CN109879527B - 一种复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理方法及系统，所述系统包括集水调节池、隔油池、混凝反应池、斜管沉淀池、芬顿反应池、气浮装置、生化调节池、A/O生化池、MBR膜池、超滤系统、同位硝化反硝化滤床、反渗透系统和排放池依次连接；所述方法包括如下步骤：将复杂高浓度有机氨氮废水通过预处理后，调pH至酸性，经絮凝、Fenton氧化、生化调节、A/O工艺、膜处理、滤床处理、反渗透处理，达标排放。本发明的方法和系统大大缩短复杂高浓度有机氨氮废水在生化处理过程中的停留时间，解决废水处理难的问题，后期维护运用费用低，占地面积小，提高了运行效率，同时也降低滤床处理及膜处理的负荷，可延长滤床及膜的使用寿命，降低成本。

Description

一种复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理方法及系统

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，具体来说，涉及一种复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理方法及系统。

背景技术

目前，畜禽养殖、化工及生活垃圾填埋等过程产生大量高浓度有机氨氮废水，其排放量大，成分复杂，污染物有机物和氨氮高、盐度高，属处理难度较大的废水。由于可生化性相对较差，碳氮比失衡等原因，导致出水氨氮、有机物等主要水质指标难以达标排放，严重危及环境与生态安全。

对于这类高浓度有机氨氮废水，往往采用物理-化学及生物的组合工艺，但由于浓度高，成分复杂等原因，要想使主要出水水质指标达标排放，就必然要在预处理阶段增加高级氧化以进一步强化复杂有机物的水解氧化，进而增加其可生化性；同时需要设立生物脱氮系统以削减氨氮负荷；最后还需设置多套膜过滤系统(如反渗透、超滤)等等。由于在物理化学-生化处理系统后增设膜过滤系统，生化系统出水水质必然会对膜过滤系统产生严重影响，尤其是其中的杂质，如污泥菌体、悬浮物等，会堵塞膜孔，增加膜组件的污染概率，减少膜组件的寿命，从而增加了膜组件的更换频率，最终导致膜处理成本居高不下。目前，采用传统组合工艺处理的成本高达50元/吨水，致使用户难以接受，导致这类高浓度有机氨氮废水的处理形势日益严峻。

因此，急需研发一套成本低、效果好的复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理方法及系统。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理方法及系统，解决目前复杂高浓度有机氨氮废水处理难、见效慢、长期出现堵塞等问题，可快速高效启动并强化处理复杂高浓度有机氨氮废水，实现污染物的协同去除和深度净化，在低成本条件下取得良好的处理效果。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理系统，包括集水调节池、隔油池、混凝反应池、斜管沉淀池、芬顿反应池、气浮装置、生化调节池、A/O生化池、MBR膜池、超滤系统、同位硝化反硝化滤床、反渗透系统和排放池依次连接，所述处理系统还包括：

微电脑控制系统，所述微电脑控制系统的第一端与供电装置电连接；

风机水泵变频控制系统，所述风机水泵变频控制系统的第一端与所述微电脑控制系统的第二端电连接；

曝气风机，设置在所述隔油池上，所述曝气风机与所述风机水泵变频控制系统的第二端电连接；

污水提升泵，设置在所述A/O生化池内，所述污水提升泵与所述风机水泵变频控制系统的第三端电连接；

返回提升泵，设置在排放池内，所述返回提升泵与所述风机水泵变频控制系统的第四端电连接；

排出泵，设置在排放池内，所述排出泵与所述风机水泵变频控制系统的第五端电连接；

搅拌装置和格栅井，设置在集水调节池内，所述搅拌装置与微电脑控制系统的第六端电连接。

进一步地，所述隔油池、所述A/O生化池和所述排放池内均设置有液位表和流量控制器，每个所述液位表和每个所述流量控制器均与所述微电脑控制系统电连接；

进一步地，所述污水提升泵与所述MBR膜池顶部的进水管网相连通，所述进水管网上设置有布水装置。

进一步地，所述返回提升泵与所述混凝反应池的进水管网相连通。

进一步地，所述曝气风机与所述隔油池顶部的布气管网相连通，所述布气管网埋设于所述隔油池内。

进一步地，所述同位硝化反硝化滤床的填料包括从上至下依次排列分布的氧化层、由GY-4型填料基质构成的填料层。

进一步地，所述GY-4型填料基质中含有假黄单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、丛毛单胞菌科及生丝微菌科的微生物。

进一步地，所述氧化层包括铁丝网、活性炭和棕垫层；所述铁丝网、活性炭包覆在棕垫层内；所述氧化层由所述铁丝网经过酸洗、水洗、晾干处理后与活性炭一起包覆在棕垫层内制备而成。优选地，所述酸洗采用稀盐酸去除铁锈即可。

进一步地，所述GY-4型填料基质，通过将矿化垃圾和陶粒混合后在硝化细菌培养基中培养制备得到；所述矿化垃圾和陶粒的质量比为1：(3～7)。

本发明所述培养均在室温下，空气中即可；所述GY-4型填料基质培养过程如下：将矿化垃圾和陶粒混合后置于硝化细菌培养基中浸泡搅拌90～150S，混匀；每隔两天，更换新鲜的硝化细菌培养基混匀，培养10天后，过滤，完成。通过培养，可实现如下效果：1、适量提高微生物丰度，2、使微生物附着于陶粒表面，陶粒的作用不仅仅是吸附和支撑，而在生物降解污染物方面也发挥作用。所述硝化细菌培养基可以是常规的硝化细菌培养基即可。优选地，所述硝化细菌培养基为：将硫酸铵100～300mg、碳酸氢钠20～40mg、磷酸氢二钾0.05～2g、硫酸镁100～300mg、硫酸铜0.1～2mg、硫酸锌0.3～3mg和水1L混合后，调pH为7～8，即得。优选地，所述GY-4型填料基质的孔隙率为25～35％，堆积密度为0.9～1.5g/cm³。优选地，所述孔隙率为30％，堆积密度为0.9～1.5g/cm³。优选地，所述GY-4型填料基质中假黄单胞菌属Pseudoxanthomonas(所属黄单胞菌科Xanthomonadaceae)、鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas(所属鞘脂单胞菌科Sphingomonadaceae)、丛毛单胞菌科Comamonadaceae及生丝微菌科Hyphomicrobiaceae丰度分别为12.73～15.69％、12.29～15.52％、8.82～11.03％及6.40～9.95％。

进一步地，所述斜管沉淀池和气浮装置均与污泥浓缩池连接。

进一步地，所述污泥浓缩池设置有压滤机。

进一步地，所述隔油池中设置有吸附材料。优选地，所述吸附材料为活性炭或矿化垃圾等，隔油池内可安装搅拌装置。

进一步地，所述混凝反应池和芬顿反应池的上部设置有投放装置和搅拌装置，所述投放装置的试剂投放管深入池内液面下。

进一步地，所述反渗透系统包括高压泵、进水管、反渗透膜压力容器、回水管、出水管；所述反渗透膜压力容器两端分别连接进水管和回水管，所述回水管连通芬顿反应池；所述进水管连通同位硝化反硝化滤床的排水管道，所述进水管上还设置有加压泵；所述出水管上设置有自吸泵；所述出水管连接反洗系统，所述反洗系统包括化学清洗装置；所述自吸泵的出水口与排放池连接。通过自吸泵和高压泵加快废水的流速和过滤的效率。通过化学清洗装置，可减少反渗透系统的污堵。

进一步地，所述反渗透膜压力容器包括并联设置的第一反渗透膜压力容器和第二反渗透膜压力容器、与第一反渗透膜压力容器和第二反渗透膜压力容器串联设置的第三反渗透膜压力容器。更进一步地，所述反渗透膜压力容器内设置有反渗透膜。通过多个并联和串联设置，提高过滤效率。

进一步地，所述同位硝化反硝化滤床还包括布水管、景观植物层、土壤层、承托层和排水管道；所述布水管均匀排布在景观植物层，所述土壤层设置在景观植物层和氧化层之间，所述承托层设置在GY-4型填料基质层远离布水管的一侧；所述承托层与GY-4型填料基质层之间还设置有一层煤矸石层；所述排水管道设置在所述承托层之间；所述排水管道上设置有收集孔；所述布水管上设置有排水孔。所述煤矸石层的煤矸石粒径在1～4mm。优选地，布水管平行分布，其内径为20mm，两两布水管之间的间距为1m。排水管道均匀分布在承托层底部，平行分布，其内径为20cm，排水管两两之间的间距为1m。污染物的去除效果随着同位硝化反硝化滤床高度的增加而增加，GY-4型填料基质层高度在60-80mm间，处理效果达到最高值，氨氮去除率90％以上，COD去除率85％以上，当同位硝化反硝化滤床高度超过1m时，处理效果达到稳定值。优选地，所述承托层包括碎石、卵石或砾石等矿物质凝结物；所述承托层内的矿物质凝结物(碎石、卵石或砾石等)的粒径为1～5cm。优选地，所述GY-4型填料基质层厚度为同位硝化反硝化滤床高度的0.4～0.9倍。优选地，所述承托层的厚度为同位硝化反硝化滤床高度的0.01～0.2倍。上述的同位硝化反硝化滤床，优选的，所述同位硝化反硝化滤床的高度为0.9m～1.5m；所述GY-4型填料基质层的厚度为0.6m～1.0m；所述承托层的厚度为30～50mm。优选地，废水处理量与同位硝化反硝化滤床的面积比为1:1-3:1，高为0.9-1.5m，具体比例需根据废水处理站涉及的人口及进水浓度进行选择。

优选地，所述景观植物为马尼拉草、台湾青草坪、芦苇、香蒲、灯心草、菖蒲、美人蕉、黄花鸢尾、茭白、风车草、再力花、香根草、水葫芦、凤眼莲、浮萍、风信子、荷花、睡莲、满江红、水浮莲、苦草、黑藻、伊乐藻、狐尾藻、莎草、河柳、水杉、池杉等，每平方米用种量为10-15克。所述土壤层高0.3-0.5米，土地较为平整，土壤中不含有石子和其他杂物等。

另一方面，本发明提供一种复杂高浓度有机氨氮废水的处理方法，包括如下步骤：

1)将复杂高浓度有机氨氮废水通过预处理后，调pH至酸性，经絮凝、Fenton氧化后分别静置沉淀、过滤；

2)经步骤1)处理的复杂高浓度有机氨氮废水经生化调节处理、A/O工艺处理、MBR膜处理、超滤处理后进入设置有GY-4型填料基质层和氧化层的同位硝化反硝化滤床中处理；

3)经步骤2)处理的复杂高浓度有机氨氮废水进入反渗透系统进行处理，处理的浓水排至填埋场或返回步骤1)；净化后的水达标排放；

所述GY-4型填料基质含有假黄单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、丛毛单胞菌科及生丝微菌科的微生物；

所述氧化层包括铁丝网、活性炭和棕垫层；所述铁丝网、活性炭包覆在棕垫层内。

进一步地，所述预处理过程如下：复杂高浓度有机氨氮废水经收集管道进入格栅井初级过滤后汇入集水调节池，进一步在隔油池中去除油脂、曝气处理和吸附过滤。这一过程将复杂高浓度有机氨氮废水中的部分难降解物质进行截留、油脂进行去除、大颗粒和微生物进行吸附过滤，利于后续同位硝化反硝化滤床的处理，避免对同位硝化反硝化滤床造成堵塞。

进一步地，所述沉淀过程如下：经过预处理后的复杂高浓度有机氨氮废水中添加酸调pH至酸性，再添加絮凝剂，完成后静置沉淀，沉淀的物质经池底排出，向经絮凝剂处理的复杂高浓度有机氨氮废水中添加Fenton氧化剂，完成芬顿氧化，产生的沉淀经池底排出，上清液转入下一流程。所述絮凝剂添加过程如下：依次加入酸性无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂，酸性无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂的投加浓度分别为100-2000ppm、1～5ppm。所述酸性无机高分子絮凝药剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝或其组合。所述有机高分子絮凝药剂为阳离子聚丙烯酰胺或阴离子聚丙烯酰胺。投加的Fenton氧化剂的量，视需要去除COD的量，优选地，Fenton氧化剂投加量以ppm计算，用量如下：H₂O₂(100％):COD＝1:1～5，Fe²⁺/H₂O₂(100％)＝0.5～5。

进一步地，所述净化后的水排放前，检测COD情况，若达标，则排放；若不达标，则返回步骤1)再次处理。若过滤前，废水中pH过低，则向废水中投加液碱或石灰乳调节pH6～9，添加高分子絮凝剂，絮凝沉降后达标排放。优选地，所述高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺。所述高分子絮凝剂的添加量为1～10ppm。

所述GY-4型填料基质含有假黄单胞菌属Pseudoxanthomonas(所属黄单胞菌科Xanthomonadaceae)、鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas(所属鞘脂单胞菌科Sphingomonadaceae)、丛毛单胞菌科Comamonadaceae(例如，土生丛毛单胞菌、水生丛毛单胞菌、睾丸酮丛毛单胞菌等)及生丝微菌科Hyphomicrobiaceae均具有较强的氨氧化功能，为后续复杂高浓度有机氨氮废水的处理提供良好基础，直接采用矿化垃圾与陶粒进行培养，免去复杂繁琐的接种、培养功能微生物的步骤，简单高效。

假黄单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、生丝微菌科可高效降解复杂高浓度有机氨氮废水中的有机质，净化复杂高浓度有机氨氮废水；

丛毛单胞菌科可有效降低复杂高浓度有机氨氮废水中的有机质，例如纤维素、氨氮有机物等；

丛毛单胞菌科及生丝微菌科可有效对复杂高浓度有机氨氮废水进行除臭等。

本发明提供的设置的同位硝化反硝化滤床，具有如下功效：

(1)首先，所述填料基质在培养过程中，使培养基与材料充分混合，在培养过程中使功能微生物迅速附着在陶粒表面，通过多孔结构进入陶粒内部，进而快速富集功能微生物，利于后续高效去除污染物；所述填料基质中的陶粒可增加基质的骨架结构，有效避免同位硝化反硝化滤床在工作过程中由于沉降与压实造成的堵塞现象，显著提高工作过程中的抗水力冲击能力；填料基质中的微生物对污染物具有拦截和吸附作用，而且陶粒多孔带来的较大比表面积利于微生物的聚集和生物膜的形成，进而促进生物膜对污染物的降解代谢功能；填料基质由于陶粒的存在增大了复合填料的孔隙率，增加下水速度，在不改变处理水量的前提下，可通过增加同位硝化反硝化滤床高度来减小占地面积。另外，填料基质中的矿化垃圾本身具有较大比表面积、松散结构、较好的水力传导和渗透性能，可利于废水的处理。

(2)其次，所述氧化层中的铁丝网或废弃铁屑与复杂高浓度有机氨氮废水中的一些污染物发生还原反应，可提高废水的生物可降解性(复杂高浓度有机氨氮废水pH值一般介于6.5-7.5之间)；随着铁的腐蚀氧化增强，废水中的部分氨氮被氧化去除；亚铁离子在微生物作用下实现双重对氨氮、磷等进行去除，降低废水的COD和氨氮；

(3)第三，煤矸石孔径多，可吸附从填料基质层中带出的微生物，可进一步进行生化处理，二次利用，效率高；第四，承托层可有效支撑整个同位硝化反硝化滤床，利于后续处理好的水的排出。

(4)顶层种植的植物耐寒、耐旱、耐踏、耐热根系发达，易于生长。除了平整美观，还可以吸收一部分的N和P，除掉臭味。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明提供的一种复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理方法，首先通过预处理，将复杂高浓度有机氨氮废水中的悬浮物、较大颗粒进行过滤，以免后续对生化处理造成等影响；通过沉淀处理，可将废水中的带电微粒、降解的有机物、重金属离子等进行稳定，形成絮凝沉淀，为后续的膜过滤提供条件，同时可降低COD；通过生化调节池和A/O生化处理，可去除部分有机物同时去除氮、磷；通过MBR膜及超滤系统处理将重金属离子和盐类进行了截留；通过同位硝化反硝化滤床处理，将废水中的有机物、氨氮等进行微生物降解，而且生化反应可快速高效的启动，既能降解废水中有机物、氨氮，还能吸附去除臭气，基本能够脱除80％～90％的氨氮，快速降低COD，降低废水的色度，去除臭气，达到进一步减低氨氮、COD和BOD的功效，同时部分金属离子和盐类被吸附；通过反渗透系统处理后达到排放标准。

本发明提供的复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理系统，首先，处理系统其具有同位硝化反硝化滤床的优点，其同位硝化反硝化滤床具有填料基质层的优点，基质层位于中部，利于吸附有机物，提升微生物降解的时间，另外承托层可有效支撑整个同位硝化反硝化滤床，利于后续处理好的水的排出。其次，特殊的同位硝化反硝化滤床和厌氧生物池中的填料基质，经过科学的微生物配比处理复杂高浓度有机氨氮废水，利于去除氨氮污染，降低出水色度，大大提升出水水质。第三，通过膜处理金属离子和盐类，为滤床处理减负。第四，系统采用微电脑全自动控制系统进行操作，不需要人工管理和维护，低碳、节能、环保，既有效利用自然界能源，也降低了运行费用，提高了复杂高浓度有机氨氮废水处理程度。第五，顶层种植的植物耐寒、耐旱、耐踏、耐热根系发达，易于生长；除了平整美观，还可以吸收一部分的N和P，除掉臭味。

本发明的处理方法大大缩短复杂高浓度有机氨氮废水在生化处理过程中的停留时间，解决复杂高浓度有机氨氮废水处理难的问题，后期维护运用费用低，占地面积小，提高了运行效率，同时也降低膜处理的负荷，可延长膜的使用寿命，降低成本。

本发明所述的处理系统和处理方法在处理复杂高浓度有机氨氮废水时，启动快捷(功能微生物富集后可快速实现微生物的功能)，结构简单，便于施工，设备需求少，操作简单，运行稳定，维护费用低，避免二次污染，安全可靠，有效的改善生物同位硝化反硝化滤床堵塞和运行成本高问题，延长运行寿命同时提高了实用性，氨氮去除率达到90％以上，COD去除率达到85％以上，BOD处理达到75％以上，COD出水浓度小于20mg/L，氨氮出水浓度小于1mg/L。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明优选实施例的处理系统示意图。图1中，1：集水池、14：隔油池、2：混凝反应池、3：斜管沉淀池、4：芬顿反应池、5：气浮装置、6：生化调节池、7：A/O生化池、8：MBR膜池、9：超滤系统、10：同位硝化反硝化滤床、11：反渗透系统、12：排放池、13：污泥浓缩池、A：进水、B：出水。

图2为本发明优选实施例的处理系统的系统连接示意图。

图3为本发明优选实施例的同位硝化反硝化滤床的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下实施例中所采用的复杂高浓度有机氨氮废水的污染问题给周边的生态环境造成了十分恶劣的影响。

实施例1

GY-4型填料基质，制备过程如下：

1)选择在填埋场已经填埋5～40年，并剔除其中颗粒大于10mm的石子、碎玻璃、未完全降解的橡胶塑料以及木棒、纸类等杂物后，含水率20～36％的矿化垃圾；所述矿化垃圾中假黄单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、丛毛单胞菌科Comamonadaceae及生丝微菌科Hyphomicrobiaceae丰度分别高达12.73％、12.29％、8.82％及6.40％。

2)选择呈椭球型，粒径在6～13mm，其堆积密度为0.9-1.5g/cm³，孔隙率为0.3～0.7的陶粒；

3)将矿化垃圾和陶粒按质量比为1：(3～7)混合后置于硝化细菌培养基中浸泡搅拌150S，混匀；每隔两天，更换新鲜的硝化细菌培养基混匀，培养10天后，完成初级填料基质；所述初级填料基质中假黄单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、丛毛单胞菌科及生丝微菌科丰度分别为12.73～15.69％、12.29～15.52％、8.82～11.03％及6.40～9.95％。所述硝化细菌培养基为：将硫酸铵300mg、碳酸氢钠40mg、磷酸氢二钾0.05g、硫酸镁100mg、硫酸铜0.1mg、硫酸锌0.3mg和水1L混合后，调pH为7～8，即得。

所得填料基质的孔隙率为25～35％，堆积密度为0.9～1.5g/cm³。所述填料基质中黄单胞菌属、鞘脂菌属、丛毛单胞菌科及生丝微菌科的丰度分别为12.73～15.69％、12.29～15.52％、8.82～11.03％及6.40～9.95％。

实施例2

复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理系统，包括集水调节池1、隔油池14、混凝反应池2、斜管沉淀池3、芬顿反应池4、气浮装置5、生化调节池6、A/O生化池7、MBR膜池8、超滤系统9、同位硝化反硝化滤床10、反渗透系统11和排放池12依次连接，所述处理系统还包括：供电装置23；微电脑控制系统22，所述微电脑控制系统22的第一端与所述供电装置23电连接；风机水泵变频控制系统15，所述风机水泵变频控制系统15的第一端与所述微电脑控制系统22的第二端电连接；曝气风机16，设置在所述隔油池14上，所述曝气风机16与所述风机水泵变频控制系统15的第二端电连接；污水提升泵17，设置在所述A/O生化池内，所述污水提升泵17与所述风机水泵变频控制系统15的第三端电连接；返回提升泵20，设置在排放池内，所述返回提升泵20与所述风机水泵变频控制系统15的第四端电连接；排出泵21，设置在排放池内，所述排出泵21与所述风机水泵变频控制系统15的第五端电连接；所述集水调节池1内设置有搅拌装置和格栅井，所述搅拌装置与微电脑控制系统22的第六端电连接；

其中，所述隔油池14、所述A/O生化池和所述排放池内均设置有液位表18和流量控制器19，每个所述液位表和每个所述流量控制器均与所述微电脑控制系统22电连接，实现了对所述隔油池2、所述A/O生化池和所述排放池内的状态实时监控和综合处理；所述污水提升泵17与所述MBR膜池顶部的进水管网相连通，所述进水管网上设置有布水装置；所述返回提升泵20与所述混凝反应池的进水管网相连通；所述曝气风机16与所述隔油池14顶部的布气管网相连通，所述布气管网埋设于所述隔油池的吸附材料内；所述吸附材料优选为活性炭、矿化垃圾等

所述同位硝化反硝化滤床10的填料包括从上至下依次排列分布的布水管、景观植物层101、土壤层102、氧化层103、由GY-4型填料基质(实施例1制备的)构成的填料层104、煤矸石层105、承托层106和排水管道；所述布水管均匀排布在景观植物层，所述布水管上设置有排水孔，布水管平行分布，其内径为20mm，两两布水管之间的间距为1m；所述景观植物为马尼拉草、台湾青草坪等，每平方米用种量为10-15克；所述土壤层高0.3-0.5米，土地较为平整，土壤中不含有石子和其他杂物等。所述氧化层包括铁丝网、活性炭和棕垫层；所述铁丝网、活性炭包覆在棕垫层内；所述氧化层由所述铁丝网经过酸洗、水洗、晾干处理后与活性炭一起包覆在棕垫层内制备而成；优选地，所述酸洗采用稀盐酸去除铁锈即可；所述煤矸石层的煤矸石粒径在1～4mm；所述承托层包括碎石、卵石或砾石等矿物质凝结物；所述承托层内的矿物质凝结物(碎石、卵石或砾石等)的粒径为1～5cm；所述排水管道上设置有收集孔；排水管道均匀分布在承托层内的底部，平行分布，其内径为20cm，排水管两两之间的间距为1m；污染物的去除效果随着同位硝化反硝化滤床高度的增加而增加，GY-4型填料基质层高度在60-80mm间，处理效果达到最高值，氨氮去除率90％以上，COD去除率85％以上，当同位硝化反硝化滤床高度超过1m时，处理效果达到稳定值。优选地，所述GY-4型填料基质层厚度为同位硝化反硝化滤床高度的0.4～0.9倍。优选地，所述承托层的厚度为同位硝化反硝化滤床高度的0.01～0.2倍。上述的同位硝化反硝化滤床，优选的，所述同位硝化反硝化滤床的高度为0.9m～1.5m；所述GY-4型填料基质层的厚度为0.6m～1.0m；所述承托层的厚度为30～50mm。优选地，废水处理量与同位硝化反硝化滤床的面积比为1:1-3:1，高为0.9-1.5m。所述景观植物为马尼拉草、台湾青草坪、芦苇、香蒲、灯心草、菖蒲、美人蕉、黄花鸢尾、茭白、风车草、再力花、香根草、水葫芦、凤眼莲、浮萍、风信子、荷花、睡莲、满江红、水浮莲、苦草、黑藻、伊乐藻、狐尾藻、莎草、河柳、水杉、池杉等，每平方米用种量为10-15克。所述土壤层高0.3-0.5米，土地较为平整，土壤中不含有石子和其他杂物等。

所述斜管沉淀池和气浮装置均与污泥浓缩池连接；所述污泥浓缩池设置有压滤机；所述隔油池中设置有吸附材料；所述混凝反应池和芬顿反应池的上部设置有投放装置和搅拌装置，所述投放装置的试剂投放管深入池内液面下，利于复杂高浓度有机氨氮废水的处理；投放装置可以设置为由微电脑控制系统控制的自动投放装置，也可以是人工投放装置。

所述反渗透系统包括高压泵、进水管、反渗透膜压力容器、回水管、出水管；所述反渗透膜压力容器两端分别连接进水管和回水管，所述回水管连通芬顿反应池；所述进水管连通同位硝化反硝化滤床的排水管道，所述进水管上还设置有加压泵；所述出水管上设置有自吸泵；所述出水管连接反洗系统，所述反洗系统包括化学清洗装置；所述自吸泵的出水口与排放池连接。通过自吸泵和高压泵加快废水的流速和过滤的效率。通过化学清洗装置，可减少反渗透系统的污堵。

所述反渗透膜压力容器包括并联设置的第一反渗透膜压力容器和第二反渗透膜压力容器、与第一反渗透膜压力容器和第二反渗透膜压力容器串联设置的第三反渗透膜压力容器。更进一步地，所述反渗透膜压力容器内设置有反渗透膜。通过多个并联和串联设置，提高过滤效率。

本发明的处理系统，通过供电装置供电，所述处理系统通过所述微电脑控制系统控制风机水泵变频控制系统，对曝气风机、污水提升泵、返回提升泵、排出泵的工作状态进行自动控制，实现了废水处理系统的自动化，降低了运行费用，提高了复杂高浓度有机氨氮废水处理程度。通过风机水泵变频控制系统的控制，实现对收集的废水进行自动化处理，全自动管理和维护，低碳节能环保，既有效利用自然界能源，也降低了运行费用，提高了复杂高浓度有机氨氮废水处理程度。

实施例3

江西省万年县某垃圾堆场产生的渗滤液，其水质如表1，污水处理规模为150m³/d。垃圾填埋区产生的垃圾渗滤液经专用的收集管道通过机械格栅汇入集水调节池，再经过本发明的工艺进行处理。相比于传统工艺，采用本发明处理的效果如表2所示，主要水质指标均达到GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》规定的限值，顺利验收，同时大大降低了后续膜处理成本。

表1：万年某垃圾渗滤液水质单位：毫克/升(pH除外)

项目参数	进水浓度值	出水标准
			COD	≧10000	60
氨氮	≧2000	8
			SS	≧800	30
总氮	≧2000	30
			pH	6-9	6-9

表2采用基于本发明的万年某垃圾渗滤液处理工程实际效果

处指标	传统工艺	本实施例
			COD去除率(％)	>98	>99.8
出水COD浓度(mg/L)	50～200	<20
			氨氮去除率(％)	>99	>99.75
出水氨氮浓度(mg/L)	7～20	<5
			SS去除率(％)	>90	>97.5
SS出水浓度(mg/L)	30～80	<20
			膜组件更换频率(次/年)	3～5	<1
处理成本(元/吨水)	45～60	<35

除去率参数选择说明：以上三种参数是影响水质关键值，所以在计算除去率时仅选取COD/SS/氨氮三个参数进行分析。

实施例4

江西省铅山县某垃圾堆场产生的渗滤液，其水质如表3，污水处理规模为100m³/d。垃圾渗滤液经专用的收集管道通过机械格栅汇入集水调节池，再经过本发明的工艺进行处理。相比于传统工艺，采用本发明实施例2的效果如表4所示，主要水质指标均达到GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》规定的限值，工程顺利验收。

表3：铅山某垃圾渗滤液水质单位：毫克/升(pH除外)

项目参数	进水浓度值	出水标准
			COD	≧8000	60
氨氮	≧1500	8
			SS	≧900	30
总氮	≧1500	30
			pH	6-9	6-9

表4采用基于本发明的铅山某垃圾渗滤液处理工程实际效果

处理指标	传统工艺	本实施例
			COD去除率(％)	>97.5	>99.77
出水COD浓度(mg/L)	50～200	<18
			氨氮去除率(％)	>98.66	>99.6
出水氨氮浓度(mg/L)	7～20	<6
			SS去除率(％)	>91.11	>98
SS出水浓度(mg/L)	30～80	<18
			膜组件更换频率(次/年)	3～5	<1
处理成本(元/吨水)	45～55	<32

除去率参数选择说明：以上三种参数是影响水质关键值，所以在计算除去率时仅选取COD/SS/氨氮三个参数进行分析。

实施例5

江西省万年县某猪场废水经厌氧发酵后，其水质如表5，污水处理规模为150m³/d。经过本发明的工艺进行处理的效果如表6所示，主要水质指标均达到畜禽养殖业污染物排放标准GB18596-2001规定的限值，工程顺利验收。

表5：万年某猪场水质单位：毫克/升(pH除外)

项目参数	进水浓度值	出水标准
			COD	933	400
氨氮	618	80
			总磷	63	8
pH	6-9	6-9

表6采用基于本发明的万年某猪场废水处理工程实际效果

处理指标	本实施例
		COD去除率(％)	97.48
出水COD浓度(mg/L)	23.5
		氨氮去除率(％)	99.16
出水氨氮浓度(mg/L)	5.2
		总磷去除率(％)	99.92
出水总磷浓度(mg/L)	0.05

除去率参数选择说明：以上三种参数是影响水质关键值，所以在计算除去率时仅选取COD/总磷/氨氮三个参数进行分析。

实施例6

江西省万年县某猪场废水经厌氧发酵后，其水质如表7，污水处理规模为100m³/d。经过本发明的工艺进行处理的效果如表8所示，主要水质指标均达到畜禽养殖业污染物排放标准GB18596-2001规定的限值，工程顺利验收。

表7：万年某猪场水质单位：毫克/升(pH除外)

项目参数	进水浓度值	出水标准
			COD	2810	400
氨氮	1420	80
			总磷	82	8
pH	6-9	6-9

表8采用基于本发明的万年某猪场废水处理工程实际效果

除去率参数选择说明：以上三种参数是影响水质关键值，所以在计算除去率时仅选取COD/总磷/氨氮三个参数进行分析。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理系统，其特征在于，包括依次连接的集水调节池、隔油池、混凝反应池、斜管沉淀池、芬顿反应池、气浮装置、生化调节池、A/O生化池、MBR膜池、超滤系统、同位硝化反硝化滤床、反渗透系统和排放池，所述处理系统还包括：

微电脑控制系统，所述微电脑控制系统的第一端与供电装置电连接；

风机水泵变频控制系统，所述风机水泵变频控制系统的第一端与所述微电脑控制系统的第二端电连接；

曝气风机，设置在所述隔油池上，所述曝气风机与所述风机水泵变频控制系统的第二端电连接；

污水提升泵，设置在所述A/O生化池内，所述污水提升泵与所述风机水泵变频控制系统的第三端电连接；

返回提升泵，设置在排放池内，所述返回提升泵与所述风机水泵变频控制系统的第四端电连接；

排出泵，设置在排放池内，所述排出泵与所述风机水泵变频控制系统的第五端电连接；

搅拌装置和格栅井，设置在集水调节池内，所述搅拌装置与微电脑控制系统的第六端电连接；

所述同位硝化反硝化滤床的填料包括从上至下依次排列分布的氧化层、由GY-4型填料基质构成的填料层；

所述GY-4型填料基质，通过将矿化垃圾和陶粒混合后在硝化细菌培养基中培养制备得到；所述矿化垃圾和陶粒的质量比为1：(3～7)。

2.根据权利要求1所述的复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理系统，其特征在于，所述隔油池、所述A/O生化池和所述排放池内均设置有液位表和流量控制器，每个所述液位表和每个所述流量控制器均与所述微电脑控制系统电连接；

所述污水提升泵与所述MBR膜池顶部的进水管网相连通，所述进水管网上设置有布水装置；

所述返回提升泵与所述混凝反应池的进水管网相连通；

所述曝气风机与所述隔油池顶部的布气管网相连通，所述布气管网埋设于所述隔油池内。

3.根据权利要求1所述的复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理系统，其特征在于，

所述GY-4型填料基质中含有假黄单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、丛毛单胞菌科及生丝微菌科的微生物；

所述氧化层包括铁丝网、活性炭和棕垫层；所述铁丝网、活性炭包覆在棕垫层内；所述氧化层由所述铁丝网经过酸洗、水洗、晾干处理后与活性炭一起包覆在棕垫层内制备而成。

4.根据权利要求1所述的复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理系统，其特征在于，所述GY-4型填料基质培养过程如下：将矿化垃圾和陶粒混合后置于硝化细菌培养基中浸泡搅拌90～150S，混匀；每隔两天，更换新鲜的硝化细菌培养基混匀，培养10天后，过滤，完成。

5.根据权利要求1所述的复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理系统，其特征在于，所述斜管沉淀池和气浮装置均与污泥浓缩池连接；

所述污泥浓缩池设置有压滤机；所述隔油池中设置有吸附材料；

所述混凝反应池和芬顿反应池的上部设置有投放装置和搅拌装置，所述投放装置的试剂投放管深入池内液面下；

所述反渗透系统包括高压泵、进水管、反渗透膜压力容器、回水管、出水管；所述反渗透膜压力容器两端分别连接进水管和回水管，所述回水管连通芬顿反应池；所述进水管连通同位硝化反硝化滤床的排水管道，所述进水管上还设置有加压泵；所述出水管上设置有自吸泵；所述出水管连接反洗系统，所述反洗系统包括化学清洗装置；所述自吸泵的出水口与排放池连接；

所述反渗透膜压力容器包括并联设置的第一反渗透膜压力容器和第二反渗透膜压力容器、与第一反渗透膜压力容器和第二反渗透膜压力容器串联设置的第三反渗透膜压力容器。

6.根据权利要求4所述的复杂高浓度有机氨氮废水的强化处理系统，其特征在于，所述同位硝化反硝化滤床还包括布水管、景观植物层、土壤层、承托层和排水管道；所述布水管均匀排布在景观植物层，所述土壤层设置在景观植物层和氧化层之间，所述承托层设置在GY-4型填料基质层远离布水管的一侧；所述承托层与GY-4型填料基质层之间还设置有一层煤矸石层；所述排水管道设置在所述承托层内的底部；所述排水管道上设置有收集孔；所述布水管上设置有排水孔；

所述景观植物包括马尼拉草、台湾青草坪、芦苇、香蒲、灯心草、菖蒲、美人蕉、黄花鸢尾、茭白、风车草、再力花、香根草、水葫芦、凤眼莲、浮萍、风信子、荷花、睡莲、满江红、水浮莲、苦草、黑藻、伊乐藻、狐尾藻、莎草、河柳、水杉、池杉或其组合。

7.一种运用权利要求1～6任一所述的处理系统对复杂高浓度有机氨氮废水进行处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将复杂高浓度有机氨氮废水通过预处理后，调pH至酸性，经絮凝、Fenton氧化后分别静置沉淀、过滤；

2)步骤1)处理的复杂高浓度有机氨氮废水经生化调节处理、A/O工艺处理、MBR膜处理、超滤处理后进入设置有GY-4型填料基质层和氧化层的同位硝化反硝化滤床中处理；

3)经步骤2)处理的复杂高浓度有机氨氮废水进入反渗透系统进行处理，处理的浓水排至填埋场或返回步骤1)；净化后的水达标排放；

所述GY-4型填料基质含有假黄单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、丛毛单胞菌科及生丝微菌科的微生物；

所述氧化层包括铁丝网、活性炭和棕垫层；所述铁丝网、活性炭包覆在棕垫层内；

所述预处理过程如下：复杂高浓度有机氨氮废水经收集管道进入格栅井初级过滤后汇入集水调节池，进一步在隔油池中去除油脂、曝气处理和吸附过滤。

8.根据权利要求7所述的处理的方法，其特征在于，所述沉淀过程如下：经过预处理后的复杂高浓度有机氨氮废水中添加酸调pH至酸性，再添加絮凝剂，完成后静置沉淀，沉淀的物质经池底排出，向经絮凝剂处理的复杂高浓度有机氨氮废水中添加Fenton氧化剂，完成芬顿氧化，产生的沉淀经池底排出，上清液转入下一流程。

9.根据权利要求7所述的处理的方法，其特征在于，所述净化后的水排放前，检测COD情况，若达标，则排放；若不达标，则返回步骤1)再次处理。

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