CN106830578A - 多点分散注水三级复合式a/o工艺处理高氨氮废水方法 - Google Patents

多点分散注水三级复合式a/o工艺处理高氨氮废水方法 Download PDF

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Abstract

多点分散注水三级复合式A/O工艺处理高浓度氨氮废水方法，属于环保领域，即高浓度氨氮废水经过预处理后首先进入调节池；出水进入生物处理系统，所述处理系统包括三级串联运行的A/O反应器；按照比例分别分散注入一级A/O反应器、二级A/O反应器和三级A/O反应器，反应器由体积相同的缺氧区和好氧区合建组成；进水采用多点分散式注入方式，其中一级、二级和三级A/O反应器的进水分别是进水总水量的30～40%、20～30%、10～20%，所述的进水位置为三级A/O反应器的缺氧区；处理后废水由二沉池顶部自由流出，污泥定期排放并进行污泥回流泵进入至第一级A/O反应器。本发明对于焦化厂废水处理具有推广前景。

Description

多点分散注水三级复合式A/O工艺处理高氨氮废水方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，用于工业污水处理，具体涉及高浓度氨氮废水的生物处理工艺。
背景技术
随着城市化和工业化程度的不断提高，水环境状况已经严重影响国民经济和社会的可持续发展，严重威胁着人类的生存，水污染问题是目前全球性优先考虑的重大环境课题之一。特别是近几十年，人类生活和生产产生的过量氮素污染物排入水体导致水体缺氧、恶臭以及富营养化。去除水体中的氮已成为水污染防治的重点问题。
利用微生物法是氨氮废水处理应用最广泛的技术之一。传统生物脱氮工艺包括：好氧硝化和缺氧反硝化两个过程。基于缺氧/好氧（A/O）工艺的传统生物脱氮法对生活污水和低浓度的氨氮废水处理是有效的，然而，对于高浓度氨氮废水，如：焦化废水、制药废水、制革废水、煤气化废水、屠宰场废水等工业废水，由于COD、氨氮负荷高、水量水质波动性大、致使硝化菌和反硝化菌活性受到抑制，导致处理出水氨氮和总氮不能达标。
分段进水多级缺氧/好氧(A/O)工艺是20 世纪90 年代初基于活性污泥法A/O 工艺发展起来的一种污水处理新工艺，该工艺由2-5 级的缺氧/好氧池串联组成，污水以一定比例分别加入各级缺氧区，硝化液从各段的好氧区直接流入下一段的缺氧区，而不需设内回流系统。污水经过多级交替缺氧/好氧区实现高效脱氮，具有所需池容小、碳源利用率高、脱氮效率高、运行调节灵活等优势，自20 世纪初以来广泛应用于国外新建和改、扩建污水厂。国内从2005 年才开始系统研究分段进水的脱氮工艺处理生活污水及中低浓度工业废水，提出了活性污泥法分段进水多级A/O 工艺的适应运行及优化策略。然而高氨氮废水氨氮和有机物浓度高、水质波动变化大、可生化性差且碳氮比低，处理难度比生活污水高很多，不宜采用活性污泥法分段进水多级A/O 工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高浓度氨氮废水的生物处理工艺，以解决废水中氨氮和有机物浓度高的问题，同时解决废水出水氨氮和总氮难以达标的问题。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种多点分散注水三级复合式A/O工艺处理高氨氮废水的方法，包括如下步骤：
（1）、高浓度氨氮废水经过预处理后进入调节池调节pH值为7.5～8.0，加NaHCO3使进水的NaHCO3含量至500 mg/L，加KH2PO4以补充进水的磷源，即进水的 KH2PO4含量至10～15 mg/L；保证微生物的营养需要；
所述预处理包括格栅、沉砂、气浮；
（2）、调节池的出水进入生物处理系统，所述生物处理系统包括三级串联运行的A/O生物膜反应器；所述A/O生物膜反应器均由体积相同的缺氧区和好氧区组成，缺氧区不曝气，好氧区由底部的穿孔曝气管供氧，所述的A/O生物膜反应器内部填充海绵聚氨酯填料，海绵聚氨酯填料由铁丝网固定防止填料流失；为了保证填料的流化状态，曝气量与进水量气水比控制在50～100:1；
所述合建缺氧和好氧区仅通过隔板隔开，不需要单独设置两个池子；
（3）、进水采用多点分散式注入方式，即一级A/O生物膜反应器的进水量是进水总水量的30～40%；二级A/O生物膜反应器的进水量是进水总水量的20～30%；三级A/O生物膜反应器的进水量是进水总水量的10～20%；进水位置为一级A/O生物膜反应器的缺氧区、二级A/O生物膜反应器的缺氧区和三级A/O生物膜反应器的缺氧区。
生物处理后的废水由二沉池顶部自由流出，污泥定期排放并进行污泥回流至第一级A/O生物膜反应器；
（4）、废水在多点分散注水三级复合式A/O生物膜反应器内的总水力停留时间为40～90小时，污泥停留时间维持在20～30 天，污泥回流比在50%～100%。
本发明具有以下有益效果：
1）采用三级A/O生物膜反应器，生物种类更加丰富且生物量大，不需设置二沉池和污泥回流系统，简化了操作；
2）多点分散注水进入提高了系统的硝化和反硝化效率及工艺稳定性，避免了水质水量波动对系统脱氮性能的不利影响，同时提高了有机碳源和氧量的梯级利用效率；
3）缺氧区和好氧区合建，结构紧凑，占地面积小，维护方便；
4）有机物经过厌氧和交替式缺氧/好氧条件，更容易完全分解或转化成可降解小分子有机物，提高了对COD 的去除效率。
本发明有利于现有A2/O或A/O活性污泥法处理工艺的升级改造，在不另增加附属设施的条件下提高对氨氮的去除效果，具有很高的实际应用价值和推广前景。
附图说明
图1是本发明多点分散注水三级复合式A/O工艺流程图。
图中，1-调节池，2-水泵，3-微孔曝气器，4-污泥回流泵，5-一级A/O生物膜反应器，6-二级A/O生物膜反应器，7-三级A/O生物膜反应器，8-缺氧区，9-好氧区，10-二沉池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
如图1所示，多点分散注水三级复合式A/O系统：包括调节池1，调节pH为7.5～8.0，投加NaHCO3和KH2PO4以补充进水的碱度和磷源，保证微生物的营养需要；进水池1的出水经过水泵2按照一定水量比例分别分散注入一级A/O生物膜反应器5、二级A/O生物膜反应器6和三级A/O生物膜反应器7，二沉池的部分污泥经回流泵4回流至第一级A/O生物膜反应器5；一、二、三级A/O生物膜反应器内部均填充聚氨酯海绵生物填料（直径8-20mm），A/O生物膜反应器均由体积相同的缺氧区8和好氧区9组成，缺氧区8不曝气，好氧区9由底部的微孔曝气器3供气；所述三级A/O生物膜反应器7的出水进入二沉池10，处理后废水由二沉池顶部自由流出，污泥定期排放并进行污泥回流。
实施例1
利用上述的多点分散注水三级复合式A/O系统（容积60L）处理实际高氨氮的焦化废水，进水COD浓度为3000mg/L；NH4 +-N浓度为150mg/L；TN浓度为200mg/L，控制三级复合式A/O系统总水力停留时间为60h，进水比例分别为40%、35%、25%。结果表明：系统对COD、NH4 +-N及TN的去除率分别达95%、98%和76%，其主要出水污染物可以达到炼焦化学工业污染物排放标准（GB16171-2012）。
实施例2
利用上述的多点分散注水三级复合式A/O系统（容积100L）处理实际高浓度的煤化工废水，进水COD浓度为3500mg/L；NH4 +-N浓度为200mg/L；TN浓度300mg/L，控制三级复合式A/O系统总水力停留时间为55h，进水比例分别为60%、25%、15%。小试结果表明：系统对COD、NH4 +-N及TN的去除率分别达88%、93%和78%，其主要出水污染物可以达到石油化学工业污染物排放标准（GB31571-2015）。
实施例3
利用上述的多点分散注水三级复合式A/O系统（容积120L）处理实际高浓度的制药废水，进水COD浓度为5000mg/L；NH4 +-N浓度为800mg/L；TN浓度为950mg/L，控制三级复合式A/O系统总水力停留时间为90h，进水比例分别为45%、28%、17%。小试结果表明：三级复合式A/O系统对COD、NH4 +-N及TN的去除率分别达92%、97%和80%，其主要出水污染物可以达到中药类制药工业水污染物排放标准（GB 21906－2008）。
本发明所述三级复合式A/O系统由一级A/O生物膜反应器5、二级A/O生物膜反应器6和三级A/O生物膜反应器7串联而成。

Claims (8)

1.多点分散注水三级复合式A/O工艺处理高氨氮废水方法，其特征在于：包括如下内容：
（1）、高浓度氨氮废水经过预处理后进入调节池（1），调节pH为7.5～8.0，加NaHCO3使进水的NaHCO3含量至500 mg/L，加KH2PO4使进水的 KH2PO4含量至10～15 mg/L；
（2）、调节池出水进入生物处理系统，所述生物处理系统包括三级串联运行的A/O生物膜反应器；按照一定水量比例分别分散注入一级A/O生物膜反应器（5）、二级A/O生物膜反应器（6）和三级A/O生物膜反应器（7），二沉池的部分污泥经回流泵（4）回流至第一级A/O生物膜反应器（5）；其中一级A/O生物膜反应器的进水量是进水总水量的30%～40%；二级A/O生物膜反应器的进水量是进水总水量的20%～30%；三级A/O生物膜反应器的进水量是进水总水量的10%～20%。
2.根据权利要求1所述多点分散注水三级复合式A/O工艺处理高氨氮废水方法，其特征在于：所述一级A/O生物膜反应器由体积相同的缺氧区（8）和好氧区（9）合建组成，缺氧区不曝气，好氧区由底部微孔曝气器（10）供氧，且缺氧区（8）和好氧区（9）内部填充直径是8-20mm的聚氨酯海绵生物填料且由铁丝网固定，曝气气水比控制在50～100:1。
3.根据权利要求1所述的多点分散注水三级复合式A/O工艺处理高氨氮废水方法，其特征在于：进水位置为三级A/O生物膜反应器的缺氧区。
4.根据权利要求1所述的多点分散注水三级复合式A/O工艺处理高氨氮废水方法，其特征在于：生物处理后的废水由二沉池（11）顶部自由流出，污泥定期排放同时通过回流泵（4）将污泥回流至第一级A/O生物膜反应器（5）。
5.根据权利要求1或4所述的多点分散注水三级复合式A/O工艺处理高氨氮废水方法，其特征在于：所述污泥回流比在50%～100%。
6.根据权利要求1所述的多点分散注水三级复合式A/O工艺处理高氨氮废水方法，其特征在于：所述废水在三级复合式A/O系统内的总水力停留时间为40～90 h，污泥在三级复合式A/O系统的停留时间维持在20～30 d。
7.根据权利要求1所述多点分散注水三级复合式A/O工艺处理高氨氮废水方法，其特征在于：所述二级A/O生物膜反应器由体积相同的缺氧区（8）和好氧区（9）合建组成，缺氧区不曝气，好氧区由底部微孔曝气器（10）供氧，且缺氧区（8）和好氧区（9）内部填充直径是8-20mm的聚氨酯海绵生物填料且由铁丝网固定，曝气气水比控制在50～100:1。
8.根据权利要求1所述多点分散注水三级复合式A/O工艺处理高氨氮废水方法，其特征在于：所述三级A/O生物膜反应器由体积相同的缺氧区（8）和好氧区（9）合建组成，缺氧区不曝气，好氧区由底部微孔曝气器（10）供氧，且缺氧区（8）和好氧区（9）内部填充直径是8-20mm的聚氨酯海绵生物填料且由铁丝网固定，曝气气水比控制在50～100:1。
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