CN108975495A - 一种强化脱氮与难降解有机物去除的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种强化脱氮与难降解有机物去除的方法，包括将废水送入第一反应区域进行水解酸化微生物耦合反硝化菌协同去除难降解DOM和硝态氮；再将第一反应区域的出水送入第二反应区域进行亚硝化‑厌氧氨氧化反应；或者将出水送入第二反应区域完成厌氧氨氧化后再送入第三反应区域进行亚硝化反应。本发明所述的方法，通过采用水解酸化‑反硝化—亚硝化‑厌氧氨氧化组合工艺，或水解酸化‑反硝化—厌氧氨氧化—亚硝化组合工艺，使得无需添加任何有机碳源，节省了空间，降低了能耗；且本发明中通过出水回流，其出水中含有大量硝酸盐，能够有效促进水解酸化的水解效果，从而提高DOM分解，进而提高整个反应工艺的氮与难降解有机物的去除效率。

Description

一种强化脱氮与难降解有机物去除的工艺

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种强化脱氮与难降解有机物去除的工艺。

背景技术

难降解有机物和氮是目前进行废水处理时的两个主要去除对象，如何兼顾二者的去除效率是本领域技术人员关注的一个热点。

就脱氮技术而言，厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺是一种新型、绿色环保的生物脱氮技术，具有极高的科学与实用价值。近年来随着对ANAMMOX工艺的不断深入研究，其容积基质氮去除速率理论值获得了不断的突破。然而有机物去除效果一直是ANAMMOX工艺的短板，尤其是难降解有机组分的有效去除更是工艺出水能否达标的关键。ANAMMOX菌是化能自养菌，废水中的DOM(溶解性有机物)种类及浓度均会直接导致ANAMMOX菌和异养菌存在底物协同或者竞争关系，从而影响ANAMMOX工艺脱氮效率，限制了ANAMMOX技术的推广应用。

对于废水中DOM的去除，从机理上看，DOM在生物反应器中的迁移转化途径首先是生物污泥的吸附，其次是缓慢的生物降解。因此如何选择合理的方式强化工艺过程难降解DOM的吸附-降解作用，是突破废水有机物和氮去除技术瓶颈、实现碳氮协同削减的关键所在。

现有技术中，对比文件CN103058374A公开了一种污泥发酵同步反硝化耦合自养脱氮处理高氨氮短程硝化出水的方法，该方法在单一反应器内，通过水解酸化菌、反硝化菌和厌氧氨氧化菌的共同作用，在同一空间内实现废水总氮的高效去除及污泥的减量。具体是通过剩余污泥水解酸化产生的短链脂肪酸在反硝化菌的作用下将进水中部分NO^2--N还原，另外一部分NO^2--N与水解酸化过程释放的氨氮通过厌氧氨氧化反应去除，从而使出水总氮浓度降低，同时完成了剩余污泥的减量化。

上述现有技术通过多处理方式的耦合，可同步实现难降解有机物的降解和氮的去除，但其对于污染物的去除效果仍旧有待于进一步强化。

发明内容

本发明解决的是现有技术中的废水处理方法对于难降解有机物的降解和氮的去除效果有待进一步强化的技术问题，进而提供一种可深度强化脱氮与难降解有机物去除的方法及装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，包括水解酸化耦合厌氧反硝化步骤，其中在水解酸化反应的反应区域投加有粉末活性炭，实现协同去除难降解DOM和硝态氮。

所述水解酸化耦合厌氧反硝化步骤中，水解酸化反应与厌氧反硝化反应在同一反应区域进行。

所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，还包括以下步骤：所述水解酸化反应与厌氧反硝化反应的出水进入亚硝化-厌氧氨氧化反应区，实现全程自养脱氮，将所述亚硝化-厌氧氨氧化反应区中的一部分回流至所述水解酸化耦合厌氧反硝化的反应区域。

所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，还包括以下步骤：所述水解酸化反应与厌氧反硝化反应的出水先进入厌氧氨氧化反应区，进行厌氧氨氧化反应；厌氧氨氧化反应区的出水再进入短程硝化反应区，完成短程硝化，将所述短程硝化的出水中的一部分回流至所述水解酸化反应与厌氧反硝化反应的反应区域。

所述水解酸化反应与厌氧反硝化反应以及所述厌氧氨氧化反应在上流式反应器中进行，其中所述水解酸化反应与厌氧反硝化反应的区域位于所述上流式反应器的下部区域，所述厌氧氨氧化反应的区域位于所述上流式反应器的上部区域；所述短程硝化反应在泳动床反应器中进行。

所述水解酸化耦合厌氧反硝化步骤中，先在第一反应区域进行水解酸化反应，所述水解酸化反应的出水再进入第二反应区域进行厌氧反硝化反应。

在所述水解酸化耦合厌氧反硝化步骤前还设置有亲疏水性有机物分离步骤，利用亲疏水性有机物分离装置对废水进水进行分离，将所述废水进水分离为富含亲水性有机物的废水和富含疏水性有机物的废水，将所述富含疏水性有机物的废水送入所述第一反应区域进行水解酸化反应；将所述富含亲水性有机物的废水直接送入所述第二反应区域进行厌氧反硝化反应。

所述厌氧反硝化反应的出水再进入厌氧氨氧化反应区，进行厌氧氨氧化反应。

所述厌氧氨氧化反应的出水再进入全程硝化反应区，进行全程硝化反应，所述全程硝化反应的出水中的一部分回流至所述第一反应区域。

所述亲疏水性有机物分离装置采用树脂分离装置。

本发明所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，优点在于：

(1)本发明所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，采用水解酸化耦合厌氧反硝化工艺，并在水解酸化反应区域投加有粉末活性炭，粉末活性炭的加入使得吸附作用与生物降解作用的同时进行，即微生物与粉末活性炭有相互加强的作用，微生物酶可以进入活性炭微孔，从而使己吸附的有机物降解，空出吸附位使活性炭得到生物再生，进而可重新吸附新的有机物。难降解有机物去除率在吸附-降解-再生-重吸附这种协同作用下得以提高。

(2)本发明所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，优选采用水解酸化-反硝化—亚硝化-厌氧氨氧化组合工艺，或者通过采用水解酸化-反硝化—厌氧氨氧化—亚硝化组合工艺，使得工艺无需添加任何有机碳源，节省了空间，降低了能耗，操作简便，适用水质广泛，实现了难降解有机物与氮素高效协同削减，有效弥补ANAMMOX工艺在DOM去除方面的短板；且所述亚硝化、厌氧氨氧化反应后的出水回流，其出水中含有大量的硝酸盐，硝酸盐的存在能够有效促进水解酸化的水解效果，从而提高DOM的分解，进而提高整个反应工艺的氮与难降解有机物的去除效率。

本发明所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，在进行水解酸化时，其pH会降低，而后续的亚硝化、厌氧氨氧化反应后的出水中的高pH(8左右)值则可起到调节pH的作用，为反硝化创造合适的条件，反硝化过程也同样是产碱耗酸的，其进一步与水解酸化的产酸相中和，又可以为后续的亚硝化厌氧氨氧化反应提供比较的碱度，从而节省了能源。

(3)本发明所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，还优选采用所述水解酸化耦合厌氧反硝化步骤中，先在第一反应区域进行水解酸化反应，所述水解酸化反应的出水再进入第二反应区域进行厌氧反硝化反应，且在第一反应区域之前设置亲疏水性有机物分离步骤，利用亲疏水性有机物分离装置对进水进行分离，将所述进水分离为富含亲水性有机物废水和富含疏水性有机物废水，将所述富含疏水性有机物废水送入所述第一反应区域进行水解酸化反应；将所述富含亲水性有机物的废水直接送入所述第二反应区域进行厌氧反硝化反应。在这一过程中，大部分亲水性有机物可直接被厌氧反硝化菌作为碳源利用，因此将其直接送入第二反应区域进行厌氧反硝化，中间略过了水解酸化步骤，不会被水解酸化菌分解，从而进一步提高了碳源的利用率，节省了碳源；而大部分疏水性有机物无法被厌氧反硝化菌直接利用，因此将其送入水解酸化工艺进行处理，分解成可以被厌氧反硝化利用的小分子碳源，提高了水解酸化处理难降解有机物的效率。

本发明进一步优选所述厌氧反硝化反应的出水再进入厌氧氨氧化反应区，进行厌氧氨氧化反应；所述厌氧氨氧化反应的出水再进入全程硝化反应区，进行全程硝化反应，在这一过程中，反硝化去除废水中的硝态氮，厌氧氨氧化与全程硝化工艺去除水中的氨氮，其中全程硝化会产生硝酸盐离子，而硝酸盐离子的存在可有效促进水解酸化菌的效率，因此将所述全程硝化反应的出水中的一部分回流至所述第一反应区域，可有效提高疏水性有机物的水解作用。

为了使本发明所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺的技术方案更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。

附图说明

如图1所示是本发明所述的设置有串联的第一反应器和第二反应器的强化脱氮与难降解有机物去除的系统的示意图；

如图2所示是本发明所述的上流式反应器的结构示意图；

如图3所示是本发明所述的设置有上流式反应器和泳动床反应器的强化脱氮与难降解有机物去除的装置的示意图；

如图4所示是本发明所述的设置有树脂分离装置的强化脱氮与难降解有机物去除的系统的示意图；

其中，附图标记为：

1-第一反应器；2-第二反应器；21-上流式反应器内的第一反应区域；211-上流式反应器的进水口；212-搅拌装置；22-上流式反应器内的第二反应区域；221-上流式反应器的排气口；222-上流式反应器的回流口；223-上流式反应器的出水口；224-海绵填料；31-三相分离器；32-上流式反应器内的曝气装置。

4-泳动床反应器；41-污泥回流装置；

5-树脂分离装置；6-调节池。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的强化脱氮与难降解有机物去除的系统包括串联设置的第一反应器1和第二反应器2，如图1所示。所述第一反应器1和第二反应器2均为上流式反应器，所述第一反应器1的出水口与所述第二反应器2的进水口连通设置；其中在所述第一反应器1内设置有第一反应区域，所述第一反应区域内接种有水解酸化污泥耦合厌氧反硝化污泥，用于实现第一反应区域内的水解酸化微生物耦合反硝化菌协同反应去除难降解DOM和硝态氮；作为优选的实施方式，本实施例在所述第一反应区域投加有粉末活性炭，可有效提升水解酸化反应的效果。

在所述第二反应器2内设置有第二反应区域，在所述第二反应区域内设置有海绵填料，在所述海绵填料上接种有亚硝化-厌氧氨氧化菌，用于实现全程自养脱氮，在所述第二反应区域的进水口处设置有曝气装置，所述第二反应器2设置有出水口和回流口，通过所述回流口将所述第二反应区域的出水中的一部分回流至所述第一反应区域。

本实施例中所述第一反应区域和所述第二反应区域的启动方法包括：

(1)向所述第二反应区域接种anammox污泥，利用人工配制含氮废水进行培养驯化，使anammox污泥逐渐附着于海绵填料上；人工废水成分如下：NH₄-N，100mg/L；NO₂-N，100mg/L；KHCO₃，1.5-2.0g/L；NaCl，10g/L；KH₂PO₄，54mg/L；FeSO₄·7H₂O，9mg/L；EDTA，5mg/L；微量元素，1mL/L；所述微量元素的成分为：CuSO₄·5H₂O，0.25mg/L；ZnSO₄·7H₂O，0.43mg/L；CoCl₂·6H₂O，0.24mg/L；MnCl₂·4H₂O，0.99mg/L；NaMoO₄·2H₂O，0.22mg/L；NiCl₂·6H₂O，0.19mg/L；NaSeO₄，0.11mg/L；H₃BO₃，0.014mg/L。(2)通过所述曝气装置向所述人工配制含氮废水中曝氮气，驱除溶解氧后调节pH为7-8；(3)待反应稳定后，逐步提高进水中溶解氧浓度，以培养所述第二反应区域内可以消耗氧气的细菌，经过培养驯化，anammox污泥颗粒的外层附有兼氧菌；(4)向所述第二反应区域中接种亚硝化菌，并降低进水中的亚硝氮浓度，同时向第二反应区域曝入含氧气体，经过培养驯化，使亚硝化菌附着于anammox污泥颗粒的外表面，此时所述第二反应区域启动完毕。(5)向所述第一反应区域接种水解酸化污泥耦合厌氧反硝化污泥并完成驯化。

基于本实施例中所述装置的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，包括如下步骤：(1)将废水的pH值调整至6.5-7.5后送入所述第一反应器1内，同时向第一反应器1的进水中投加粉末活性炭，所述粉末活性炭的颗粒粒径范围为0.05-0.1mm，维持所述第一反应区域内的活性炭粉末的浓度为100-150g/m³。在所述第一反应区域进行水解酸化微生物耦合反硝化菌-粉末活性炭协同去除难降解DOM。(2)完成处理后的废水送入所述第二反应区域，利用所述曝气装置对所述废水进行曝气，控制所述第二反应区域内的溶解氧浓度为0.3-0.5mg/L，实现全程自养脱氮，将所述第二反应区域的出水中的一部分回流至所述第一反应区域，全程自养脱氮反应的出水回流可有效调节进水的pH值，出水的回流比为1:3。

实施例2

本实施例提供的强化脱氮与难降解有机物去除的系统为上流式反应器，如图2所示，在所述上流式反应器的下部设置有第一反应区域21，在所述上流式反应器的上部设置有第二反应区域22，在所述第一反应区域21内设置有搅拌装置212，在所述第一反应区域21与所述第二反应区域22之间设置有三相分离器31，在所述三相分离器31的上方设置有曝气装置32；在所述第一反应器1的底端设置有进水口211；在所述第二反应区域22设置有回流口222，在所述第二反应区域22的顶部设置有出水口和排气口221。

本实施例中的上流式反应器，在所述第一反应区域21内接种有水解酸化污泥耦合厌氧反硝化污泥，用于实现第一反应区域21水解酸化微生物耦合反硝化菌协同去除难降解DOM和硝态氮；作为优选的实施方式，本实施例在所述第一反应区域21投加有粉末活性炭。在所述第二反应区域22内设置有海绵填料224，在所述海绵填料224上接种有亚硝化-厌氧氨氧化菌，实现全程自养脱氮。

本实施例中第一反应区域21和所述第二反应区域22的启动方法同实施例1。

基于本实施例中所述装置的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，包括如下步骤：(1)将废水的pH值调整至6.5-7.5后送入所述上流式反应器，同时向第一反应器1的进水中投加粉末活性炭，所述粉末活性炭的颗粒粒径范围为0.05-0.1mm，维持所述第一反应区域21内的活性炭粉末的浓度为100-150g/m³。在所述第一反应区域21进行水解酸化微生物耦合反硝化菌-粉末活性炭协同去除难降解DOM。(2)完成处理后的废水继续上流，通过所述三相分离器31后进入所述第二反应区域22，利用所述曝气装置32对所述废水进行曝气，控制所述第二反应区域22内的溶解氧浓度为0.3-0.5mg/L，实现全程自养脱氮，将所述第二反应区域22的出水中的一部分回流至所述第一反应区域21，出水的回流比为1:3。

实施例3

本实施例提供的强化脱氮与难降解有机物去除的系统，如图3所示，包括上流式反应器，在所述上流式反应器内设置有第一反应区域21和第二反应区域22，所述第一反应区域21位于所述上流式反应器的下部，所述第二反应区域22位于所述上流式反应器的上部，在所述第一反应区域21与所述第二反应区域22之间设置有三相分离器31，在所述三相分离器31的上方设置有曝气装置32，在所述第一反应区域21内设置有搅拌装置212；在所述第一反应器1的底端设置有进水口211；在所述第二反应区域22设置有出水口223和排气口221；其中，在所述第一反应区域21接种有水解酸化污泥耦合厌氧反硝化污泥，用于实现第一反应区域21水解酸化微生物耦合反硝化菌协同去除难降解DOM和硝态氮；所述第一反应区域21的出水进入所述第二反应区域22，所述第二反应区域22接种有亚硝化-厌氧氨氧化菌，实现全程自养脱氮。

本实施例中的强化脱氮与难降解有机物去除的装置还设置有泳动床反应器4，在所述泳动床反应器4内设置有所述第三反应区域，用于进行短程硝化即亚硝化反应，在所述泳动床反应器4的外部设置有用于向所述泳动床反应器4的进水进行曝气的曝气装置以及污泥回流装置41。本实施例中所述泳动床反应器4设置有加热装置，用于将所述泳动床反应器4内的温度控制在25℃-28℃。

本实施例中所述上流式反应器和泳动床反应器4的启动方法包括：

(1)向所述第二反应区域22接种anammox污泥，利用人工配制含氮废水进行培养驯化，使anammox污泥逐渐附着于海绵填料上；人工废水成分如下：NH₄-N，100mg/L；NO₂-N，100mg/L；KHCO₃，1.5-2.0g/L；NaCl，10g/L；KH₂PO₄，54mg/L；FeSO₄·7H₂O，9mg/L；EDTA，5mg/L；微量元素，1mL/L；所述微量元素的成分为：CuSO₄·5H₂O，0.25mg/L；ZnSO₄·7H₂O，0.43mg/L；CoCl₂·6H₂O，0.24mg/L；MnCl₂·4H₂O，0.99mg/L；NaMoO₄·2H₂O，0.22mg/L；NiCl₂·6H₂O，0.19mg/L；NaSeO₄，0.11mg/L；H₃BO₃，0.014mg/L。(2)向所述人工配制含氮废水中曝氮气，驱除溶解氧后调节pH为7-8；(3)待反应稳定后，向所述第三反应区域中接种亚硝化菌，将所述人工废水通入所述第三反应区域并降低进水中的亚硝氮浓度，同时向第三反应区域曝入含氧气体，完成对亚硝化菌的培养驯化，此时所述第三反应区域启动完毕。(4)向所述第一反应区域21接种水解酸化污泥耦合厌氧反硝化污泥，并完成驯化。

基于本实施例中所述装置的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，包括如下步骤：(1)将废水的pH值调整至6.5-7.5后送入所述上流式反应器，同时向第一反应器1的进水中投加粉末活性炭，所述粉末活性炭的颗粒粒径范围为0.05-0.1mm，维持所述第一反应区域21内的活性炭粉末的浓度为100-150g/m³。在所述第一反应区域21进行水解酸化微生物耦合反硝化菌-粉末活性炭协同去除难降解DOM。(2)完成处理后的废水继续上流，通过所述三相分离器31后进入所述第二反应区域22，在厌氧环境下完成厌氧氨氧化反应；(3)所述第二反应区域的出水经曝气后进入所述第三反应区域，控制所述第三反应区域内的溶解氧浓度为0.5-0.7mg/L，实现短程硝化，将所述第三反应区域的出水中的一部分回流至所述第一反应区域21，出水的回流比为1:1。

实施例4

本实施例提供的强化脱氮与难降解有机物去除的系统的流程图如图4所示，包括串联设置的第一反应器1和第二反应器2，所述第一反应器1和第二反应器2均为上流式反应器，所述第一反应器1的出水口与所述第二反应器2的进水口连通设置；其中所述第一反应器1内设置有第一反应区域，所述第一反应区域内接种有水解酸化污泥，在所述第一反应区域21还投加有粉末活性炭，在所述第一反应器1的上部设置有排气口和出水口。

在所述第二反应器2的下部设置有第二反应区域，第二反应区域为厌氧反硝化反应区，所述第二反应区域内设置有填料，作为可选择的实施方式，本实施例中所述填料为BF填料；在所述填料上接种有厌氧反硝化菌，实现厌氧反硝化，所述第二反应器2的进水口设置在所述厌氧反硝化反应区的底部，所述第一反应器1的出水口与所述第二反应器2的进水口连通；在所述第二反应器2的上部设置有厌氧氨氧化反应区，在所述厌氧氨氧化反应区设置有海绵填料，所述海绵填料上接种有厌氧氨氧化菌，在所述厌氧反硝化反应区和厌氧氨氧化反应区之间设置有三相分离器，在所述三相分离器的上方且位于所述厌氧氨氧化反应区的底部设置有曝气装置，在所述厌氧氨氧化反应区的上部设置有出水口和排气口。

本实施例中的强化脱氮与难降解有机物去除的装置还设置有泳动床反应器4，在所述泳动床反应器4内设置有全程硝化反应区，在所述泳动床反应器4的外部设置有用于向所述泳动床反应器4的进水进行曝气的曝气装置以及污泥回流装置41，所述泳动床反应器4的进水口与所述第二反应器2的出水口连通设置。所述泳动床反应器4设置有回流口。

本实施例在所述第一反应器1的上游还设置有用于进行亲疏水性有机物分离的树脂分离装置5。所述树脂分离装置5可采用现有技术中市售的DAX树脂或者XAD树脂，这两种树脂均可实现亲疏水性有机物的分离；本实施例中选用的是市售的XAD8树脂和XAD4树脂，所述XAD8树脂和XAD4树脂串联设置形成一个树脂组，所述树脂分离装置5设置有多个并联的树脂组。进水依次经过所述XAD8树脂和XAD4树脂，其中疏水性有机物被吸附在树脂上，而亲水性有机物则随着水流流出，每个所述树脂组对应设置有两个出口，一个是富含亲水性有机物废水出口，所述富含亲水性有机物废水出口与所述第二反应器2的进水口连通设置。一个是富含疏水性有机物废水出口，所述富含疏水性有机物废水出口与调节池6连接设置。两个出口的开启与关闭均是可控的。进水经过树脂装置后的直接出水为富含亲水性有机物的废水，其通过所述富含亲水性有机物废水出口直接排出，并直接进入所述第二反应器2；此时疏水性有机物则吸附在树脂组上，当需要对所述树脂组进行解吸时，停止该树脂组的进水，使用pH为12-13的NaOH溶液对树脂组进行反洗，则可将疏水性有机物洗脱，形成富含疏水性有机物的废水，并通过所述富含疏水性有机物废水出口排出，进入调节池6。

本实施方式中，所述泳动床反应器4的回流口与所述调节池6连通设置，使得全程硝化反应的出水可进入调节池6，对所述富含疏水性有机物的废水进行稀释，在所述调节池6将废水的pH调节至6.5-7.5后，即可将所述富含疏水性有机物的废水送入所述第一反应器1，进行水解酸化反应。

本实施例中所述第一反应器1、第二反应器2和所述泳动床反应器4的启动方法包括：(1)向所述第二反应器2的上部接种anammox污泥，利用人工配制含氮废水进行培养驯化，使anammox污泥逐渐附着于海绵填料上；人工废水成分如下：NH₄-N，100mg/L；NO₂-N，100mg/L；KHCO₃，1.5-2.0g/L；NaCl，10g/L；KH₂PO₄，54mg/L；FeSO₄·7H₂O，9mg/L；EDTA，5mg/L；微量元素，1mL/L；所述微量元素的成分为：CuSO₄·5H₂O，0.25mg/L；ZnSO₄·7H₂O，0.43mg/L；CoCl₂·6H₂O，0.24mg/L；MnCl₂·4H₂O，0.99mg/L；NaMoO₄·2H₂O，0.22mg/L；NiCl₂·6H₂O，0.19mg/L；NaSeO₄，0.11mg/L；H₃BO₃，0.014mg/L。

(2)向所述人工配制含氮废水中曝氮气，驱除溶解氧后调节pH为7-8；(3)待反应稳定后，逐步提高进水中溶解氧浓度，以培养可以消耗氧气的细菌，经过培养驯化，anammox污泥颗粒的外层附有兼氧菌；(4)向所述第二反应器2的下部接种厌氧反硝化污泥；(5)向所述第一反应器1内接种水解酸化污泥，并同时加粉末活性炭；(6)向所述泳动床反应器4内投加全程硝化菌，即完成整个工艺的启动工作。

基于本实施例中所述装置的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，包括如下步骤：(1)将废水的pH值调整至6.5-7.5后送入所述树脂分离装置5，完成亲水性有机物与疏水性有机物的分离，排出富含亲水性有机物废水和富含疏水性有机物废水；(2)富含亲水性有机物废水直接进入所述第二反应器2，进行厌氧反硝化反应，富含疏水性有机物废水则进入调节池6，将pH调节至6.5-7.5后送送至第一反应器1进行水解酸化反应，向第一反应器1的进水中投加粉末活性炭，所述粉末活性炭的颗粒粒径范围为0.05-0.1mm，维持所述第一反应区域21内的活性炭粉末的浓度为100-150g/m³；(3)水解酸化反应的出水进入所述第二反应器2进行厌氧反硝化反应；(4)厌氧反硝化反应的出水进入所述第二反应器2的上部，进行厌氧氨氧化反应，去除废水中的氨氮；(5)完成厌氧氨氧化反应的出水进入所述泳动床反应器4，进行全程硝化反应。将所述全程硝化反应的出水中的一部分回流至所述调节池6，出水的回流比为1:3。

实施例5

本实施例提供的强化脱氮与难降解有机物去除的系统完全同实施例5，其启动工艺与实施例5相同。基于本实施例中所述装置的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺与实施例5基本相同，唯一区别在于步骤(5)中所述全程硝化反应的出水中的一部分回流至所述调节池6时，出水的回流比为1:5。

实施例6

本实施例提供的强化脱氮与难降解有机物去除的系统包括串联设置的第一反应器1和第二反应器2，所述第一反应器1和第二反应器2均为上流式反应器，所述第一反应器1的出水口与所述第二反应器2的进水口连通设置；其中所述第一反应器1内设置有第一反应区域21，所述第一反应区域21内接种有水解酸化污泥，在所述第一反应区域21还投加有粉末活性炭，在所述第一反应器1的上部设置有排气口和出水口。

在所述第二反应器2的下部设置有第二反应区域，第二反应区域为厌氧反硝化反应区，所述第二反应区域内设置有填料，作为可选择的实施方式，本实施例中所述填料为BF填料；在所述填料上接种有厌氧反硝化菌，实现厌氧反硝化，所述第二反应器2的进水口设置在所述厌氧反硝化反应区的底部，所述第一反应器1的出水口与所述第二反应器2的进水口连通；在所述第二反应器2的上部设置有厌氧氨氧化反应区，在所述厌氧氨氧化反应区设置有海绵填料，所述海绵填料上接种有厌氧氨氧化菌，在所述厌氧反硝化反应区和厌氧氨氧化反应区之间设置有三相分离器，在所述三相分离器的上方且位于所述厌氧氨氧化反应区的底部设置有曝气装置，在所述厌氧氨氧化反应区的上部设置有出水口和排气口。

本实施例中的强化脱氮与难降解有机物去除的装置还设置有泳动床反应器4，在所述泳动床反应器内设置有全程硝化反应区，在所述泳动床反应器的外部设置有用于向所述泳动床反应器的进水进行曝气的曝气装置以及污泥回流装置41，所述泳动床反应器的进水口与所述第二反应器2的出水口连通设置。所述泳动床反应器设置有回流口。

本实施例与实施例4的区别在于未设置所述亲疏水性有机物分离装置。

本实施例中所述第一反应器1、第二反应器2和所述泳动床反应器的启动方法同实施例4。

基于本实施例中所述装置的强化脱氮与难降解有机物去除的方法，包括如下步骤：(1)将废水的pH调节至6.5-7.5后送送至第一反应器1进行水解酸化反应，向第一反应器1的进水中投加粉末活性炭，所述粉末活性炭的颗粒粒径范围为0.05-0.1mm，维持所述第一反应区域21内的活性炭粉末的浓度为100-150g/m³；(2)水解酸化反应的出水进入所述第二反应器2进行厌氧反硝化反应；(3)厌氧反硝化反应的出水进入所述第二反应器2的上部，进行厌氧氨氧化反应，去除废水中的氨氮；(4)完成厌氧氨氧化反应的出水进入所述泳动床反应器，进行全程硝化反应。将所述全程硝化反应的出水中的一部分回流至所述水解酸化反应区域，出水的回流比为1:3。

实验例

为了证明本发明所述的强化脱氮与难降解有机物去除工艺的技术效果，本发明对实施例1-6所述系统在运行稳定状态下的进出水水指标进行检测，为保证进水水样各项指标一致，其废水进水采用同批次的垃圾渗透液，本实施例的检测取运行稳定状态下三次检测结果的平均值，结果如下：

由上述实施例可以看出，本发明所述的强化脱氮与难降解有机物去除系统，可有效去除废水中的有机碳和氨氮。其中实施例4对总有机碳的去除率可达到97.2％，对NH₄-N的去除率可达到97.8％，通过设置所述亲疏水性有机物分离装置，可有效提高水解酸化的效率，全程硝化反应的适宜比例的出水回流会提高水解酸化区的硝酸根离子浓度，同样有助于水解酸化效率的提高，从而显著提高总有机碳的去除效率。

对比例

为了进一步证明本发明所述的强化脱氮与难降解有机物去除工艺的技术效果，本发明还设置了对比例，所述对比例中的系统同实施例1，基于本对比例中所述系统的工艺包括如下步骤：(1)将废水的pH值调整至6.5-7.5后送入所述上流式反应器，在所述第一反应区域进行水解酸化微生物耦合反硝化菌-粉末活性炭协同去除难降解DOM。(2)完成处理后的废水继续上流，通过所述三相分离器后进入所述第二反应区域，利用所述曝气装置对所述废水进行曝气，控制所述第二反应区域内的溶解氧浓度为0.3-0.5mg/L，实现全程自养脱氮，将所述第二反应区域的出水中的一部分回流至所述第一反应区域，出水的回流比为1:3。本对比例中的工艺运行与实施例1的区别在于未投加活性炭粉末。采用实验例中的检测方法，在运行稳定状态下的进出水水指标进行检测，结果如下：

由上述对比例的结果可以看出，本发明通过在水解酸化反应区域添加活性炭粉末可有效提高系统的有机碳去除率和氨氮去除率，具有显著的技术效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。

Claims (10)

1.一种强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，其特征在于，包括水解酸化耦合厌氧反硝化步骤，其中在水解酸化反应的反应区域投加有粉末活性炭，实现协同去除难降解DOM和硝态氮。

2.根据权利要求1所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，其特征在于，所述水解酸化耦合厌氧反硝化步骤中，水解酸化反应与厌氧反硝化反应在同一反应区域进行。

3.根据权利要求2所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，其特征在于，还包括以下步骤：所述水解酸化反应与厌氧反硝化反应的出水进入亚硝化-厌氧氨氧化反应区，实现全程自养脱氮，将所述亚硝化-厌氧氨氧化反应区中的一部分回流至所述水解酸化耦合厌氧反硝化的反应区域。

4.根据权利要求2所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，其特征在于，还包括以下步骤：所述水解酸化反应与厌氧反硝化反应的出水先进入厌氧氨氧化反应区，进行厌氧氨氧化反应；所述厌氧氨氧化反应区的出水再进入短程硝化反应区，完成短程硝化，将所述短程硝化的出水中的一部分回流至所述水解酸化反应与厌氧反硝化反应的反应区域。

5.根据权利要求4所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，其特征在于，所述水解酸化反应与厌氧反硝化反应以及所述厌氧氨氧化反应在上流式反应器中进行，其中所述水解酸化反应与厌氧反硝化反应的区域位于所述上流式反应器的下部区域，所述厌氧氨氧化反应的区域位于所述上流式反应器的上部区域；所述短程硝化反应在泳动床反应器中进行。

6.根据权利要求1所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，其特征在于，所述水解酸化耦合厌氧反硝化步骤中，先在第一反应区域进行水解酸化反应，所述水解酸化反应的出水再进入第二反应区域进行厌氧反硝化反应。

7.根据权利要求6所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，其特征在于，在所述水解酸化耦合厌氧反硝化步骤前还设置有亲疏水性有机物分离步骤，利用亲疏水性有机物分离装置对废水进水进行分离，将所述废水进水分离为富含亲水性有机物的废水和富含疏水性有机物的废水，将所述富含疏水性有机物的废水送入所述第一反应区域进行水解酸化反应；将所述富含亲水性有机物的废水直接送入所述第二反应区域进行厌氧反硝化反应。

8.根据权利要求7所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，其特征在于，所述厌氧反硝化反应的出水再进入厌氧氨氧化反应区，进行厌氧氨氧化反应。

9.根据权利要求8所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，其特征在于，所述厌氧氨氧化反应的出水再进入全程硝化反应区，进行全程硝化反应，所述全程硝化反应的出水中的一部分回流至所述第一反应区域。

10.根据权利要求9所述的强化脱氮与难降解有机物去除的工艺，其特征在于，所述亲疏水性有机物分离装置采用树脂分离装置。