CN109455876A - 一种合成革、人造革化工类污水处理降总氮系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的污水处理降总氮系统和方法采用创新型A3O工艺，实现高效厌氧+生物硝化+反硝化+物化沉淀机理，污水的生物脱氮过程包括：首先在高效厌氧的条件下，部分高分子的有机物发生水解；然后在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，再然后在缺氧条件下，利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气(N2)，气体从污水中释放出来，从根本上达到脱氮效果，充分发挥了厌氧技术节能、好氧高效的优势。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理工艺技术领域，具体是，一种合成革、人造革化工类污水处理降总氮系统和方法。
背景技术
随着国家至世界对环保的重视，对企业、产业结构的调整，形成了建有经济开发区、工业园区等规模的区域，配套的污水处理系统显得越来越重要，但现有污水收集管网不健全，污水处理设施缺乏，给当地水环境造成严重污染。现有的工业污水处理系统具有排放不规律、水质水量变化大等特点。目前，绝大多数的企业沿用城市污水处理厂的处理工艺，但这些处理工艺对于工业污水的特性不能有效适应。因此，有必要在传统处理工艺的基础上不断地进行技术创新，研发出一套新型高效、低耗、投资少、占地省、管理维护简单、适应合成革、人造革等化工特性的污水处理方法，从源头控制和治理工业污水污染等问题。
合成革、人造革是指以人工合成方式在以织布、无纺布、(不织布)、皮革等材料的基布上形成聚氨酯树脂的膜层或类似皮革的结构，外观类似天然皮革的一种材料，目前，国内对制革(皮革)工业废水处理的研究较多，而对于合成革、人造革污水处理的研究较少。合成革、人造革工业污水处理的主要特征是“三高”(高COD、高NH3-N，高总氮)。在生物处理法中，无论工程设计如何的复杂多样，决定效率的主要因素是生物反应器的改进和微生物。
目前合成革、人造革等化工污水的主体处理工艺有A/O、AO/AO、氧化沟、SBR等工艺，这些工艺均来源于污水处理厂以及较低浓度的化工污水处理厂，在技术上被证明是有效的。但这些技术被运用到合成革、人造革等企业污水处理系统中去，运行状况很不乐观，主要存在如下问题：
(1)现场施工建设周期较长，一次性投资较大；
(2)由于收集管网不健全，建好后的污水处理设施很长时间达不到满负荷运行，存在资源浪费现象；
(3)运行电费太高，电费主要集中在二级处理的曝气系统，存在能耗浪费现象；
(4)工艺流程段较长，管理操作维护复杂，普通活性污泥法、氧化沟、A/O、AO/AO工艺复杂，流程长，管理难度大，SBR工艺简单，但是自控程度要求高，在普通企业由于缺乏专业人员，经常导致运行情况不理想。
发明内容
鉴于上述缺陷，本发明目的在于克服现有技术的不足，适应现实发展，提供一套完整的合成革、人造革等化工的污水处理工艺，使其更具有实操性。
为解决上述技术问题，达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种合成革、人造革化工类污水处理降总氮系统，其特征在于，包括调节池、厌氧罐、初沉池、硝化池、反硝化池、好氧池、二沉池、终沉池、清水池和回用水池；所述调节池的一个进口通过污水管引入高浓度废水，另一个进口通过污水管引入低浓度废水，所述调节池的出口通过污水管与所述厌氧罐的一个进口连接，所述厌氧罐的出口通过污水管与所述初沉池的进口连接，所述初沉池的一个出口通过污水管与所述硝化池的一个进口连接，所述硝化池的一个出口通过污水管与所述反硝化池的进口连接，所述反硝化池的一个出口通过污水管与所述好氧池的一个进口连接，所述好氧池的一个出口通过污水管与所述二沉池的进口连接，所述二沉池的一个出口通过污水管与所述终沉池的一个进口连接，所述终沉池的一个出口通过污水管与所述清水池的一个进口连接，所述清水池的出口与所述回用水池的进口连接；所述初沉池的另一个出口通过污泥回流管与所述厌氧罐的另一个进口连接，所述初沉池的还一个出口通过污泥回流管与污泥浓缩机的一个进口连接，所述好氧池的另一个出口通过污泥回流管与所述硝化池的另一个进口连接，所述二沉池的另一个出口通过污泥回流管与所述硝化池的还一个进口连接，所述二沉池的还一个出口通过污泥回流管与所述污泥浓缩池的另一个进口连接，所述终沉池的另一个出口通过污泥回流管与所述污泥浓缩池的一个进口连接，所述污泥浓缩池的出口通过污水管与压滤机的进口连接，所述压滤机的出口连接有污水管，压干的污泥委托有资质的单位处理。
进一步，所述清水池上设有紫外线消毒装置。
进一步，所述清水池的出口处设有流量计量系统。
进一步，所述好氧池的另一个进口通过风管与鼓风机连接。
本发明还公开了上述污水处理降总氮系统处理污水的方法，包括如下步骤：
(1)合成革、人造革化工类企业的高、低浓度废水分开收集，并汇入调节池，调节水量浓度均化水质；
(2)调节池出水进入厌氧罐，厌氧罐内设置双层组合填料，采用生物膜法，废水经过厌氧降解后，厌氧菌把大部分人工合成的化学物质转化成甲烷等小分子物质，DMF等有机物经高效厌氧过程后的氨基转化为氨氮，氨氮浓度大幅高度增高，但大部分有机物在厌氧的条件下被厌氧微生物分解；
(3)厌氧罐出水到初沉池，进行初步沉淀，去除大部分SS和部分COD，保证已经混凝的有机物不进入后续生化系统；
(4)初沉池出水到硝化池，硝化池出水流入反硝化池，反硝化池内设潜水推流器，硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用，将废水中的氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应，由硝化菌参与的将亚硝酸转化为硝酸盐的反应，亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌，它们利用废水中的碳源，通过与氨氮的氧化还原反应获得能量；在缺氧条件下，利用硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气，而从废水中释放，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将硝化过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成N2气体，反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)；废水经过缺氧水解酸化处理后，利用水解产酸菌活性强记适应能力强的特点，在胞外酶的作用下，将废水中难以降解的大分子结构经水解酸化为成可溶性小分子，以提高BOD5/COD的比值，为后续好氧处理打下良好的基础；
(4)反硝化池出水进入好氧池，会迅速形成优势菌群，衍生出更多有益菌协同降解污染物，抑制有害菌、病原菌、平衡腐生细菌群落，抑制土著的寄生虫；好氧池内设置微穿孔管曝气，实现悬浮型活性污泥和附着型微生物多的生物相，采用活性污泥泥法；在好氧菌的作用下，易降解的有机物进一步分解，而氨氮、总氮则在硝化菌作用下，转化为NO2-N、NO3-N，含NO2-N、NO3-N的硝化液经回流进入硝化池内，硝化池出水流入反硝化池，在反硝化菌作用下以H+为共体，既有一定优质碳源的作用下，进行还原反应。NOx-N被还原成无害N2而释放，从而达到脱氮的目的；
(5)好氧池出水流入二沉池，二沉池出水流入终沉池，向终沉池前端的反应槽内投加PAC/PAM，使废水中悬浮物强型沉淀，终沉池的水经沉淀后达标直接排放。
进一步，在好氧池内用鼓风机进行充氧，好氧菌利用有利的外界环境进行大量繁殖生长从而去除污水中的大量有机物，使水质得到改善。
进一步，初沉池的部分活性污泥回流至厌氧罐，二沉池的部分污泥回流至硝化池，好氧池的污泥回流至硝化池，初沉池的剩余活性污泥、终沉池的活性污泥和二沉池的剩余污泥分别进入污泥浓缩池，经压滤机干化脱水后，定期清理外运，委托有资质的单位处理。
进一步，好氧池内水的溶解氧不低于2mg/L。
进一步，清水池出口连接有回用水拴。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果如下：
合成革、人造革工业污水处理的主要特征是“三高”(高COD、高NH3-N，高总氮)；在生物处理法中，无论工程设计如何复杂多样，决定效率的主要因素是生物反应器的改进和微生物。发明人以此为核心，针对合成革工业废水特点，经过多年经验和多方案讨论比较、实验和攻关研究，开发出了创新型A3O工艺。将好氧池(O池)分解为独立的两段：包括碳化好氧段和硝化好氧段，前段主要消减COD，后端消减氨氮、总氮，为碳化菌和硝化菌分别营造了适合各自生存的条件；这样，在进一步去除COD的同时，氨氮、总氮去除率将有很大提高，为高氨氮、高总氮废水的生化处理找到了一条有效途径。
本发明提供的污水处理系统和方法采用创新型A3O工艺，实现高效厌氧+生物硝化+反硝化+物化沉淀机理，污水的生物脱氮过程包括：首先在高效厌氧的条件下，部分高分子的有机物发生水解；然后在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，再然后在缺氧条件下，利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气(N2)，气体从污水中释放出来，从根本上达到脱氮效果，充分发挥了厌氧技术节能、好氧高效的优势。
本工艺利用三段不同的环境，使悬浮和附着的微生物自然变异，通过自然竞争在三段形成各自优势，协调增效，从而达到高效和稳定去除COD、NH3-N和总氮目的；并充分利用水解酸化，好氧两种处理工艺的优势，使得污泥在系统内循环回流消解自溶，力求做到少污泥运行，没有二次污染。
附图说明
图1是本发明污水处理系统的流程图；
具体实施方式
下面对本发明的具体实施例做详细说明。
一种合成革、人造革化工类污水处理降总氮系统，其特征在于，包括调节池、厌氧罐、初沉池、硝化池、反硝化池、好氧池、二沉池、终沉池、清水池和回用水池；所述调节池的一个进口通过污水管引入高浓度废水，另一个进口通过污水管引入低浓度废水，所述调节池的出口通过污水管与所述厌氧罐的一个进口连接，所述厌氧罐的出口通过污水管与所述初沉池的进口连接，所述初沉池的一个出口通过污水管与所述硝化池的一个进口连接，所述硝化池的一个出口通过污水管与所述反硝化池的进口连接，所述反硝化池的一个出口通过污水管与所述好氧池的一个进口连接，所述好氧池的一个出口通过污水管与所述二沉池的进口连接，所述二沉池的一个出口通过污水管与所述终沉池的一个进口连接，所述终沉池的一个出口通过污水管与所述清水池的一个进口连接，所述清水池的出口与所述回用水池的进口连接；所述初沉池的另一个出口通过污泥回流管与所述厌氧罐的另一个进口连接，所述初沉池的还一个出口通过污泥回流管与污泥浓缩机的一个进口连接，所述好氧池的另一个出口通过污泥回流管与所述硝化池的另一个进口连接，所述二沉池的另一个出口通过污泥回流管与所述硝化池的还一个进口连接，所述二沉池的还一个出口通过污泥回流管与所述污泥浓缩池的另一个进口连接，所述终沉池的另一个出口通过污泥回流管与所述污泥浓缩池的一个进口连接，所述污泥浓缩池的出口通过污水管与压滤机的进口连接，所述压滤机的出口连接有污水管，压干的污泥委托有资质的单位处理。
所述清水池上设有紫外线消毒装置。
所述清水池的出口处设有流量计量系统。
所述好氧池的另一个进口通过风管与鼓风机连接。
上述污水处理系统处理降总氮污水的方法，包括如下步骤：
(1)合成革、人造革化工类企业的高、低浓度废水分开收集，并汇入调节池，调节水量浓度均化水质；
(2)调节池出水进入厌氧罐，厌氧罐内设置双层组合填料，采用生物膜法，废水经过厌氧降解后，厌氧菌把大部分人工合成的化学物质转化成甲烷等小分子物质，DMF等有机物经高效厌氧过程后的氨基转化为氨氮，氨氮浓度大幅高度增高，但大部分有机物在厌氧的条件下被厌氧微生物分解；
(3)厌氧罐出水到初沉池，进行初步沉淀，去除大部分SS和部分COD，保证已经混凝的有机物不进入后续生化系统；
(4)初沉池出水到硝化池，硝化池出水流入反硝化池，反硝化池内设潜水推流器，硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用，将废水中的氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应，由硝化菌参与的将亚硝酸转化为硝酸盐的反应，亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌，它们利用废水中的碳源，通过与氨氮的氧化还原反应获得能量；在缺氧条件下，利用硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气，而从废水中释放，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将硝化过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成N2气体，反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)；废水经过缺氧水解酸化处理后，利用水解产酸菌活性强记适应能力强的特点，在胞外酶的作用下，将废水中难以降解的大分子结构经水解酸化为成可溶性小分子，以提高BOD5/COD的比值，为后续好氧处理打下良好的基础；
(4)反硝化池出水进入好氧池，会迅速形成优势菌群，衍生出更多有益菌协同降解污染物，抑制有害菌、病原菌、平衡腐生细菌群落，抑制土著的寄生虫；好氧池内设置微穿孔管曝气，实现悬浮型活性污泥和附着型微生物多的生物相，采用活性污泥泥法；在好氧菌的作用下，易降解的有机物进一步分解，而氨氮、总氮则在硝化菌作用下，转化为NO2-N、NO3-N，含NO2-N、NO3-N的硝化液经回流进入硝化池内，硝化池出水流入反硝化池，在反硝化菌作用下以H+为共体，既有一定优质碳源的作用下，进行还原反应。NOx-N被还原成无害N2而释放，从而达到脱氮的目的；
(5)好氧池出水流入二沉池，二沉池出水流入终沉池，向终沉池前端的反应槽内投加PAC/PAM，使废水中悬浮物强型沉淀，终沉池的水经沉淀后达标直接排放。
好氧池内用鼓风机进行充氧，好氧菌利用有利的外界环境进行大量繁殖生长从而去除污水中的大量有机物，使水质得到改善。
初沉池的部分活性污泥回流至厌氧罐，二沉池的部分污泥回流至硝化池，好氧池的污泥回流至硝化池，初沉池的剩余活性污泥、终沉池的活性污泥和二沉池的剩余污泥分别进入污泥浓缩池，经压滤机干化脱水后，定期清理外运，委托有资质的单位处理。
好氧池内水的溶解氧等于2mg/L；清水池出口连接有回用水拴。
本发明提供的污水处理降总氮系统和方法，简化了污水处理流程，利用控制和管理，运行费用适宜，适用于合成革、人造革等化工污水处理站，该污水处理系统土建施工简单，工程施工周期短，占地面积小，所许配置的人员少，可根据不同水质、水量灵活调整。
上述实施例仅是本发明的较优实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种合成革、人造革化工类污水处理降总氮系统，其特征在于，包括调节池、厌氧罐、初沉池、硝化池、反硝化池、好氧池、二沉池、终沉池、清水池和回用水池；所述调节池的一个进口通过污水管引入高浓度废水，另一个进口通过污水管引入低浓度废水，所述调节池的出口通过污水管与所述厌氧罐的一个进口连接，所述厌氧罐的出口通过污水管与所述初沉池的进口连接，所述初沉池的一个出口通过污水管与所述硝化池的一个进口连接，所述硝化池的一个出口通过污水管与所述反硝化池的进口连接，所述反硝化池的一个出口通过污水管与所述好氧池的一个进口连接，所述好氧池的一个出口通过污水管与所述二沉池的进口连接，所述二沉池的一个出口通过污水管与所述终沉池的一个进口连接，所述终沉池的一个出口通过污水管与所述清水池的一个进口连接，所述清水池的出口与所述回用水池的进口连接；所述初沉池的另一个出口通过污泥回流管与所述厌氧罐的另一个进口连接，所述初沉池的还一个出口通过污泥回流管与污泥浓缩机的一个进口连接，所述好氧池的另一个出口通过污泥回流管与所述硝化池的另一个进口连接，所述二沉池的另一个出口通过污泥回流管与所述硝化池的还一个进口连接，所述二沉池的还一个出口通过污泥回流管与所述污泥浓缩池的另一个进口连接，所述终沉池的另一个出口通过污泥回流管与所述污泥浓缩池的一个进口连接，所述污泥浓缩池的出口通过污水管与压滤机的进口连接，所述压滤机的出口连接有污水管，压干的污泥委托有资质的单位处理。
2.根据权利要求1所述的一种合成革、人造革化工类污水处理降总氮系统，其特征在于，所述清水池上设有紫外线消毒装置。
3.根据权利要求1所述的一种合成革、人造革化工类污水处理降总氮系统，其特征在于，所述清水池的出口处设有流量计量系统。
4.根据权利要求1所述的一种合成革、人造革化工类污水处理降总氮系统，其特征在于，所述好氧池的另一个进口通过曝气管与鼓风机连接。
5.一种如权利要求4所述的一种合成革、人造革化工类污水处理降总氮系统处理污水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)合成革、人造革化工类企业的高、低浓度废水分开收集，并汇入调节池，调节水量浓度均化水质；
(2)调节池出水进入厌氧罐，厌氧罐内设置双层组合填料，采用生物膜法，废水经过厌氧降解后，厌氧菌把大部分人工合成的化学物质转化成甲烷等小分子物质，DMF等有机物经高效厌氧过程后的氨基转化为氨氮，氨氮浓度大幅高度增高，但大部分有机物在厌氧的条件下被厌氧微生物分解；
(3)厌氧罐出水到初沉池，进行初步沉淀，去除大部分SS和部分COD，保证已经混凝的有机物不进入后续生化系统；
(4)初沉池出水到硝化池，硝化池出水流入反硝化池，反硝化池内设潜水推流器，硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用，将废水中的氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应，由硝化菌参与的将亚硝酸转化为硝酸盐的反应，亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌，它们利用废水中的碳源，通过与氨氮的氧化还原反应获得能量；在缺氧条件下，利用硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气，而从废水中释放，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将硝化过程中产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成N2气体，反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)；废水经过缺氧水解酸化处理后，利用水解产酸菌活性强记适应能力强的特点，在胞外酶的作用下，将废水中难以降解的大分子结构经水解酸化为成可溶性小分子，以提高BOD5/COD的比值，为后续好氧处理打下良好的基础；
(4)反硝化池出水进入好氧池，会迅速形成优势菌群，衍生出更多有益菌协同降解污染物，抑制有害菌、病原菌、平衡腐生细菌群落，抑制土著的寄生虫；好氧池内设置微穿孔管曝气，实现悬浮型活性污泥和附着型微生物多的生物相，采用活性污泥泥法；在好氧菌的作用下，易降解的有机物进一步分解，而氨氮、总氮则在硝化菌作用下，转化为NO2-N、NO3-N，含NO2-N、NO3-N的硝化液经回流进入硝化池内，硝化池出水流入反硝化池，在反硝化菌作用下以H+为共体，既有一定优质碳源的作用下，进行还原反应。NOx-N被还原成无害N2而释放，从而达到脱氮的目的；
(5)好氧池出水流入二沉池，二沉池出水流入终沉池，向终沉池前端的反应槽内投加PAC/PAM，使废水中悬浮物强型沉淀，终沉池的水经沉淀后达标直接排放。
6.根据权利要求5所述的一种合成革、人造革化工类污水处理降总氮系统处理污水的方法，其特征在于，在好氧池内用鼓风机进行充氧，好氧菌利用有利的外界环境进行大量繁殖生长从而去除污水中的大量有机物，使水质得到改善。
7.根据权利要求5所述的一种合成革、人造革化工污水处理系统处理污水的方法，其特征在于，初沉池的部分活性污泥回流至厌氧罐，二沉池的部分污泥回流至硝化池，好氧池的污泥回流至硝化池，初沉池的剩余活性污泥、终沉池的活性污泥和二沉池的剩余污泥分别进入污泥浓缩池，经压滤机干化脱水后，定期清理外运，委托有资质的单位处理。
8.根据权利要求6所述的一种合成革、人造革化工类污水处理降总氮系统处理污水的方法，其特征在于，好氧池内水的溶解氧不低于2mg/L。
9.根据权利要求5所述的一种合成革、人造革化工类污水处理降总氮系统处理污水的方法，其特征在于，清水池出口连接有回用水拴。
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