CN103693807A

CN103693807A - 一种基于厌氧氨氧化处理榨菜废水的组合方法

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Publication number: CN103693807A
Application number: CN201310677719.4A
Authority: CN
Inventors: 方芳; 王晗; 曾前松; 李凯; 郭劲松; 陈猷鹏; 杨吉祥; 刘连伟
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2033-12-13
Also published as: CN103693807B

Abstract

本发明公开了一种基于厌氧氨氧化处理榨菜废水的组合方法，榨菜废水首先进入第一调节池进行碱度控制，之后进入ASBBR反应器进行厌氧处理，将有机氮转换为氨氮；ASBBR反应器出水流入第二调节池进行碱度控制后，进入SBR反应器进行半亚硝化，控制SBR反应器出水NO₂ ^--N/NH₄ ⁺-N在1~1.3之间，满足厌氧氨氧化工艺进水需求；SBR反应器出水进入第三调节池进行碱度控制，然后在UASB反应器中进行厌氧氨氧化反应。本发明能很好适应榨菜废水的盐度，并且可同时高效去除榨菜废水中的高浓度有机物和高浓度氮素，能耗低，污泥产量少。

Description

一种基于厌氧氨氧化处理榨菜废水的组合方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术的改进，具体指一种利用ASBBR厌氧-SBR部分亚硝化-UASB厌氧氨氧化组合工艺处理榨菜废水的方法，属于废水生物处理领域。

背景技术

榨菜产业作为三峡库区的特色支柱产业，每年在榨菜加工过程中产生大量高浓度有机物和高浓度氮素的废水。若向库区直接排放未经有效处理的废水，势必会对水体生物、生活饮用水和农业生产用水产生极大危害。

目前针对榨菜废水处理所采用的处理方法主要为物理法、化学法、生物法及几种方法的联合使用。这些榨菜废水处理工艺大多数投资高、耗能大、效率低、处理效果不明显，并且很难做到同时高效去除高浓度有机物和高浓度氮素。为了改变这种状况，现有技术中有发明专利申请201310035689.7公开了一种榨菜废水处理工艺，该方法使废水依次经过格栅→调节池→除磷沉淀池→水解酸化池→接触厌氧池→中间沉淀池→CASS池后达标排放，在去除有机物的同时，具有较高的脱氮功能，但是该方法比较复杂，基建费用高，且不能处理高浓度氮素废水。发明专利申请201310022920.9公开了一种高浓度榨菜废水资源化处理方法，该方法把微生物燃料电池MFC运用于榨菜废水处理中，解决榨菜废水中有机污染物处理效果差及现有技术运行成本高的问题，但是该方法并不能高效去除榨菜废水中的氮素。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提出一种基于厌氧氨氧化处理榨菜废水的组合方法，本方法将厌氧氨氧化技术应用于榨菜废水的处理，能很好适应榨菜废水的盐度，并且可同时高效去除榨菜废水中的高浓度有机物和高浓度氮素，能耗低，污泥产量少。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于厌氧氨氧化处理榨菜废水的组合方法，其特征在于：具体步骤如下：

(1) 榨菜废水首先进入第一调节池进行pH控制，调节pH为6.5～8.0；

(2) 第一调节池出水进入ASBBR反应器进行厌氧处理，控制ASBBR反应器出水COD去除率为80%以上，以将有机氮转换为氨氮；

(3) ASBBR反应器出水进入第二调节池，在第二调节池中进行pH控制，调节pH为7. 0～8. 5；

(4) 第二调节池出水进入SBR反应器，在SBR反应器中实现ASBBR反应器出水的半亚硝化，控制SBR反应器出水NO₂ ^--N/NH₄ ⁺-N在1~1.3之间；

(5) SBR反应器的出水流入第三调节池，在第三调节池中进行pH控制，调节pH为6.5～8.5；

(6) 第三调节池出水进入UASB反应器，在UASB反应器中进行厌氧氨氧化反应，出水排放。

所述榨菜废水COD为3000～6000mg/L，以NaCl含量计的盐度<3.5%，总氮为100～500mg/L。

ASBBR反应器中设有软性或半软性填料，体积填充率为35～45%；有机物容积负荷为1～3kgCOD/(m³·d)；温度控制为25～40℃；每个周期进水0.5～2h，反应10～30h，排水0.5～1h，排水比为1/3～1/2。

SBR反应器控制在半亚硝化阶段，DO浓度<1.0mg/L；温度控制为25～40℃；每个周期进水0.5～1h，反应曝气4～20h，沉淀1～2h，排水0.5～1h，排水比为1/3～1/2。

UASB反应器厌氧运行，容积负荷为200～1000gTN/(m³·d)；温度为25～40℃；水力停留时间0.5～3d；避光运行。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

(1) 能适应榨菜废水的盐度。本方法ASBBR反应器采为生物膜反应器，经过驯化培养，反应器具有很好的耐盐度冲击能力，在高盐度下对有机物有很好的去除效果；SBR和UASB反应器经过良好的培养驯化也能很好地适应盐度，对氮素有很好的去除效果。

(2) 能同时高效地去除榨菜废水中的高浓度有机物和高浓度氮素。本方法在ASSBBR阶段对高浓度有机物有很好的去除效果，COD去除率达到85%以上。在SBR和UASB阶段对高浓度氮素有很好的去除效果，总氮去除率85%以上，氨氮去除率95%以上。

(3) 运行耗能低。本方法的曝气量低，且不需外加有机碳源，因此只需要消耗极少量的电费即可实现装置的运行。

(4) 污泥产量少。本方法ASBBR阶段为生物膜反应器，剩余污泥产量极少。SBR和UASB阶段为亚硝化-厌氧氨氧化工艺，几乎不产生剩余污泥。

附图说明

图1-本发明处理流程示意图。

图2-根据本发明一个实施例的工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明采取厌氧ASBBR-半亚硝化SBR-厌氧氨氧化UASB组合方法处理榨菜废水，可处理盐度（以NaCl计）小于3.5%的榨菜废水，能适应榨菜废水的盐度，并且可同时高效去除榨菜废水中的高浓度有机物和高浓度氮素。

本发明由以下几个步骤构成，可以同时参见图1：

(1) 榨菜废水首先进入第一调节池进行pH控制，调节pH为6.5～8.0，以满足ASBBR反应器进水要求。

(2) 第一调节池出水进入ASBBR反应器进行厌氧处理，控制ASBBR反应器出水COD去除率为80%以上，以将有机氮转换为氨氮。ASBBR反应中设有软性或半软性填料，体积填充率为35～45%；有机物容积负荷为1～3kgCOD/(m³·d)；温度25～40℃；每个周期进水0.5～2h，反应10～30h，排水0.5～1h，排水比为1/3～1/2。

(3) ASBBR反应器出水进入第二调节池，在第二调节池中进行pH控制，调节pH为7.0～8.5，以满足SBR反应器进水要求。

(4) 第二调节池出水进入SBR反应器，在SBR反应器中实现ASBBR出水的半亚硝化，控制SBR反应器出水NO₂ ^--N/NH₄ ⁺-N在1~1.3之间，满足厌氧氨氧化进水需求。SBR反应器控制在半亚硝化阶段。长期控制为低DO浓度，DO<1.0mg/L；按HCO₃ ^-和NH₄ ⁺摩尔比为1～1.5在第二调节池中添加KHCO₃来维持SBR反应器中的碱度，控制进水pH为7.0～8.5；温度控制为25～40℃；每个周期进水0.5～1h，反应曝气4～20h，沉淀1～2h，排水0.5～1h，排水比为1/3～1/2。

(5) SBR反应器的出水流入第三调节池，在第三调节池中进行pH控制，调节pH为6.5～8.5，以满足UASB反应器进水要求。

(6) 第三调节池出水进入UASB反应器，在UASB反应器中进行厌氧氨氧化反应，反应产生的气体通过气体收集装置收集，出水则作为达标水排放。UASB反应器厌氧运行，容积负荷为200～1000gTN/(m³·d)；按HCO₃ ^-和NH₄ ⁺摩尔比为1～1.5在第三调节池中添加KHCO₃来维持UASB反应器中的碱度，控制进水pH为6.5～8.5；温度为25～40℃；水力停留时间0.5～3d；避光运行。

实施例（图2是本实施例的工艺流程示意图）。

ASBBR反应器由塑料制成，总高度45cm，内径36cm，有效容积40L，内设9组长约30cm的半软性纤维填料。反应器采用SBR的运行方式，进水0.5h，反应23h，出水0.5h，pH值为7.0～7.2，温度为30～32℃，HRT为48h，排水比为1/2。在进水容积负荷为2.0kg COD/(m³·d)的条件下，反应器处理盐度为1.6%、COD浓度为3880~4120mg/L的榨菜废水，出水COD浓度为410～445mg/L，COD平均去除率达89.7%；同时出水氨氮和总氮的比值平均为97.6%，氮素主要以氨氮形式存在，满足了后续半亚硝化-厌氧氨氧化脱氮处理榨菜废水的需求。

SBR反应器由有机玻璃制成，总高度50cm，内径18cm，有效容积10L。进出水均由蠕动泵间歇控制；反应器内设置四个曝气头，通过曝气机和气体转子流量计为反应过程提供和控制溶解氧；反应器内放置一个可控温的加热棒，维持反应器内废水温度；磁力搅拌器提供泥水混合动力。反应器运行方式，包括进、出水各0.5h；连续搅拌和曝气9.5h；静置沉淀1.5h。反应器在DO为0.2～0.5mg/L、pH值为7.9～8.2、温度为29～30℃、HRT为24h、排水比为1/2的工况条运行，可以实现对ASBBR厌氧处理榨菜废水的出水稳定的亚硝化处理。在进水氮负荷为0.204 kg NH₄ ⁺-N/(m³·d)的条件下，反应器处理盐度为1.6%、氨氮浓度为190～220mg/L的ASBBR处理出水，出水氨氮浓度≤1mg/L，亚硝氮浓度≥180mg/L，氨氮去除率接近100%，亚硝化率在90%以上，且稳定运行。

UASB反应器由有机玻璃制成，总高度160cm，内径10cm，有效容积12L，其中反应区容积9.65L，沉淀区容积2.35L。配水由蠕动泵连续泵入反应器底部，出水由上部出水口排出，产生的气体由三相分离器分离，经排气管水封排出。装置反应区外部用保温带缠绕，然后用铝箔胶带包裹以达到固定保温带和避光效果，反应器内温度由温控系统控制在（33±1）℃。运行期间HRT控制为24h，进水pH值控制在7.8～8.0。UASB厌氧氨氧化反应器脱氮效率保持高效和稳定，其对总氮的平均去除率高达86.2%。

在本实施例中ASBBR厌氧-SBR部分亚硝化-UASB厌氧氨氧化组合工艺在脱氮处理高有机浓度的榨菜废水中表现出较佳的性能，尤其是对COD和氮素的去除。ASBBR、SBR、UASB的进水容积负荷分别为1.94kg COD/(m³·d)、0.42kg COD/(m³·d)、0.33kg COD/(m³·d)，其出水COD的平均浓度分别为417.1mg/L、331.8mg/L、127.0mg/L，组合工艺可使COD平均浓度由进水的3883mg/L降至127.0mg/L，总去除率平均值为96.7%。ASBBR、SBR、UASB的进水TN容积负荷分别为0.113kg/(m³·d)、0.216kg/(m³·d)、0.209kg/(m³·d)，其出水TN的平均浓度分别为216.2mg/L、209.0mg/L、28.2mg/L，组合工艺可使TN平均浓度由进水的226.4mg/L降至28.2mg/L，总去除率平均值为87.5%。同时，组合工艺可使NH₄ ⁺-N平均浓度由进水的81.9mg/L降至1.4mg/L，总去除率平均值为98.2%；而出水氮素主要是NO₃ ^--N，其平均浓度24.0mg/L。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种基于厌氧氨氧化处理榨菜废水的组合方法，其特征在于：具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的基于厌氧氨氧化处理榨菜废水的组合方法，其特征在于：所述榨菜废水COD为3000～6000mg/L，以NaCl含量计的盐度<3.5%，总氮为100～500mg/L。

3.根据权利要求1或2所述的基于厌氧氨氧化处理榨菜废水的组合方法，其特征在于：ASBBR反应器中设有软性或半软性填料，体积填充率为35～45%；有机物容积负荷为1～3kgCOD/(m³·d)；温度控制为25～40℃；每个周期进水0.5～2h，反应10～30h，排水0.5～1h，排水比为1/3～1/2。

4.根据权利要求1或2所述的基于厌氧氨氧化处理榨菜废水的组合方法，其特征在于：SBR反应器控制在半亚硝化阶段，DO浓度<1.0mg/L；温度控制为25～40℃；每个周期进水0.5～1h，反应曝气4～20h，沉淀1～2h，排水0.5～1h，排水比为1/3～1/2。

5.根据权利要求1或2所述的基于厌氧氨氧化处理榨菜废水的组合方法，其特征在于：UASB反应器厌氧运行，容积负荷为200～1000gTN/(m³·d)；温度为25～40℃；水力停留时间0.5～3d；避光运行。