CN105217901A - 一种废水生化脱总氮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废水生化脱总氮的方法，该方法步骤包括一级预混处理、兼氧处理、好氧处理、复合脱氮处理和沉淀处理，所述复合脱氮处理包括二级预混处理、脱氮处理和曝气处理。该方法适用的待处理废水为原水，无配水稀释，原水主要水质指标如下：CODcr≤10000mg/L、氨氮≤800mg/L、总氮≤1000mg/L，pH为6～9。经过该方法处理得到的生化水，其CODcr去除率可达92～95%、氨氮去除率达99%以上、总氮去除率达95%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水的生化处理方法，更具体地说，它涉及一种废水生化脱总氮的方法。
背景技术
随着工农业生产的发展，废水排放量及类型越来越多，水体污染越来越严重，特别是由于废水中的氮元素引起的富营养化和水华现象愈加明显。因此，各国对废水特别是其含氮物质均作出了严格的排放标准。例如我国焦化行业执行的《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012，其限定主要污染物排放限值为CODcr：80mg/L、氨氮：10mg/L、总氮：20mg/L；煤制气与煤制油行业至今还没有明确的排放标准，其中对环保要求较严格的企业主要执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一级A标，其中主要污染物排放限值为CODcr：50mg/L、氨氮：5mg/L、总氮：15mg/L。
按处理方式和污染物的形态的变化，废水的处理方法可分为物理法、化学法和生化法，工业上普遍采用以生化处理为核心的组合工艺方法。生化处理方法一般采用缺氧-好氧处理工艺，但常规的缺氧-好氧处理工艺中总氮（包括氨氮和有机氮）的降解能力有限，出水难以达标排放。
目前，申请公布号为CN103288299A的中国专利公开了一种煤化工废水的生化处理方法，该方法步骤包括预处理、厌氧处理、一级好氧处理、缺氧处理、二级好氧处理、混凝沉淀和砂滤，经该方法处理后的出水水质COD≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，硫化物≤1mg/L，氰化物≤0.5mg/L，悬浮物≤70mg/L，单元酚浓度50-200mg/L，氨氮浓度100-250mg/L。这种方法虽然在一定程度上可以处理废水，但其处理效果不甚理想，其出水中氨氮和总氮浓度均无法达到排放标准。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种CODcr去除率可达92～95%、氨氮去除率达99%以上、总氮去除率达95%以上的废水生化脱总氮的方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种废水生化脱总氮的方法，该方法步骤包括一级预混处理、兼氧处理、好氧处理、复合脱氮处理和沉淀处理，所述复合脱氮处理包括二级预混处理、脱氮处理和曝气处理。
在常规的缺氧-好氧处理工艺中，缺氧处理和好氧处理过程直接过渡，或在缺氧处理和好氧处理之间添加沉淀池进行沉淀处理：前者导致前置处理的出水影响甚至破坏后置处理的处理环境，最终破坏后置处理的速度和效力，且微生物存在调整期和休整期，未能发挥最佳作用；后者添加的沉淀处理所需的沉淀池一般占地较大，且其处理效果没有明显增强。
本发明的一种废水生化脱总氮的方法，其步骤包括一级预混处理、兼氧处理、好氧处理、复合脱氮处理和沉淀处理，所述复合脱氮处理包括二级预混处理、脱氮处理和曝气处理。
兼氧处理和脱氮处理均在缺氧环境中进行，本发明在兼氧处理和脱氮处理之前均设有预混处理的过程，且一级预混处理的环境和兼氧处理的环境相同，二级预混处理的环境和脱氮处理的环境相同。在进入兼氧处理前，待处理的废水需要先进行一级预混处理，其可在一级预混处理的过程中进行调整其水温、pH、溶解氧、MLVSS等条件，使其和兼氧处理的环境基本保持相同，保证兼氧处理的效力和速度。在进入脱氮处理前，好氧处理后的出水需要先进行二级预混处理，其可在二级预混处理的过程中进行调整其水温、pH、溶解氧、MLVSS等条件，使其和脱氮处理的环境基本保持相同，保证脱氮处理的效力和速度。两次预混处理中，除了可以调整其水温、pH、溶解氧、MLVSS等条件外，还能根据处理需求及时补充和调整各组分，保证生化处理的长久、高效进行。
使用该方法处理废水，CODcr去除率可达92～95%、氨氮去除率达99%以上、总氮去除率达95%以上。
作为优选，所述一级预混处理是将待处理废水、好氧处理后的回流硝化液和沉淀处理后的回流污泥混合的阶段，其出水进入兼氧处理；所述兼氧处理是反硝化反应的阶段，其出水进入好氧处理；所述好氧处理是大部分有机物及氨氮降解的阶段，其末端硝化液回流至预混处理，其出水进入二级预混处理；所述二级预混处理是将其进水与外加的其它碳源物质混合的阶段，其出水进入脱氮处理；所述脱氮处理是反硝化反应的阶段，其出水进入曝气处理；所述曝气处理是剩余有机物降解的阶段，其出水进入沉淀处理；所述沉淀处理是泥水分离的阶段，其底部污泥回流至一级预混处理，其上清液为生化系统出水。
本发明的一级预混处理是将待处理废水、好氧处理后的回流硝化液和沉淀处理后的回流污泥混合的阶段，其出水进入兼氧处理。好氧处理后的回流硝化液中含有硝酸盐和亚硝酸盐，沉淀处理后的回流污泥中含有微生物和部分未分解的有机物，将待处理废水和回流硝化液和回流污泥在一级预混处理时混合，可以使待处理废水中的高浓度有机物迅速被回流污泥吸附，且其中分散有硝酸盐和亚硝酸盐，为下一步的兼氧处理作好准备。将硝化液和污泥回流处理，循环处理，生化处理能力特别是生化脱氮的能力得到很大的提高，还能减少占地面积，有利于生产应用。
本发明的兼氧处理是反硝化反应的阶段，其出水进入好氧处理。兼氧处理时，在缺氧条件下，利用反硝化菌利用待处理废水中的有机碳源和外加的碳源物质作为电子供体，将已在一级预混处理中混合的待处理废水及回流硝化液中的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气；同时将废水中难降解大分子有机物进行水解，提高废水可生化性。
本发明的好氧处理是大部分有机物及氨氮降解的阶段，其末端硝化液回流至预混处理，其出水进入二级预混处理。好氧处理时，在有氧条件下，氨氮被硝化细菌氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，在这过程中大部分有机物及氨氮降解，废水中较难分解的氨氮等降解效果明显。同时，该过程中产生的末端硝化液中含有大量的硝酸盐和亚硝酸盐，将末端硝化液回流至兼氧处理中，可通过兼氧处理将硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气，还能避免硝化反应中的NO2 -的积累对硝化反应的抑制，加快硝化反应的速度，最终提高总氮降解的能力。
且先兼氧处理后好氧处理的顺序可以降低处理成本和加快处理效率，兼氧处理是反硝化过程，其可利用废水中的有机物作为碳源，无需添加外加的碳源物质，来实现硝酸盐和亚硝酸盐等的降解，同时还能处理部分废水中的有机物；若先好氧处理再兼氧处理，可能存在碳源不足导致反硝化速率慢的情况。同时，兼氧处理能处理更高污染浓度的废水，先兼氧处理后好氧处理的顺序能满足更高度的污染的水质需求。两者在多方面表现为互补：硝化反应的产物可直接成为反硝化反应的底物，避免了硝化过程中的NO2 -的积累对硝化反应的抑制，加快硝化反应的速度，还可以有效利用废水中有机碳源进行反硝化；而且也不需外加动力进行硝化液循环；反硝化反应增加的碱度补充硝化反应减少的碱度，使系统内的pH值相对稳定。
本发明的二级预混处理是将其进水与外加的其它碳源物质混合的阶段，其出水进入脱氮处理。因为脱氮处理也是反硝化反应阶段，其需要碳源来进行进一步的反应，在二级预混处理中添加其他碳源物质，可以保证下步反应的高效进行。
所述脱氮处理是反硝化反应的阶段，其出水进入曝气处理。脱氮处理利用其反硝化反应，将残留的硝酸盐和亚硝酸盐脱去，高效脱除废水总氮。
本发明的曝气处理是剩余有机物降解的阶段，其出水进入沉淀处理。通过废水中剩余有机物与微生物的共代谢作用好氧降解废水难降解性有机物。
本发明的沉淀处理是泥水分离的阶段，其底部污泥回流至一级预混处理，其上清液为生化系统出水。泥水分离，沉淀处理后的回流污泥中含有微生物和部分未分解的有机物，将其回流至兼氧处理中，多次处理，提高处理效力，同时回收利用微生物。
作为优选，所述一级预混处理和兼氧处理均在兼氧池内进行，其水温为15～40℃，pH为6～9，溶解氧0.2～0.5mg/L且MLVSS为3～6g/L；所述好氧处理在好氧池内进行，其水温为15～40℃，pH为7～8，溶解氧为2～7mg/L且MLVSS为3～5g/L；所述二级预混处理是在复合脱氮池的二级预混区内进行；所述脱氮处理在复合脱氮池的脱氮处理区内进行，其水温为15～40℃，pH为6～8，溶解氧0.2～0.5mg/L且MLVSS在3～4g/L；所述曝气处理是在复合脱氮池的曝气处理区内进行，其水温为15～40℃，pH为6～8，溶解氧为2～4mg/L且MLVSS为3～4g/L。
温度过低，大部分微生物活力低，出水COD和氨氮等会升高；温度过高，处理氰化物的微生物活力被抑制，出水氰化物会升高，且有可能会因为高温导致微生物失效：研究发现水温在15～40℃，本方法处理效果最佳，且不同处理之间条件控制参数相似则易调整；同时水温在15～40℃的本方法处理的效果相差不大。
溶解氧0.2～0.5mg/L时，有利于反硝化反应；而溶解氧为2～7mg/L和2～4mg/L时，有利于好氧微生物的作用。
当pH值低于6.0或高于8.0时，反硝化和硝化均会受到抑制。在兼氧处理时，反硝化过程中会产生碱度，这有助于把pH值保持在6～9范围内，在这个pH下的反硝化反应能保持一定的速度和效力。兼氧处理之后的好氧处理，在兼氧处理及其条件控制，其在pH为7～8下具有较好的处理效果。在复合脱氮处理中，pH为7～8下具有最佳的处理效果。
在本发明的MLVSS下，微生物处理废水的能力强且速度快，同时在长期内仍能保持一定的效力。
作为优选，所述好氧处理中，硝化液回流比为1：1～1：3；所述沉淀处理中，污泥回流量为50～100%。
在较高硝化液回流比条件下,对污染物的去除能力增强，好氧处理中，硝化液回流比为1：1～1：3，其能兼顾处理废水的效率和污染物的去除能力。
沉淀处理中，在污泥回流量为100%时，脱氮除磷效果最好，污泥回流量在50%时其脱氮除磷效果较好，污泥回流量为50～100%时，能兼顾能耗和脱氮除磷的效果。
作为优选，所述其它碳源物质为生活污水、含甲醇废水、葡萄糖、淀粉、甲醇或白糖中的至少一种；所述其他碳源物质投入量按复合脱氮池进水的BOD5/TN≥4计算。
补充合适的碳源，有利于脱氮处理的高效开展。
作为优选，所述兼氧池、好氧池和复合脱氮池内均投放有有效池容1～4%的微生物和0.5～2%的活性炭载体；所述活性炭载体粒径为200～500目。
能投加活性炭作为微生物载体，提高污泥絮凝性能。
活性炭载体粒径为200～500目，吸附能力强。
作为优选，所述二级预混处理采用水力搅拌，处理时间为0.1～2h。
使充分混合，有利于下步反应。
作为优选，所述待处理废水为原水，无配水稀释，原水主要水质指标如下：CODcr≤10000mg/L、氨氮≤800mg/L、总氮≤1000mg/L，pH为6～9。
兼氧处理和好氧处理结合，其适用于CODcr≤10000mg/L、氨氮≤800mg/L、总氮≤1000mg/L，pH为6～9的高污染废水。该方法处理的废水无需配水稀释，使工艺简单有效。
作为优选，所述微生物包括硝化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌、芽孢杆菌、光合菌、聚磷菌；所述硝化细菌选自硝化杆菌、硝化球菌、硝化螺菌中的至少一种；所述亚硝化细菌选自亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、亚硝化球菌、亚硝化叶菌中的至少一种；所述反硝化细菌选自反硝化杆菌、斯氏杆菌、中的至少一种；所述芽孢杆菌选自枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌中的至少一种；所述光合菌包括桃红荚硫菌和球形红假单胞菌；所述聚磷菌包括反硝化聚磷菌和好氧聚磷菌。
作为优选，所述微生物由硝化细菌10%wt～20%wt、亚硝化细菌10%wt～30%wt、反硝化细菌20%wt～40%wt、芽孢杆菌10%wt～20%wt、光合菌5%wt～10%wt和聚磷菌5%wt～10%wt组成。
采用完整的微生物系统，能同时满足各处理过程。
微生物耐受污染物浓度高，耐冲击能力强，原水无需配水稀释，直接进行生化系统，减少企业工业水用量与废水处理站单位产品排污量，排水量小更容易被企业内部消耗，从而实现废水零排放。
微生物系统由于其食物链完整，所以具有泥龄长（可达到150天以上）、容积负荷高的特点，能够使硝化菌在生物系统中形成优势菌，从而保证较常规系统有更好、更彻底的脱氮效果，同时可大大减少反应时间和反应器容积，降低一次性投资成本，剩余污泥产量少，是常规活性污泥的1/10或更少，可大大降低所需的污泥处置费用，且投加为一次性投加接种，系统调试完成后无须补加。
通过采用上述技术方案，具有以下有益效果：
1.使用该方法处理废水，CODcr去除率可达92～95%、氨氮去除率达99%以上、总氮去除率达95%以上。
2．缺氧处理之前添加有预混处理步骤，其可调整水温、pH、溶解氧、MLVSS等条件，使不同处理之间的参数基本保持相同，避免微生物在缺氧处理时的调整期和休整期，兼氧处理的效力和速度得到有效提高；同时，预混处理时，还能根据需求及时补充和调整各组分，保证生化处理的长久、高效进行。
3.微生物系统由于其食物链完整，所以具有泥龄长（可达到150天以上）、容积负荷高的特点，能够使硝化菌在生物系统中形成优势菌，从而保证较常规A/O系统有更好、更彻底的脱氮效果，同时可大大减少反应时间和反应器容积，降低一次性投资成本，剩余污泥产量少，是常规活性污泥的1/10或更少，可大大降低所需的污泥处置费用，且投加为一次性投加接种，系统调试完成后无须补加。
4.产生剩余污泥产量少，是常规活性污泥的1/10或更少，可大大降低所需的污泥处置费用。
5.工艺流程简单，整个生化系统各生化池之间不设沉淀池，采用单套的污泥系统，节省占地面积。
6.85%以上的总氮采用原水中有机物反硝化脱除，10%的总氮采用外加碳源脱除，碳源来源多，投加量少，且外加碳源利用率高，C/N≧4即可，解决了其它工艺碳源投加量多或内源反硝化效率低的问题。
具体实施方式
本发明进一步参考以下实施例限定，所述实施例描述本发明的废水生化脱氮的方法。对本领域技术人员显而易见的是，对于材料和方法两者的许多改变可在不脱离本发明范围的情况下实施。
实施例一
本实施例的待处理废水为煤制气废水，其废水生化脱总氮的方法如下：
（1）在兼氧池（A池）、好氧池（O池）与复合脱氮池（AN池）池内分别投加占各池体有效池容1～4%的微生物与0.5～2%的活性炭载体；
（2）待处理的煤化工废水通过进水管道进入兼氧池（A池）内的一级预混处理区，与好氧池（O池）的回流硝化液及沉淀池的回流污泥充分混合，废水中高浓度有机物迅速被回流污泥吸附，为下一步处理作好准备；
（3）一级预混处理区的废水进入兼氧池（A池）的兼氧处理区，微生物充分利用其吸附的有机物，发生反硝化反应，同时将废水中难降解大分子有机物进行水解，提高废水可生化性；
（4）兼氧池（A池）出水进入好氧池（O池），在池内大部分有机物及氨氮被降解，好氧池（O池）末端硝化液回流至兼氧池（A池）混合区，出水进入复合脱氮池（AN池）；
（5）复合脱氮池（AN池）池内分为二级预混区、脱氮处理区及曝气处理区，废水首先在二级预混区与外加的工业级葡萄糖混合，利用处于饥饿状态的微生物迅速吸附碳源有机物，出水进入脱氮处理区；脱氮处理区内微生物利用充足的碳源快速反硝化，高效脱除废水总氮，后出水进入曝气处理区；曝气处理区内，通过废水中剩余有机物与微生物的共代谢作用好氧降解废水难降解性有机物；
（6）复合脱氮池（AN池）出水进入沉淀池，废水在沉淀池内泥水分离，底部污泥回流至兼氧池（A池）混合区，上清液为生化系统出水。
兼氧池，水温控制在15～40℃，pH控制6～9，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～6g/L。
好氧池，水温控制在15～40℃，pH控制7～8，溶解氧2～7mg/L，MLVSS在3～5g/L。
复合脱氮池的脱氮处理区，采用机械搅拌，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～4g/L。
复合脱氮池的曝气处理区，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧2～4mg/L，MLVSS在3～4g/L。
好氧池处理中，硝化液回流比为1:2。
沉淀处理中，污泥回流量为100%。
所述的复合脱氮池的二级预混区，采用水力搅拌，处理时间为0.5h。待处理废水总处理时间：90h。
所述的活性炭载体粒径为200～500目。
所述微生物由硝化杆菌10%wt、硝化球菌5%wt、硝化螺菌5%wt、亚硝化单胞菌5%wt、亚硝化叶菌5%wt、反硝化杆菌20%wt、斯氏杆菌20%wt、枯草芽孢杆菌5%wt、地衣芽孢杆菌5%wt、桃红荚硫菌5%wt、球形红假单胞菌5%wt、反硝化聚磷菌5%wt和好氧聚磷菌5%wt组成。
工业级葡萄糖的投加量为300ppm。
待处理废水为煤制气废水，其水质为：CODcr3500mg/L、氨氮200mg/L、总氮300mg/L、挥发酚900mg/L、氰化物25mg/L、石油类10mg/L、pH为6～9；其工程水量：2400m3/d；其进行废水处理时为原水投入处理，无配水稀释。
连续运行30天，沉淀池出水CODcr连续保持250mg/L以下，氨氮保持2mg/L以下、总氮保持15mg/L以下，CODcr去除率达到93%，氨氮去除率达到99%，总氮去除率达到95%。
实施例二
本实施例的待处理废水为焦化废水，其废水生化脱总氮的方法如下：
（1）在兼氧池（A池）、好氧池（O池）与复合脱氮池（AN池）池内分别投加占各池体有效池容1～4%的微生物与0.5～2%的活性炭载体；
（2）待处理的煤化工废水通过进水管道进入兼氧池（A池）内的一级预混处理区，与好氧池（O池）的回流硝化液及沉淀池的回流污泥充分混合，废水中高浓度有机物迅速被回流污泥吸附，为下一步处理作好准备；
（3）一级预混处理区的废水进入兼氧池（A池）的兼氧处理区，微生物充分利用其吸附的有机物，发生反硝化反应，同时将废水中难降解大分子有机物进行水解，提高废水可生化性；
（4）兼氧池（A池）出水进入好氧池（O池），在池内大部分有机物及氨氮被降解，好氧池（O池）末端硝化液回流至兼氧池（A池）混合区，出水进入复合脱氮池（AN池）；
（5）复合脱氮池（AN池）池内分为二级预混区、脱氮处理区及曝气处理区，废水首先在二级预混区与外加的工业级甲醇混合，利用处于饥饿状态的
微生物迅速吸附碳源有机物，出水进入脱氮处理区；脱氮处理区内微生物利用充足的碳源快速反硝化，高效脱除废水总氮，后出水进入曝气处理区；曝气处理区内，通过废水中剩余有机物与微生物的共代谢作用好氧降解废水难降解性有机物；
（6）复合脱氮池（AN池）出水进入沉淀池，废水在沉淀池内泥水分离，底部污泥回流至兼氧池（A池）混合区，上清液为生化系统出水。
兼氧池，水温控制在15～40℃，pH控制6～9，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～6g/L。
好氧池，水温控制在15～40℃，pH控制7～8，溶解氧2～7mg/L，MLVSS在3～5g/L。
复合脱氮池的脱氮处理区，采用机械搅拌，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～4g/L。
复合脱氮池的曝气处理区，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧2～4mg/L，MLVSS在3～4g/L。
好氧池处理中，硝化液回流比为1:3。
沉淀处理中，污泥回流量为100%。
所述的复合脱氮池的二级预混区，采用水力搅拌，处理时间为0.5h。待处理废水总处理时间：100h。
所述的活性炭载体粒径为200～500目。
所述微生物由硝化杆菌15%wt、硝化球菌2%wt、硝化螺菌2%wt、亚硝化单胞菌5%wt、亚硝化螺菌3%wt、亚硝化球菌10%wt、亚硝化叶菌2%wt、反硝化杆菌15%wt、斯氏杆菌20%wt、枯草芽孢杆菌8%wt、地衣芽孢杆菌8%wt、桃红荚硫菌2%wt、球形红假单胞菌3%wt、反硝化聚磷菌3%wt和好氧聚磷菌2%wt组成。
工业级甲醇的投加量为180ppm。
待处理废水为焦化废水，其水质为：CODcr5000mg/L、氨氮200mg/L、总氮300mg/L、挥发酚1200mg/L、氰化物25mg/L、石油类15mg/L、pH为6～9；其工程水量：1200m3/d；其进行废水处理时为原水投入处理，无配水稀释。
连续运行30天，沉淀池出水CODcr连续保持350mg/L以下，氨氮保持2mg/L以下、总氮保持15mg/L以下，CODcr去除率达到93%，氨氮去除率达到99%，总氮去除率达到95%。
实施例三
本实施例的待处理废水为煤制油，其废水生化脱总氮的方法如下：
（1）在兼氧池（A池）、好氧池（O池）与复合脱氮池（AN池）池内分别投加占各池体有效池容1～4%的微生物与0.5～2%的活性炭载体；
（2）待处理的煤化工废水通过进水管道进入兼氧池（A池）内的一级预混处理区，与好氧池（O池）的回流硝化液及沉淀池的回流污泥充分混合，废水中高浓度有机物迅速被回流污泥吸附，为下一步处理作好准备；
（3）一级预混处理区的废水进入兼氧池（A池）的兼氧处理区，微生物充分利用其吸附的有机物，发生反硝化反应，同时将废水中难降解大分子有机物进行水解，提高废水可生化性；
（4）兼氧池（A池）出水进入好氧池（O池），在池内大部分有机物及氨氮被降解，好氧池（O池）末端硝化液回流至兼氧池（A池）混合区，出水进入复合脱氮池（AN池）；
（5）复合脱氮池（AN池）池内分为二级预混区、脱氮处理区及曝气处理区，废水首先在二级预混区与外加的工业级甲醇混合，利用处于饥饿状态的
微生物迅速吸附碳源有机物，出水进入脱氮处理区；脱氮处理区内微生物利用充足的碳源快速反硝化，高效脱除废水总氮，后出水进入曝气处理区；曝气处理区内，通过废水中剩余有机物与微生物的共代谢作用好氧降解废水难降解性有机物；
（6）复合脱氮池（AN池）出水进入沉淀池，废水在沉淀池内泥水分离，底部污泥回流至兼氧池（A池）混合区，上清液为生化系统出水。
兼氧池，水温控制在15～40℃，pH控制6～9，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～6g/L。
好氧池，水温控制在15～40℃，pH控制7～8，溶解氧2～7mg/L，MLVSS在3～5g/L。
复合脱氮池的脱氮处理区，采用机械搅拌，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～4g/L。
复合脱氮池的曝气处理区，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧2～4mg/L，MLVSS在3～4g/L。
好氧池处理中，硝化液回流比为1:3。
沉淀处理中，污泥回流量为75%。
所述的复合脱氮池的二级预混区，采用水力搅拌，处理时间为0.5h。待处理废水总处理时间：80h。
所述的活性炭载体粒径为200～500目。
所述微生物由硝化杆菌10%wt、硝化球菌5%wt、硝化螺菌5%wt、亚硝化单胞菌10%wt、亚硝化螺菌5%wt、亚硝化球菌9%wt、反硝化杆菌5%wt、斯氏杆菌15%wt、枯草芽孢杆菌7%wt、地衣芽孢杆菌13%wt、桃红荚硫菌2%wt、球形红假单胞菌6%wt、反硝化聚磷菌3%wt和好氧聚磷菌5%wt组成。
工业级甲醇的投加量为150ppm。
待处理废水为煤制油，其水质为：CODcr2500mg/L、氨氮150mg/L、总氮250mg/L、挥发酚800mg/L、氰化物25mg/L、石油类10mg/L、pH为7～8；其工程水量：3000m3/d；其进行废水处理时为原水投入处理，无配水稀释。
连续运行30天，沉淀池出水CODcr连续保持175mg/L以下，氨氮保持1.5mg/L以下、总氮保持12mg/L以下，CODcr去除率达到93%，氨氮去除率达到99%，总氮去除率达到95%。
实施例四
本实施例的待处理废水为焦化废水，其废水生化脱总氮的方法如下：
（1）在兼氧池（A池）、好氧池（O池）与复合脱氮池（AN池）池内分别投加占各池体有效池容1～4%的微生物与0.5～2%的活性炭载体；
（2）待处理的煤化工废水通过进水管道进入兼氧池（A池）内的一级预混处理区，与好氧池（O池）的回流硝化液及沉淀池的回流污泥充分混合，废水中高浓度有机物迅速被回流污泥吸附，为下一步处理作好准备；
（3）一级预混处理区的废水进入兼氧池（A池）的兼氧处理区，微生物充分利用其吸附的有机物，发生反硝化反应，同时将废水中难降解大分子有机物进行水解，提高废水可生化性；
（4）兼氧池（A池）出水进入好氧池（O池），在池内大部分有机物及氨氮被降解，好氧池（O池）末端硝化液回流至兼氧池（A池）混合区，出水进入复合脱氮池（AN池）；
（5）复合脱氮池（AN池）池内分为二级预混区、脱氮处理区及曝气处理区，废水首先在二级预混区与外加的工业级白糖混合，利用处于饥饿状态的
微生物迅速吸附碳源有机物，出水进入脱氮处理区；脱氮处理区内微生物利用充足的碳源快速反硝化，高效脱除废水总氮，后出水进入曝气处理区；曝气处理区内，通过废水中剩余有机物与微生物的共代谢作用好氧降解废水难降解性有机物；
（6）复合脱氮池（AN池）出水进入沉淀池，废水在沉淀池内泥水分离，底部污泥回流至兼氧池（A池）混合区，上清液为生化系统出水。
兼氧池，水温控制在15～40℃，pH控制6～9，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～6g/L。
好氧池，水温控制在15～40℃，pH控制7～8，溶解氧2～7mg/L，MLVSS在3～5g/L。
复合脱氮池的脱氮处理区，采用机械搅拌，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～4g/L。
复合脱氮池的曝气处理区，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧2～4mg/L，MLVSS在3～4g/L。
好氧池处理中，硝化液回流比为1:1。
沉淀处理中，污泥回流量为50%。
所述的复合脱氮池的二级预混区，采用水力搅拌，处理时间为2h。待处理废水总处理时间：120h。
所述的活性炭载体粒径为200～500目。
所述微生物由硝化杆菌5%wt、硝化螺菌5%wt、亚硝化单胞菌5%wt、亚硝化螺菌5%wt、亚硝化球菌12%wt、反硝化杆菌20%wt、斯氏杆菌10%wt、枯草芽孢杆菌10%wt、地衣芽孢杆菌8%wt、桃红荚硫菌6%wt、球形红假单胞菌4%wt、反硝化聚磷菌5%wt和好氧聚磷菌5%wt组成。
工业级白糖的投加量为350ppm。
待处理废水为焦化废水，其水质为：CODcr7500mg/L、氨氮400mg/L、总氮600mg/L、挥发酚2000mg/L、氰化物25mg/L、石油类15mg/L、pH为7～9；其工程水量：2000m3/d；其进行废水处理时为原水投入处理，无配水稀释。
连续运行30天，沉淀池出水CODcr连续保持200mg/L以下，氨氮保持2mg/L以下、总氮保持15mg/L以下，CODcr去除率达到97%，氨氮去除率达到99%，总氮去除率达到97%。
实施例五
本实施例的待处理废水为煤制气废水，其废水生化脱总氮的方法如下：
（1）在兼氧池（A池）、好氧池（O池）与复合脱氮池（AN池）池内分别投加占各池体有效池容1～4%的微生物与0.5～2%的活性炭载体；
（2）待处理的煤化工废水通过进水管道进入兼氧池（A池）内的一级预混处理区，与好氧池（O池）的回流硝化液及沉淀池的回流污泥充分混合，废水中高浓度有机物迅速被回流污泥吸附，为下一步处理作好准备；
（3）一级预混处理区的废水进入兼氧池（A池）的兼氧处理区，微生物充分利用其吸附的有机物，发生反硝化反应，同时将废水中难降解大分子有机物进行水解，提高废水可生化性；
（4）兼氧池（A池）出水进入好氧池（O池），在池内大部分有机物及氨氮被降解，好氧池（O池）末端硝化液回流至兼氧池（A池）混合区，出水进入复合脱氮池（AN池）；
（5）复合脱氮池（AN池）池内分为二级预混区、脱氮处理区及曝气处理区，废水首先在二级预混区与外加的工业级葡萄糖混合，利用处于饥饿状态的微生物迅速吸附碳源有机物，出水进入脱氮处理区；脱氮处理区内微生物利用充足的碳源快速反硝化，高效脱除废水总氮，后出水进入曝气处理区；曝气处理区内，通过废水中剩余有机物与微生物的共代谢作用好氧降解废水难降解性有机物；
（6）复合脱氮池（AN池）出水进入沉淀池，废水在沉淀池内泥水分离，底部污泥回流至兼氧池（A池）混合区，上清液为生化系统出水。
兼氧池，水温控制在15～40℃，pH控制6～9，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～6g/L。
好氧池，水温控制在15～40℃，pH控制7～8，溶解氧2～7mg/L，MLVSS在3～5g/L。
复合脱氮池的脱氮处理区，采用机械搅拌，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～4g/L。
复合脱氮池的曝气处理区，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧2～4mg/L，MLVSS在3～4g/L。
好氧池处理中，硝化液回流比为1:2。
沉淀处理中，污泥回流量为90%。
所述的复合脱氮池的二级预混区，采用水力搅拌，处理时间为1h。待处理废水总处理时间：100h。
所述的活性炭载体粒径为200～500目。
所述微生物由硝化杆菌5%wt、硝化球菌10%wt、硝化螺菌5%wt、亚硝化单胞菌5%wt、亚硝化球菌5%wt、反硝化杆菌10%wt、斯氏杆菌30%wt、枯草芽孢杆菌5%wt、地衣芽孢杆菌5%wt、桃红荚硫菌5%wt、球形红假单胞菌5%wt、反硝化聚磷菌5%wt和好氧聚磷菌5%wt组成。
工业级葡萄糖的投加量为450ppm。
待处理废水为煤制气废水，其水质为：CODcr10000mg/L、氨氮800mg/L、总氮1000mg/L、挥发酚1200mg/L、氰化物25mg/L、石油类10mg/L、pH为7～8；其工程水量：2800m3/d；其进行废水处理时为原水投入处理，无配水稀释。
连续运行25天，沉淀池出水CODcr连续保持100mg/L以下，氨氮保持2mg/L以下、总氮保持10mg/L以下，CODcr去除率达到99%，氨氮去除率达到99%，总氮去除率达到99%。
实施例六
本实施例的待处理废水为高粱为原料的白酒废水，其废水生化脱总氮的方法如下：
（1）在厌氧池、兼氧池（A池）、好氧池（O池）与复合脱氮池（AN池）池内分别投加占各池体有效池容1～4%的微生物与0.5～2%的活性炭载体；
（2）待处理的煤化工废水通过进水管道进入厌氧池预处理，主要起到处理CODcr的作用；
（3）厌氧预处理结束，则其废水进入兼氧池（A池）内的一级预混处理区，与好氧池（O池）的回流硝化液及沉淀池的回流污泥充分混合，废水中高浓度有机物迅速被回流污泥吸附，为下一步处理作好准备；
（4）一级预混处理区的废水进入兼氧池（A池）的兼氧处理区，微生物充分利用其吸附的有机物，发生反硝化反应，同时将废水中难降解大分子有机物进行水解，提高废水可生化性；
（5）兼氧池（A池）出水进入好氧池（O池），在池内大部分有机物及氨氮被降解，好氧池（O池）末端硝化液回流至兼氧池（A池）混合区，出水进入复合脱氮池（AN池）；
（6）复合脱氮池（AN池）池内分为二级预混区、脱氮处理区及曝气处理区，废水首先在二级预混区与外加的工业级葡萄糖混合，利用处于饥饿状态的微生物迅速吸附碳源有机物，出水进入脱氮处理区；脱氮处理区内微生物利用充足的碳源快速反硝化，高效脱除废水总氮，后出水进入曝气处理区；曝气处理区内，通过废水中剩余有机物与微生物的共代谢作用好氧降解废水难降解性有机物；
（7）复合脱氮池（AN池）出水进入沉淀池，废水在沉淀池内泥水分离，底部污泥回流至兼氧池（A池）混合区，上清液为生化系统出水。
厌氧池，水温控制在15～40℃，pH控制6～9，溶解氧＜0.5mg/L，MLVSS在3～6g/L。
兼氧池，水温控制在15～40℃，pH控制6～9，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～6g/L。
好氧池，水温控制在15～40℃，pH控制7～8，溶解氧2～7mg/L，MLVSS在3～5g/L。
复合脱氮池的脱氮处理区，采用机械搅拌，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～4g/L。
复合脱氮池的曝气处理区，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧2～4mg/L，MLVSS在3～4g/L。
好氧池处理中，硝化液回流比为1:1。
沉淀处理中，污泥回流量为100%。
所述的复合脱氮池的二级预混区，采用水力搅拌，处理时间为0.5h。待处理废水总处理时间：90h。
所述的活性炭载体粒径为200～500目。
所述微生物由硝化杆菌5%wt、硝化球菌10%wt、硝化螺菌5%wt、亚硝化单胞菌5%wt、亚硝化球菌5%wt、反硝化杆菌5%wt、斯氏杆菌25%wt、枯草芽孢杆菌6%wt、地衣芽孢杆菌5%wt、桃红荚硫菌5%wt、球形红假单胞菌5%wt、反硝化聚磷菌7%wt和好氧聚磷菌5%wt组成。
工业级葡萄糖的投加量为400ppm。
待处理废水为高粱为原料的白酒废水，其水质为：CODcr15000mg/L、总氮500mg/L、总磷400mg/L、固体悬浮物SS为2000mg/L；其工程水量：1200m3/d；其进行废水处理时为原水投入处理，无配水稀释。
连续运行15天，沉淀池出水CODcr连续保持100mg/L以下，总氮保持10mg/L以下，总磷保持70mg/L以下，固体悬浮物SS保持70mg/L以下，CODcr去除率达到99%，总氮去除率达到98%。
实施例七
本实施例的待处理废水为牛皮制革废水，其废水生化脱总氮的方法如下：
（1）在兼氧池（A池）、好氧池（O池）与复合脱氮池（AN池）池内分别投加占各池体有效池容1～4%的微生物与0.5～2%的活性炭载体；
（2）待处理的煤化工废水通过进水管道进入兼氧池（A池）内的一级预混处理区，与好氧池（O池）的回流硝化液及沉淀池的回流污泥充分混合，废水中高浓度有机物迅速被回流污泥吸附，为下一步处理作好准备；
（3）一级预混处理区的废水进入兼氧池（A池）的兼氧处理区，微生物充分利用其吸附的有机物，发生反硝化反应，同时将废水中难降解大分子有机物进行水解，提高废水可生化性；
（4）兼氧池（A池）出水进入好氧池（O池），在池内大部分有机物及氨氮被降解，好氧池（O池）末端硝化液回流至兼氧池（A池）混合区，出水进入复合脱氮池（AN池）；
（5）复合脱氮池（AN池）池内分为二级预混区、脱氮处理区及曝气处理区，废水首先在二级预混区与外加的工业级葡萄糖混合，利用处于饥饿状态的微生物迅速吸附碳源有机物，出水进入脱氮处理区；脱氮处理区内微生物利用充足的碳源快速反硝化，高效脱除废水总氮，后出水进入曝气处理区；曝气处理区内，通过废水中剩余有机物与微生物的共代谢作用好氧降解废水难降解性有机物；
（6）复合脱氮池（AN池）出水进入沉淀池，废水在沉淀池内泥水分离，底部污泥回流至兼氧池（A池）混合区，上清液为生化系统出水。
兼氧池，水温控制在15～40℃，pH控制6～9，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～6g/L。
好氧池，水温控制在15～40℃，pH控制7～8，溶解氧2～7mg/L，MLVSS在3～5g/L。
复合脱氮池的脱氮处理区，采用机械搅拌，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～4g/L。
复合脱氮池的曝气处理区，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧2～4mg/L，MLVSS在3～4g/L。
好氧池处理中，硝化液回流比为1:2。
沉淀处理中，污泥回流量为100%。
所述的复合脱氮池的二级预混区，采用水力搅拌，处理时间为1h。待处理废水总处理时间：110h。
所述的活性炭载体粒径为200～500目。
所述微生物由硝化杆菌5%wt、硝化球菌10%wt、硝化螺菌5%wt、亚硝化单胞菌5%wt、亚硝化球菌5%wt、反硝化杆菌5%wt、斯氏杆菌25%wt、枯草芽孢杆菌6%wt、地衣芽孢杆菌5%wt、桃红荚硫菌5%wt、球形红假单胞菌5%wt、反硝化聚磷菌7%wt和好氧聚磷菌5%wt组成。
工业级甲醇的投加量为250ppm。
待处理废水为牛皮制革废水，其水质为：CODcr8000mg/L、总氮600mg/L、氨氮300mg/L、固体悬浮物SS为2000mg/L；其工程水量：2000m3/d；其进行废水处理时为原水投入处理，无配水稀释。
连续运行25天，沉淀池出水CODcr连续保持300mg/L以下，总氮保持20mg/L以下，氨氮保持5mg/L以下，固体悬浮物SS保持70mg/L以下，CODcr去除率达到96%，氨氮去除率达到98%，总氮去除率达到96%。
实施例八
本实施例的待处理废水为某制药废水，其废水生化脱总氮的方法如下：
（1）在厌氧池、兼氧池（A池）、好氧池（O池）与复合脱氮池（AN池）池内分别投加占各池体有效池容1～4%的微生物与0.5～2%的活性炭载体；
（2）待处理的煤化工废水通过进水管道进入厌氧池预处理，主要起到处理CODcr的作用；
（3）厌氧预处理结束，则其废水进入兼氧池（A池）内的一级预混处理区，与好氧池（O池）的回流硝化液及沉淀池的回流污泥充分混合，废水中高浓度有机物迅速被回流污泥吸附，为下一步处理作好准备；
（4）一级预混处理区的废水进入兼氧池（A池）的兼氧处理区，微生物充分利用其吸附的有机物，发生反硝化反应，同时将废水中难降解大分子有机物进行水解，提高废水可生化性；
（5）兼氧池（A池）出水进入好氧池（O池），在池内大部分有机物及氨氮被降解，好氧池（O池）末端硝化液回流至兼氧池（A池）混合区，出水进入复合脱氮池（AN池）；
（6）复合脱氮池（AN池）池内分为二级预混区、脱氮处理区及曝气处理区，废水首先在二级预混区与外加的工业级葡萄糖混合，利用处于饥饿状态的微生物迅速吸附碳源有机物，出水进入脱氮处理区；脱氮处理区内微生物利用充足的碳源快速反硝化，高效脱除废水总氮，后出水进入曝气处理区；曝气处理区内，通过废水中剩余有机物与微生物的共代谢作用好氧降解废水难降解性有机物；
（7）复合脱氮池（AN池）出水进入沉淀池，废水在沉淀池内泥水分离，底部污泥回流至兼氧池（A池）混合区，上清液为生化系统出水。
厌氧池，水温控制在15～40℃，pH控制6～9，溶解氧＜0.5mg/L，MLVSS在3～6g/L。
兼氧池，水温控制在15～40℃，pH控制6～9，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～6g/L。
好氧池，水温控制在15～40℃，pH控制7～8，溶解氧2～7mg/L，MLVSS在3～5g/L。
复合脱氮池的脱氮处理区，采用机械搅拌，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧0.2～0.5mg/L，MLVSS在3～4g/L。
复合脱氮池的曝气处理区，水温控制在15～40℃，pH控制6～8，溶解氧2～4mg/L，MLVSS在3～4g/L。
好氧池处理中，硝化液回流比为1:1。
沉淀处理中，污泥回流量为90%。
所述的复合脱氮池的二级预混区，采用水力搅拌，处理时间为1h。待处理废水总处理时间：100h。
所述的活性炭载体粒径为200～500目。
所述微生物由硝化杆菌5%wt、硝化球菌10%wt、硝化螺菌5%wt、亚硝化单胞菌5%wt、亚硝化球菌10%wt、反硝化杆菌5%wt、斯氏杆菌25%wt、枯草芽孢杆菌6%wt、地衣芽孢杆菌5%wt、桃红荚硫菌5%wt、球形红假单胞菌5%wt、反硝化聚磷菌7%wt和好氧聚磷菌5%wt组成。
工业级葡萄糖的投加量为500ppm。
待处理废水为某制药废水，其水质为：CODcr20000mg/L、总氮700mg/L、氨氮350mg/L、固体悬浮物SS为1000mg/L；其工程水量：2500m3/d；其进行废水处理时为原水投入处理，无配水稀释。
连续运行30天，沉淀池出水CODcr连续保持350mg/L以下，总氮保持20mg/L以下，氨氮保持5mg/L以下，固体悬浮物SS保持70mg/L以下，CODcr去除率达到98%，氨氮去除率达到98%，总氮去除率达到97%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种废水生化脱总氮的方法，其特征在于，该方法步骤包括一级预混处理、兼氧处理、好氧处理、复合脱氮处理和沉淀处理，所述复合脱氮处理包括二级预混处理、脱氮处理和曝气处理。
2.根据权利要求1所述的一种废水生化脱总氮的方法，其特征在于，所述一级预混处理是将待处理废水、好氧处理后的回流硝化液和沉淀处理后的回流污泥混合的阶段，其出水进入兼氧处理；所述兼氧处理是反硝化反应的阶段，其出水进入好氧处理；所述好氧处理是大部分有机物及氨氮降解的阶段，其末端硝化液回流至预混处理，其出水进入二级预混处理；所述二级预混处理是将其进水与外加的其它碳源物质混合的阶段，其出水进入脱氮处理；所述脱氮处理是反硝化反应的阶段，其出水进入曝气处理；所述曝气处理是剩余有机物降解的阶段，其出水进入沉淀处理；所述沉淀处理是泥水分离的阶段，其底部污泥回流至一级预混处理，其上清液为生化系统出水。
3.根据权利要求1所述的一种废水生化脱总氮的方法，其特征在于，所述一级预混处理和兼氧处理均在兼氧池内进行，其水温为15～40℃，pH为6～9，溶解氧0.2～0.5mg/L且MLVSS为3～6g/L；所述好氧处理在好氧池内进行，其水温为15～40℃，pH为7～8，溶解氧为2～7mg/L且MLVSS为3～5g/L；所述二级预混处理是在复合脱氮池的二级预混区内进行；所述脱氮处理在复合脱氮池的脱氮处理区内进行，其水温为15～40℃，pH为6～8，溶解氧0.2～0.5mg/L且MLVSS在3～4g/L；所述曝气处理是在复合脱氮池的曝气处理区内进行，其水温为15～40℃，pH为6～8，溶解氧为2～4mg/L且MLVSS为3～4g/L。
4.根据权利要求1所述的一种废水生化脱总氮的方法，其特征在于，所述好氧处理中，其硝化液回流比为1：1～1：3；所述沉淀处理中，其污泥回流量为50～100%。
5.根据权利要求2所述的一种废水生化脱总氮的方法，其特征在于，所述其它碳源物质为生活污水、含甲醇废水、葡萄糖、淀粉、甲醇或白糖中的至少一种；所述其他碳源物质投入量按复合脱氮池进水的BOD5/TN≥4计算。
6.根据权利要求3所述的一种废水生化脱总氮的方法，其特征在于，所述兼氧池、好氧池和复合脱氮池内均投放有有效池容1～4%的微生物和0.5～2%的活性炭载体；所述活性炭载体粒径为200～500目。
7.根据权利要求1所述的一种废水生化脱总氮的方法，其特征在于，所述二级预混处理采用水力搅拌，处理时间为0.1～2h。
8.根据权利要求2所述的一种废水生化脱总氮的方法，其特征在于，所述待处理废水为原水，无配水稀释，原水主要水质指标如下：CODcr≤10000mg/L、氨氮≤800mg/L、总氮≤1000mg/L，pH为6～9。
9.根据权利要求6所述的一种废水生化脱总氮的方法，其特征在于，所述微生物包括硝化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌、芽孢杆菌、光合菌、聚磷菌；所述硝化细菌选自硝化杆菌、硝化球菌、硝化螺菌中的至少一种；所述亚硝化细菌选自亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、亚硝化球菌、亚硝化叶菌中的至少一种；所述反硝化细菌选自反硝化杆菌、斯氏杆菌中的至少一种；所述芽孢杆菌选自枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌中的至少一种；所述光合菌包括桃红荚硫菌和球形红假单胞菌；所述聚磷菌包括反硝化聚磷菌和好氧聚磷菌。
10.根据权利要求6所述的一种废水生化脱总氮的方法，其特征在于，所述微生物由硝化细菌10%wt～20%wt、亚硝化细菌10%wt～30%wt、反硝化细菌20%wt～40%wt、芽孢杆菌10%wt～20%wt、光合菌5%wt～10%wt和聚磷菌5%wt～10%wt组成。
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