CN103787501B - 多级缺氧好氧串联生化池及其对制革废水的脱氮方法 - Google Patents

多级缺氧好氧串联生化池及其对制革废水的脱氮方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于皮革污水处理技术领域，特别是涉及一种多级缺氧好氧串联生化池及其对制革废水的脱氮方法。本发明生化池内分为多个条形池，每个条形池内又分为缺氧池区和好氧池区，缺氧池区和好氧池区为多级串联池区，上一级的好氧池区和下一级的缺氧池区之间设置有连通孔，在初级缺氧池区上设有进水管，在末级好氧池区上设有出水管，该出水管与后续沉淀池连通，在末级好氧池区与初级缺氧池区之间设有硝化液回流系统，在后续沉淀池与初级缺氧池区之间设有污泥回流系统。本发明脱氮方法脱氮彻底，效果稳定，尤其适用于高浓度、高氨氮含量的皮革污水处理。

Description

多级缺氧好氧串联生化池及其对制革废水的脱氮方法
技术领域
本发明属于皮革污水处理技术领域，特别是涉及一种多级缺氧好氧串联生化池及其对制革废水的脱氮方法。
背景技术
现有缺氧好氧生化池只有一组缺氧池区和好氧池区，该结构存在脱氮不彻底，效果不稳定，尤其在冬季效果更受到抑制，其出水水质中COD和氨氮含量难以达到国家水质排放标准，因而该单级缺氧好氧生化池结构不适用于高浓度、高氨氮含量的皮革污水的处理。因此，研究一种能够完全适用于皮革污水处理的缺氧好氧生产池，就显得十分必要了。
中国专利CN102126817B公开了一种AO高效脱氮除磷系统，生物池依次设置有一级缺氧区、厌氧区、一级好氧区、二级缺氧区、二级好氧区、三级缺氧区、三级好氧区、四级缺氧区和四级好氧区，该系统为多点进水，各级缺氧区注入污水为进水流量的0~40%，通过提高前面几级的污泥浓度、降低生物池池容来节省工程投资。
中国专利CN101555086B公开了一种皮革废水的生物处理方法，废水预处理后进入第一厌氧处理池进行厌氧硝化和脱氮反应，再进入第一好氧池培养各种微生物，废水再依次进入第二厌氧池、污泥沉淀池、第二好氧池、第三厌氧池，好氧处理池中采用池壁中空夹层曝气。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，提供一种脱氮彻底，效果稳定，尤其适用于高浓度、高氨氮含量的皮革污水处理的多级缺氧好氧串联生化池及其对制革废水脱氮方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种多级缺氧好氧串联生化池，生化池内分为多个条形池，每个条形池内又分为缺氧池区和好氧池区，其中在缺氧池区内至少安装有一台潜水搅拌器，在缺氧池区和好氧池区分别安装有一套带控制阀的曝气管路系统，以控制不同缺氧池区和好氧池区的溶解氧含量，所述缺氧池区和好氧池区为多级串联池区，上一级的好氧池区和下一级的缺氧池区之间设置有连通孔，在初级缺氧池区上设有进水管，在末级好氧池区上设有出水管，该出水管与后续沉淀池连通，在末级好氧池区与初级缺氧池区之间设有硝化液回流系统，在后续沉淀池与初级缺氧池区之间设有污泥回流系统。
所述硝化液回流系统包括硝化液回流管道和末级好氧池区内液面以下设置的水泵。
所述污泥回流系统包括污泥回流管道和后续沉淀池内液面以下设置的水泵。
所述曝气管路系统包括一个进气主管，与每级缺氧池区或好氧池区对应设置的多个进气立管以及与进气立管对应设置的多组进气支管，在进气主管道起始端同时连接有至少一个鼓风机，在进气主管和每个进气立管之间分别设有控制阀，在进气立管末端连通设置有由多个进气支管构成的框型进气支管组，在每个进气支管上设有若干曝气头，每组进气支管通过支架支撑在池内底部。
所述缺氧池区和好氧池区有四级，所述鼓风机有四个。
一种利用上述多级缺氧好氧串联生化池对制革废水的脱氮方法，包括多级串联的缺氧、好氧处理，具体包括以下步骤：
（1）将废水通入多级缺氧好氧串联生化池，与池中的活性污泥混合，并控制各级生化池曝气管路系统的曝气量，使缺氧池区与好氧池区的溶氧量分别为0~2.0 mg/L和0.3~3.0 mg/L；
（2）将末级好氧池区的上层硝化处理液通入后续沉淀池，将下部硝化处理液回流至初级生化池进水口，回流比为100-200%，与原废水混合后再次进入初级生化池；
（3）将后续沉淀池部分沉淀污泥回流至初级生化池进水口，回流比为1：（2.4~2.6），与原废水、回流硝化处理液混合再次进入初级生化池；后续沉淀池中的上层处理液即可排放。
根据上述的脱氮方法，设定四级串联，分别控制各级生化池曝气管路系统的曝气量，使溶氧量如下：第一级缺氧池区0~0.3 mg/L，好氧池区0.3~0.7 mg/L，第二级缺氧池区0.2~0.5 mg/L，好氧池区0.5~1.0 mg/L，第三级缺氧池区0.3~0.5 mg/L，好氧池区0.5~1.2 mg/L，第四级缺氧池区0.3~2.0 mg/L，好氧池区2.0~3.0 mg/L。
根据上述的脱氮方法，控制停留时间为36~48h，活性污泥沉降比SV30为40~50%。
本发明技术方案的有益效果是：
本发明工艺脱氮彻底，效果稳定，尤其适用于高浓度、高氨氮含量的皮革污水处理。本发明多级缺氧好氧串联生化池的进水负荷为：COD 800~1200mg/L，NH3-N 100~150 mg/L，S2- 2.5~3.5 mg/L，pH 6~9；出水水质为COD 80~100 mg/L，NH3-N 6~15 mg/L，S2- 0.25~0.35 mg/L，pH6~9。而同样的进水负荷，现有A/O工艺出水水质COD为100~150 mg/L，NH3-N为40~60 mg/L，S2- 1 mg/L左右。
1、本发明整体结构设计合理，多级缺氧池区和好氧池区首尾串联，根据水质浓度及含氨氮量的不同，可以选择不同的级数的缺氧池区和好氧池区，并且增设有硝化液回流系统和污泥回流系统，这样反复进行缺氧好氧处理，脱氮彻底，效果稳定。
2、本发明所述硝化液回流系统和污泥回流系统分别包括液回流管道和水泵，结构简单，便于实施；所述曝气管路系统包括主管、立管和支管，主管和立管之间分别设有阀门，支管上设有若干曝气头，主管初始端连接有鼓风机，结构设计合理，曝气量大小根据实际需要可以任意调节，操作使用方便，利于推广实施。
3、在工艺方法上，反应条件在缺氧和好氧之间变化，优势菌是以好氧菌为主，部分兼性菌参加反应；由于废水从缺氧段进入，工艺中活性污泥负荷较高，活性污泥经历高絮体负荷阶段，这样有利于絮凝性细菌的生长，提高污泥活性，并通过酶反应快速去除废水中的溶解性易降解底物，从而抑制了丝状细菌的生长和繁殖，避免了污泥膨胀的发生。同时缺氧段处于缺氧环境时，回流污泥存在的少量硝酸盐氮可得到反硝化，反硝化量可达整个系统硝化量的20%。
4、在工艺方法上，好氧在曝气条件下运行，完成含碳有机物和包括氮的去除。通常认为在系统中，氮去除机制与在微生物絮体内由于受扩散限制引起的溶解氧(DO)的浓度梯度有关，这样硝化菌存在于高溶解氧区或正氧化还原点位(OPR)，相反，反硝化菌在溶解氧降低区或负氧化还原点位(OPR)下活性十足。工艺运行中控制供氧强度以及混合液溶解氧的浓度使其从0逐渐上升到3 mg/L左右，这样使活性污泥絮体的外周保持一个好氧环境进行硝化，由于氧在活性污泥絮体内的传递受到限制，而具有较高浓度梯度的硝酸盐则能较好地渗透到絮体内部有效地进行反硝化，另外，该工艺曝气与非曝气交替进行。
5、在结构上，同级生化池内的缺氧、好氧池区之间不设隔断，致使在处理工艺中，可通过调节曝气管路曝气量来分配缺氧、好氧池区比例，根据不同的需求进行脱氮处理。
综上，本发明结构设计合理，脱氮彻底，效果稳定，尤其适用于高浓度、高氨氮含量的皮革污水处理，曝气量大小根据实际需要可以任意调节，各级缺氧、好氧池区比例可以任意调节，操作使用方便，因此，非常适于推广实施。
附图说明
图1为本发明多级缺氧好氧串联生化池的结构示意图之一；
图2为图1所示多级缺氧好氧串联生化池的A-A剖视结构示意图；
图3为图1所示多级缺氧好氧串联生化池的B-B剖视结构示意图；
图4为本发明多级缺氧好氧串联生化池的水流方向示意图；
图中序号：1、缺氧池区，2、好氧池区，3、潜水搅拌器， 5、进水口，6、出水口， 7、后续沉淀池，8、硝化液回流管道，9、水泵，10、污泥回流管道，11、水泵，12、进气主管，13、进气立管，14、进气支管，15、鼓风机，16、控制阀门，17、曝气头，18、支架，19、连通孔。
具体实施方式                                  
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1：
参见图1至图4，图中，本发明多级缺氧好氧串联生化池，生化池内分为多个条形池，每个条形池内又分为缺氧池区1和好氧池区2，其中在缺氧池区内至少安装有一台潜水搅拌器3，在缺氧池区和好氧池区分别安装有一套带控制阀的曝气管路系统，以控制不同缺氧池区和好氧池区的溶解氧含量，所述缺氧池区和好氧池区为多级串联池区，上一级的好氧池区和下一级的缺氧池区之间设置有连通孔19，在初级缺氧池区上设有进水管5，在末级好氧池区上设有出水管6，该出水管与后续沉淀池7连通，在末级好氧池区与初级缺氧池区之间设有硝化液回流系统，在后续沉淀池与初级缺氧池区之间设有污泥回流系统。
所述硝化液回流系统包括硝化液回流管道8和末级好氧池区内液面以下设置的水泵9。
所述污泥回流系统包括污泥回流管道10和后续沉淀池内液面以下设置的水泵11。
所述曝气管路系统包括一个进气主管12，与每级缺氧池区或好氧池区对应设置有四个进气立管13以及与进气立管对应设置有四组进气支管14，在进气主管道起始端同时连接有四个鼓风机15，在进气主管和每个进气立管之间分别设有控制阀门16，在进气立管末端连通设置有由五个进气支管构成的框型进气支管组，在每个进气支管上设有若干曝气头17，每组进气支管通过支架18支撑在池内底部。
实施例2：
利用实施例1多级缺氧好氧串联生化池对制革废水的脱氮方法，包括四级串联的缺氧、好氧处理，具体包括以下步骤：
（1）将废水通入多级缺氧好氧串联生化池，与池中的活性污泥混合，并控制各级生化池的曝气量，使溶氧量达到：第一级缺氧池区0~0.3 mg/L，好氧池区0.3~0.7 mg/L，第二级缺氧池区0.2~0.5 mg/L，好氧池区0.5~1.0 mg/L，第三级缺氧池区0.3~0.5 mg/L，好氧池区0.5~1.2 mg/L，第四级缺氧池区0.3~2.0 mg/L，好氧池区2.0~3.0 mg/L；控制停留时间为48h，活性污泥沉降比SV30为40%。
（2）将末级好氧池区的上层硝化处理液通入后续沉淀池，将下部硝化处理液回流至初级生化池进水口，回流比为100%，与原废水混合后再次进入初级生化池；
（3）将后续沉淀池部分沉淀污泥回流至初级生化池进水口，回流比为1：2.5，与原废水、回流硝化处理液混合再次进入初级生化池；后续沉淀池中的上层处理液即可排放。
实施例3：
利用实施例1多级缺氧好氧串联生化池对制革废水的脱氮方法，包括四级串联的缺氧、好氧处理，具体包括以下步骤：
（1）将废水通入多级缺氧好氧串联生化池，与池中的活性污泥混合，并控制各级生化池的曝气量，使溶氧量达到：第一级缺氧池区0~0.3 mg/L，好氧池区0.3~0.7 mg/L，第二级缺氧池区0.2~0.5 mg/L，好氧池区0.5~1.0 mg/L，第三级缺氧池区0.3~0.5 mg/L，好氧池区0.5~1.2 mg/L，第四级缺氧池区0.3~2.0 mg/L，好氧池区2.0~3.0 mg/L；控制停留时间为44h，活性污泥沉降比SV30为43%。
（2）将末级好氧池区的上层硝化处理液通入后续沉淀池，将下部硝化处理液回流至初级生化池进水口，回流比为120%，与原废水混合后再次进入初级生化池；
（3）将后续沉淀池部分沉淀污泥回流至初级生化池进水口，回流比为1：2.4，与原废水、回流硝化处理液混合再次进入初级生化池；后续沉淀池中的上层处理液即可排放。
实施例4：
利用实施例1多级缺氧好氧串联生化池对制革废水的脱氮方法，包括四级串联的缺氧、好氧处理，具体包括以下步骤：
（1）将废水通入多级缺氧好氧串联生化池，与池中的活性污泥混合，并控制各级生化池的曝气量，使溶氧量达到：第一级缺氧池区0~0.3 mg/L，好氧池区0.3~0.7 mg/L，第二级缺氧池区0.2~0.5 mg/L，好氧池区0.5~1.0 mg/L，第三级缺氧池区0.3~0.5 mg/L，好氧池区0.5~1.2 mg/L，第四级缺氧池区0.3~2.0 mg/L，好氧池区2.0~3.0 mg/L；控制停留时间为40h，活性污泥沉降比SV30为46%。
（2）将末级好氧池区的上层硝化处理液通入后续沉淀池，将下部硝化处理液回流至初级生化池进水口，回流比为150%，与原废水混合后再次进入初级生化池；
（3）将后续沉淀池部分沉淀污泥回流至初级生化池进水口，回流比为1：2.5，与原废水、回流硝化处理液混合再次进入初级生化池；后续沉淀池中的上层处理液即可排放。
实施例5：
利用实施例1多级缺氧好氧串联生化池对制革废水的脱氮方法，包括四级串联的缺氧、好氧处理，具体包括以下步骤：
（1）将废水通入多级缺氧好氧串联生化池，与池中的活性污泥混合，并控制各级生化池的曝气量，使溶氧量达到：第一级缺氧池区0~0.3 mg/L，好氧池区0.3~0.7 mg/L，第二级缺氧池区0.2~0.5 mg/L，好氧池区0.5~1.0 mg/L，第三级缺氧池区0.3~0.5 mg/L，好氧池区0.5~1.2 mg/L，第四级缺氧池区0.3~2.0 mg/L，好氧池区2.0~3.0 mg/L；控制停留时间为36h，活性污泥沉降比SV30为50%。
（2）将末级好氧池区的上层硝化处理液通入后续沉淀池，将下部硝化处理液回流至初级生化池进水口，回流比为200%，与原废水混合后再次进入初级生化池；
（3）将后续沉淀池部分沉淀污泥回流至初级生化池进水口，回流比为1：2.6，与原废水、回流硝化处理液混合再次进入初级生化池；后续沉淀池中的上层处理液即可排放。
表1 实施例2~5处理出水检测数据
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种多级缺氧好氧串联生化池，其特征在于：生化池内分为多个条形池，每个条形池内又分为缺氧池区和好氧池区，其中在缺氧池区内至少安装有一台潜水搅拌器，在缺氧池区和好氧池区分别安装有一套带控制阀的曝气管路系统，以控制不同缺氧池区和好氧池区的溶解氧含量，所述缺氧池区和好氧池区为多级串联池区，上一级的好氧池区和下一级的缺氧池区之间设置有连通孔，在初级缺氧池区上设有进水管，在末级好氧池区上设有出水管，该出水管与后续沉淀池连通，在末级好氧池区与初级缺氧池区之间设有硝化液回流系统，在后续沉淀池与初级缺氧池区之间设有污泥回流系统；
所述曝气管路系统包括一个进气主管，与每级缺氧池区或好氧池区对应设置的多个进气立管以及与进气立管对应设置的多组进气支管，在进气主管道起始端同时连接有至少一个鼓风机，在进气主管和每个进气立管之间分别设有控制阀，在进气立管末端连通设置有由多个进气支管构成的框型进气支管组，在每个进气支管上设有若干曝气头，每组进气支管通过支架支撑在池内底部。
2.根据权利要求1所述的多级缺氧好氧串联生化池，其特征在于：所述硝化液回流系统包括硝化液回流管道和末级好氧池区内液面以下设置的水泵。
3.根据权利要求1所述的多级缺氧好氧串联生化池，其特征在于：所述污泥回流系统包括污泥回流管道和后续沉淀池内液面以下设置的水泵。
4.根据权利要求1所述的多级缺氧好氧串联生化池，其特征在于：所述缺氧池区和好氧池区有四级，所述鼓风机有四个。
5.一种利用上述权利要求1～4之一任意所述的多级缺氧好氧串联生化池对制革废水进行处理的脱氮方法，其特征在于：包括多级串联的缺氧、好氧处理，具体包括以下步骤：
（1）将废水通入多级缺氧好氧串联生化池，与池中的活性污泥混合，并控制各级生化池曝气管路系统的曝气量，使缺氧池区与好氧池区的溶氧量分别为0~2.0 mg/L和0.3~3.0 mg/L；
（2）将末级好氧池区的上层硝化处理液通入后续沉淀池，将下部硝化处理液回流至初级生化池进水口，回流比为100-200%，与原废水混合后再次进入初级生化池；
（3）将后续沉淀池部分沉淀污泥回流至初级生化池进水口，回流比为1：（2.4~2.6），与原废水、回流硝化处理液混合再次进入初级生化池；后续沉淀池中的上层处理液即可排放。
6.根据权利要求5所述的的脱氮方法，其特征在于：生化池设定四级串联，分别控制各级生化池曝气管路系统的曝气量，使溶氧量如下：第一级缺氧池区0~0.3 mg/L，第一级好氧池区0.3~0.7 mg/L，第二级缺氧池区0.2~0.5 mg/L，第二级好氧池区0.5~1.0 mg/L，第三级缺氧池区0.3~0.5 mg/L，第三级好氧池区0.5~1.2 mg/L，第四级缺氧池区0.3~2.0 mg/L，第四级好氧池区2.0~3.0 mg/L。
7.根据权利要求5所述的的脱氮方法，其特征在于：控制生化池停留时间为36~48h，活性污泥沉降比SV30为40~50%。
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