求的日趋强化W及环保执法力度的不断加 强,使氨氮含量高的废水处理难度增大。各国的污水处理厂都在试图寻求技术适用、经济可 行的氨氮废水的处理方法,特别是某些催化剂废水,因为其中有机物含量很少而氨氮浓度 高,超出了污水排放标准。
[0005] 废水中的氨氮虽然可采用气提吹脱、离子交换、化学氧化等物理化学方法进行处 理,但运些方法存在副产物二次污染和效率低等问题。相比之下,生物法是控制水体氨氮污 染的较好方法。但是生物法中,无论是传统的硝化-反硝化,还是新型的短程硝化-反硝化 及短程硝化-厌氧氨氧化工艺都需经过硝化细菌的硝化作用脱除氨氮。而硝化细菌是化能 自养菌,它具有自养性、好氧性、依附性和产酸性等特点,由于硝化细菌通过氧化无机碳作 为唯一的能量来源,所W它的代时长、繁殖速度慢,普通活性污泥中的硝化细菌已经无法解 决高浓度W及难去除的氨氮脱除问题。
[0006] 而目前国家对于城市污水处理厂出水要求越来越高,目前太湖等地区已经开始强 制要求执行一级A标准。污水厂出水指标中,较难达到高标准的主要有总憐和总氮。目前, 总憐的强化去除主要是强化生物去除或者添加化学药剂,在一定程度上总憐指标是可W控 制的。虽然添加化学药剂会提高成本,但是在要求出水指标较为严格的地区,化学强化除憐 是一种简单有效的控制方式。而总氮的去除机理则主要为生物脱氮,很难找到一个简单有 效的方法来控制出水总氮,只能通过调整工艺参数和运行状态来进行控制,所W导致总氮 指标在很大程度上影响了一级A标准在污水厂中的推行。
[0007] 目前,大多数因为总氮指标运行状况不好,而不能达标或无法升级到一级A标准 的原因主要有W下几点:整个系统没有脱氮功能;系统中有脱氮功能,但是进水碳源不足; 系统中有脱氮功能,但是进水总氮较高,由于回流比的限制出水总氮高于要求;系统为同步 硝化反硝化,相互之间存在一定影响。
[0008] 本发明为了解决现有的水处理方法处理效果差,氨氮和总氮难W常年稳定达标W 及污水处理成本高的问题,而提供了一种污水深度脱氮处理工艺。
发明内容 阳009] 本发明的具体技术方案如下:
[0010] 一种氨氮废水深度脱氮处理工艺,其特征在于具体步骤如下:
[0011] (1)微波福照混凝沉淀,高浓度氨氮废水加入一定量的化0H,并调节抑值为11~ 13,在碱性条件下絮凝剂和混凝剂进行混凝沉淀,沉淀后得上清液;
[0012] (2)随后将步骤(1)所得上清液通入吹脱塔;吹脱塔的顶部设置有喷淋器,塔体 内中部设有多层填料层,所述填料为:陶粒、活性炭、焦炭、石英砂、无烟煤或沸石粒状填料; 拉西环、鲍尔环、塑料球形填料、半软性填料或弹性立体填料;废水经喷淋器形成细液流流 经填料层;同时在塔底曝气口通过鼓风机送入空气,使在填料表面进行气液接触;然后让 吹脱尾气进入盛有废盐酸或废硫酸吸收液的吸收池,W吸收掉部分氨氮;
[0013] 所述填料层设置在吹脱塔的中部,由水平的填料支架支撑,填料支架为筛板状,填 料支架上堆放上述填料;筛板下面的吹脱塔一个侧壁设有送气口,送气口通过管道与鼓风 机的出风口连接;
[0014] (3)憐酸锭儀(MA巧热解产物连续循环沉氨处理 阳015] 将步骤似的出水引入MAP反应池,在该池的上部加料口投加憐酸氨二钢、氯化儀 或天然儀矿的般烧副产物氧化儀;使Mg:N:P的摩尔比为1.2 : 1 : 1;同时打开MAP反应池上部设有的揽拌器,W-定的揽拌速度进行揽拌,使其反应;此时保持其抑值在9~ 10. 3之间;然后静置30分钟至1小时,使生成的憐酸锭儀沉淀;该沉淀物可由反应池底部 的沉淀出口处排出;MAP沉淀出水进入生物脱氮工艺处理。
[0016] (4)A-A-O生物脱氮工艺
[0017] 将步骤(3)中的MAP沉淀出水引入厌氧(A)-缺氧(A)-好氧做生物脱氮工艺去 除污水中的氮、憐和C0D,去除后出水经二沉池进行泥水分离,取上清液进行后续脱氮;所 述A-A-O生物脱氮工艺就是本领域常规的A70工艺,即厌氧-缺氧-好氧脱氮除憐工艺。
[0018] (5)余下的少量氮用反硝化生物滤池、膜滤池脱氮
[0019] 设有依序前后排列和连通的反硝化生物滤池、膜滤池;所述反硝化滤池填料采用 密度> 1. 0的重质滤料,反硝化生物滤池的进水管与步骤(4)中所述二沉池的出水管连通, 该进水管上设有流量可调变频累,反硝化生物滤池内水流方向为由下至上的上流式;设有 碳源箱、可调流量变频投加累及管路,该碳源投加的管路与反硝化生物滤池的进水管路连 通;所述膜滤池采用中空纤维超滤膜,该超滤膜孔径0.02ym,采用完全浸没式抽吸负压产 水,经过管道通入清水池,最后经处理的废水其氨氮总去除率能达到99. 7%,出水氨氮、总 氮可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) -级A标准。
[0020] 进一步的,还可W用如下步骤实现:
[0021] (1)混凝沉淀,高浓度氨氮废水加入一定量的化0H,并调节PH值为11~13,同 时进行微波福照,在碱性条件下絮凝剂和混凝剂进行混凝沉淀,沉淀后得上清液;所述混 凝剂采用聚二甲基二締丙基氯化锭、聚合氯化侣,硫酸侣、氯化铁的混合物,其混合比例为 3 : 2 : 1 : 1,用量为 20 ~150mg/L;
[0022] (2)随后将步骤(I)所得上清液通入吹脱塔;吹脱塔的顶部设置有喷淋器,塔体 内中部设有多层填料层,所述填料为:陶粒、活性炭、焦炭、石英砂、无烟煤或沸石粒状填料; 拉西环、鲍尔环、塑料球形填料、半软性填料或弹性立体填料;废水经喷淋器形成细液流流 经填料层;同时在塔底曝气口通过鼓风机送入空气,使在填料表面进行气液接触;然后让 吹脱尾气进入盛有废盐酸或废硫酸吸收液的吸收池,W吸收掉部分氨氮;
[0023] 所述填料层设置在吹脱塔的中部,由水平的填料支架支撑,填料支架为筛板状,填 料支架上堆放上述填料;筛板下面的吹脱塔一个侧壁设有送气口,送气口通过管道与鼓风 机的出风口连接;
[0024] (3)憐酸锭儀(MA巧热解产物连续循环沉氨处理
[0025] 将步骤似的出水引入MAP反应池,在该池的上部加料口投加憐酸氨二钢、氯化儀 或天然儀矿的般烧副产物氧化儀;调节废水抑=8. 5~9. 5,揽拌反应30min,然后静置沉 淀1~1. 5h,生成的沉淀物从由反应池底部的沉淀出口排出,经脱水后送至MAP分解室分 解;
[00%] 根据MAP沉淀池出水氨氮浓度,若浓度达到废水排放标准,则出水直接进入除憐 池,通过加入儀盐去除余憐,处理后废水从废水出口排放,生成的沉淀物由反应池底部的沉 淀出口排出,经脱水后送至分解产物溶解室溶解;
[0027] 倘若浓度尚未达到废水排放标准,则进入MAP再次沉淀池,加入憐酸氨二钢、氯化 儀或天然儀矿的般烧副产物氧化儀,反应条件与上述步骤相同:调节废水抑=8. 5~9. 5, 揽拌反应30min,然后静置沉淀1~1.化;生成的沉淀物由反应池底部的沉淀出口排出送至 MAP分解室分解,经处理后废水再进入除憐池,操作与上述相同;
[0028] 往MAP分解室中按OH- :NH4+ = 1~1. 2 : 1的摩尔比加入氨氧化钢,控制分解 溫度在60°C~120°C,加热分解2~地,产生的氨气采用氨吸收装置回收成氨水,分解后的 固体传送至分解产物溶解室;
[0029] 按盐酸与MAP分解室中加入的氨氧化钢的摩尔比即化:OH-为0. 8~1. 2加入 盐酸溶解收集的分解产物和除憐池中的沉淀物,揽拌混匀30min后通过加药累返回MP沉 淀池和MP再次沉淀池循环利用。
[0030] 最后经除憐池处理的废水其氨氮总去除率能达到99. 7%,出水可达到二级排放标 准。
[0031] 进一步的,除憐池中加入的儀盐为氯化儀或硫酸儀中的一种或两种混合物。
[0032] 进一步的,步骤(1)中微波福照频率为2450MHz或915MHz、微波功率为5~30KW、 微波福照时间为1~500s。
[0033] 进一步的,步骤(5)所述的反硝化生物滤池采用连续运行方式,污水在反硝化生 物滤池中的停留时间为化~14h,反硝化生物滤池的水力负荷为1. 5~2.Sm3/(m2 •d),滤 速为IOmA~18m/h。
[0034] 进一步的,定期对反硝化生物滤池进行反冲洗。 阳0对有益效果
[0036] 高效简单、成本低,不造成二次污染,不受环境因素干扰,处理后出水中氨氮和总 氮可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) -级A标准。
具体实施方式
[0037] 实施例1 :收集某石化企业含高浓度氨氮的废水,然后按照W下步骤进行处理: 阳03引 (1)微波福照混凝沉淀,高浓度氨氮废水加入一定量的化0H,并调节抑值为11~ 13,在碱性条件下絮凝剂和混凝剂进行混凝沉淀,沉淀后得上清液;
[0039] (2)随后将步骤(1)所得上清液通入吹脱塔;吹脱塔的顶部设置有喷淋器,塔体 内中部设有多层填料层,所述填料为:陶粒、活性炭、焦炭、石英砂、无烟煤或沸石粒状填料; 拉西环、鲍尔环、塑料球形填料、半软性填料或弹性立体填料;废水经喷淋器形成细液流流 经填料层;同时在塔底曝气口通过鼓风机送入空气,使在填料表面进行气液接触;然后让 吹脱尾气进入盛有废盐酸或废硫酸吸收液的吸收池,W吸收掉部分氨氮;
[0040] 所述填料层设置在吹脱塔的中部,由水平的填料支架支撑,填料支架为筛板状,填 料支架上堆放上述填料;筛板下面的吹脱塔一个侧壁设有送气口,送气口通过管道与鼓风 机的出风口连接;
[0041] (3)憐酸锭儀(MA巧热解产物连续循环沉氨处理
[0042] 将步骤似的出水引入MAP反应池,在该池的上部加料口投加憐酸氨二钢、氯化儀 或天然儀矿的般烧副产物氧化儀;使Mg:N:P的摩尔比为1.2 : 1 : 1;同时打开MAP 反应池上部设有的揽拌器,W-定的揽拌速度进行揽拌,使其反应;此时保持其抑值在9~ 10. 3之间;然后静置30分钟至1小时,使生成的憐酸锭儀沉淀;该沉淀物可由反应池底部 的沉淀出口处排出;然后MAP沉淀出水进入反硝化生物滤池处理; 阳043] MAP沉淀法
[0044] 主要是利用W下化学反应:
[0045] Mg2++NH/+P〇43 =MgNH4PO4
[0046] (4)余下的少量氨氮用反硝化生物滤池、膜滤池脱氮
[0047] 设有依序前后排列和连通的反硝化生物滤池、膜滤池;所述反硝化生物滤池填料 采用密度> 1.0的重质滤料,反硝化生物滤池的进水管与步骤(4)中所述二沉池的出水管 连通,该进水管上设有流量可调变频累,反硝化生物滤池内水流方向为由下至上的上流式; 设有碳源箱、可调流量变频投加累及管路,该碳源投加的管路与反硝化生物滤池的进水管 路连通;所述膜滤池采用中空纤维超滤膜,该超滤膜孔径0. 02ym,采用完全浸没式抽吸负 压产水,经过管道通入清水池,最后经处理的废水其氨氮总去除率能达到99. 7%,出水可达 到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) -级A标准。
[0048] 经取样测量计算可得去除结果如下:
[0049] 表 1 单位(mg/L) 阳化0]
Figure CN102910788BD00071
阳化3] 进一步的,还可W用如下步骤实现:
[0054] (1)混凝沉淀,高浓度氨氮废水加入一定量的化0H,并调节PH值为11~13,同 时进行微波福照,在碱性条件下絮凝剂和混凝剂进行混凝沉淀,沉淀后得上清液;所述混 凝剂采用聚二甲基二締丙基氯化锭、聚合氯化侣,硫酸侣、氯化铁的混合物,其混合比例为 3 : 2 : 1 : 1,用量为 20 ~150mg/L; 阳化5] (2)随后将步骤(1)所得上清液通入吹脱塔;吹脱塔的顶部设置有喷淋器,塔体 内中部设有多层填料层,所述填料为:陶粒、活性炭、焦炭、石英砂、无烟煤或沸石粒状填料; 拉西环、鲍尔环、塑料球形填料、半软性填料或弹性立体填料;废水经喷淋器形成细液流流 经填料层;同时在塔底曝气口通过鼓风机送入空气,使在填料表面进行气液接触;然后让 吹脱尾气进入盛有废盐酸或废硫酸吸收液的吸收池,W吸收掉部分氨氮;
[0056]所述填料层设置在吹脱塔的中部,由水平的填料支架支撑,填料支架为筛板状,填 料支架上堆放上述填料;筛板下面的吹脱塔一个侧壁设有送气口,送气口通过管道与鼓风 机的出风口连接;
[0057] (3)憐酸锭儀(MA巧热解产物连续循环沉氨处理 阳05引将步骤似的出水引入MAP反应池,在该池的上部加料口投加憐酸氨二钢、氯化儀 或天然儀矿的般烧副产物氧化儀;调节废水抑=8. 5~9. 5,揽拌反应30min,然后静置沉 淀1~1. 5h,生成的沉淀物从由反应池底部的沉淀出口排出,经脱水后送至MAP分解室分 解;
[0059] 根据MAP沉淀池出水氨氮浓度,若浓度达到废水排放标准,则出水直接进入除憐 池,通过加入儀盐去除余憐,处理后废水从废水出口排放,生成的沉淀物由反应池底部的沉 淀出口排出,经脱水后送至分解产物溶解室溶解;
[0060] 倘若浓度尚未达到废水排放标准,则进入MAP再次沉淀池,加入憐酸氨二钢、氯化 儀或天然儀矿的般烧副产物氧化儀,反应条件与上述步骤相同:调节废水抑=8. 5~9. 5, 揽拌反应30min,然后静置沉淀1~1.化;生成的沉淀物由反应池底部的沉淀出口排出送至 MAP分解室分解,经处理后废水再进入除憐池,操作与上述相同;
[0061] 往MAP分解室中按OH- :NH4+ = 1~1. 2 : 1的摩尔比加入氨氧化钢,控制分解 溫度在60°C~120°C,加热分解2~地,产生的氨气采用氨吸收装置回收成氨水,分解后的 固体传送至分解产物溶解室; 阳06引按盐酸与MAP分解室中加入的氨氧化钢的摩尔比即化:OH-为0.8~1. 2加入 盐酸溶解收集的分解产物和除憐池中的沉淀物,揽拌混匀30min后通过加药累返回MP沉 淀池和MP再次沉淀池循环利用。
[0063] 最后经除憐池处理的废水其氨氮总去除率能达到99. 7%,出水可达到二级排放标 准。
[0064] 进一步的,除憐池中加入的儀盐为氯化儀或硫酸儀中的一种或两种混合物。 阳0化]进一步的,步骤(1)中微波福照频率为2450MHz或915MHz、微波功率为5~30KW、 微波福照时间为1~500s。
[0066]进一步的,步骤(5)所述的反硝化生物滤池采用连续运行方式,污水在反硝化生 物滤池中的停留时间为化~1地,反硝化生物滤池的水力负荷为1. 5~2. 8m3/(m2 •(!),滤 速为IOmA~ISmA。饥V-N 阳067] 进一步的,定期对反硝化生物滤池进行反冲洗。
[0068] 经测量计算取样可得去除结果如下:
[0069]表 3
Figure CN102910788BD00081
阳071] 出水可达国家污水综合排放标准(GB8978-1996) -级标准。
[0072] 应当注意,本实施例中所设及的数值范围都可W实现,篇幅所限,在此不进行端点 和中间值的列举。
[0073] 最后应说明的是:W上实施例仅用W说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然 可W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替 换;而运些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。

Claims (1)

1. 一种废水深度脱氮工艺,其特征在于具体步骤如下: (1) 混凝沉淀,高浓度氨氮废水加入一定量的NaOH,并调节pH值为11~13,同时 进行微波辐照,在碱性条件下絮凝剂和混凝剂进行混凝沉淀,沉淀后得上清液;所述混凝 剂采用聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚合氯化铝,硫酸铝、氯化铁的混合物,其混合比例为 3 : 2 : 1 : 1,用量为 20 ~150mg/L; (2) 随后将步骤(1)所得上清液通入吹脱塔;吹脱塔的顶部设置有喷淋器,塔体内中部 设有多层填料层,所述填料为:陶粒、活性炭、焦炭、石英砂、无烟煤或沸石粒状填料;拉西 环、鲍尔环、塑料球形填料、半软性填料或弹性立体填料;废水经喷淋器形成细液流流经填 料层;同时在塔底曝气口通过鼓风机送入空气,使在填料表面进行气液接触;然后让吹脱 尾气进入盛有废盐酸或废硫酸吸收液的吸收池,以吸收掉部分氨氮; 所述填料层设置在吹脱塔的中部,由水平的填料支架支撑,填料支架为筛板状,填料支 架上堆放上述填料;筛板下面的吹脱塔一个侧壁设有送气口,送气口通过管道与鼓风机的 出风口连接; (3) 磷酸铵镁(MAP)热解产物连续循环沉氨处理 将步骤(2)的出水引入MAP沉淀池,在该池的上部加料口投加磷酸氢二钠、氯化镁或 天然镁矿的煅烧副产物氧化镁;调节废水pH= 8. 5~9. 5,搅拌反应30min,然后静置沉淀 1~1. 5h,生成的沉淀物从沉淀池底部的沉淀出口排出,经脱水后送至MAP分解室分解; 根据MAP沉淀池出水氨氮浓度,若浓度达到废水排放标准,则出水直接进入除磷池,通 过加入镁盐去除余磷,处理后废水从废水出口排放,生成的沉淀物由反应池底部的沉淀出 口排出,经脱水后送至分解产物溶解室溶解; 倘若浓度尚未达到废水排放标准,则进入MAP再次沉淀池,加入磷酸氢二钠、氯化镁或 天然镁矿的煅烧副产物氧化镁,反应条件与上述步骤相同:调节废水pH= 8. 5~9. 5,搅拌 反应30min,然后静置沉淀1~1. 5h;生成的沉淀物由沉淀池底部的沉淀出口排出,经脱水 后送至MAP分解室分解,经处理后废水再进入除磷池,操作与上述相同; 往MAP分解室中按OH:NH4+=1~1.2 : 1的摩尔比加入氢氧化钠,控制分解温度 在60°C~120°C,加热分解2~4h,产生的氨气采用氨吸收装置回收成氨水,分解后的固体 传送至分解产物溶解室; 按盐酸与MAP分解室中加入的氢氧化钠的摩尔比即H+ : 0H为0. 8~1. 2加入盐酸溶 解收集的分解产物和除磷池中的沉淀物,搅拌混匀30min后通过加药栗返回MAP沉淀池和 MAP再次沉淀池循环利用; 最后经除磷池处理的废水其氨氮总去除率能达到99. 7%,出水达到二级排放标准;除 磷池中加入的镁盐为氯化镁或硫酸镁中的一种或两种混合物;步骤(1)中微波辐照频率为 2450MHz或915MHz、微波功率为5~30KW、微波辐照时间为1~500s。
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