CN111137977A - 一种高氮废水处理装置及处理方法 - Google Patents

一种高氮废水处理装置及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高氮废水处理装置和处理方法。本发明的高氮废水处理装置，包括：厌氧消化池(1)、硝化滴滤池(3)、第一集水池(5)、淹没固定床(10)和第二集水池(8)，厌氧消化池(1)通过管道与硝化滴滤池(3)连通，硝化滴滤池(3)通过管道与第一集水池(5)连通，第一集水池(5)通过管道与淹没固定床(10)连通，淹没固定床(10)通过管道与第二集水池(8)连通。本发明的高氮废水处理装置及处理方法利用硝化滴滤池(3)和淹没固定床(10)进行耦合，操作简单，在去除有机物和氮的基础上，降低了废水的浊度。

Description

一种高氮废水处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种高氮废水处理装置及处理方法。
背景技术
目前，随着水体富营养化问题的加剧，人们对高氮废水越来越关注。水体富营养化的主要原因是水体中氮磷含量的增加，而导致氮磷含量增加的首要污染物是氨氮化合物。目前国内对高氮废水主要采用生化方法的预处理方式，如A/O，A2/O等工艺，再进行活性炭吸附、氧化塘等深度处理。但这些工艺受回流比、经济等多种因素的影响。
经检索，中国专利申请号为201711118546.7，申请公开日为2018年5月11日的专利申请文件公开了一种用于高氮废水处理的生物炭4过滤系统及其运行方式，以生物炭为填料基础进行从上到下进行填充，虽然填料可以吸附高氮污水，且可以利用表面生物膜进行硝化反硝化，使得污水达到处理效果，但容易造成颗粒积累使得系统堵塞，不能保证系统稳定运行。
中国申请专利号为201710838754.8，申请公开日2017年12月19日的专利申请文件公开了一种反硝化集耦合除磷与厌氧氨氧化于一体的废水处理工艺，采用缺氧/厌氧脱氮除磷生物滤池反应器对高氮废水进行处理，但该实验过程步骤多，操作不方便。
因此，需要一种高氮废水处理装置及处理方法。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的高氮废水处理装置及处理方法，利用硝化滴滤池3和淹没固定床10进行耦合，操作简单，有效去除浊度、有机物和氮。
本发明的一个方面，提供了一种高氮废水处理装置，包括：厌氧消化池1、硝化滴滤池3、第一集水池5、淹没固定床10和第二集水池8，
厌氧消化池1通过管道与硝化滴滤池3连通，硝化滴滤池3通过管道与第一集水池5连通，第一集水池5通过管道与淹没固定床10连通，淹没固定床10通过管道与第二集水池8连通。
进一步地，上述高氮废水处理装置，还包括：第一滴灌布水器12和第一出水集水器13，第一滴灌布水器12设置在硝化滴滤池3顶部，第一出水集水器13设置在硝化滴滤池3底部，第一滴灌布水器12上间隔设置多个滴头，
硝化滴滤池3包括一个或多个硝化滴滤容器，各硝化滴滤容器顶部与滴头连通，各硝化滴滤容器底部分别设置有与第一出水集水器13连通的接水管。
进一步地，第一滴灌布水器12为内镶式滴灌管。
进一步地，硝化滴滤容器中填充生物炭4作为生物载体，生物炭4粒径为4-5mm，生物炭4的填充体积密度为350-400kg/m3。
进一步地，硝化滴滤容器为有机玻璃圆柱体。
进一步地，上述高氮废水处理装置，还包括：第二滴灌布水器11和第二出水集水器14，第二滴灌布水器11设置在淹没固定床10顶部，第二出水集水器14设置在淹没固定床10底部，第二滴灌布水器11上间隔设置多个滴头。
淹没固定床10包括一个或多个淹没固定容器，各淹没固定容器顶部与滴头连通，各淹没固定容器底部分别设置有与第一出水集水器13连通的接水管。
进一步地，第二滴灌布水器11为内镶式滴灌管。
进一步地，淹没固定容器为有机玻璃圆柱体。
进一步地，淹没固定容器中填充碎竹片7作为生物载体，碎竹片7大小为1-2mm，碎竹片7的填充体积密度为200-250kg/m3。
进一步地，碎竹片7与淹没固定容器顶部之间有空隙。
进一步地，上述高氮废水处理装置，还包括：第一泵2，该第一泵2设置在厌氧消化池1与硝化滴滤池3之间。
进一步地，上述高氮废水处理装置，还包括：第二泵6，该第二泵6设置在第一集水池5与淹没固定床10之间。
本发明的又一方面，提供了一种基于上述高氮废水处理装置实现的方法，包括以下步骤：
将厌氧消化池1中的污水输送至硝化滴滤池3中；
硝化滴滤池3中的微生物对污水进行硝化处理，获取硝化处理污水，排到第一集水池5中；
将第一集水池5中的硝化处理污水输送至淹没固定床10中；
淹没固定床10中的微生物对硝化处理污水进行反硝化处理，获取净水，排到第二集水池8。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明的高氮废水处理装置及处理方法利用硝化滴滤池和淹没固定床进行耦合，操作简单，在去除有机物和氮的基础上，降低了废水的浊度；
2.本发明的高氮废水处理装置及处理方法中的硝化滴滤池和淹没固定床均采用滴滤的布水方式，一方面布水均匀，另一方面充分利用生物膜的比表面积，高孔隙率，以防硝化滴滤池或淹没固定床堵塞；
3.本发明的高氮废水处理装置及处理方法中的硝化滴滤池和淹没固定床均采用易得的填料，不仅成本低、耐久性长，还便于大面积推广；
4.本发明的高氮废水处理装置及处理方法中，在硝化滴滤池后接淹没固定床，在保证固体和有机物去除的基础上，再进行反硝化作用，最大限度去除废水中氮。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明的高氮废水处理装置；
图2为本发明的高氮废水处理方法流程图，
在附图中，
1-厌氧消化池，2-第一泵，3-硝化滴滤池，4-生物炭，5-第一集水池，6-第二泵，7-碎竹片，8-第二集水池，9-出水口，10-淹没固定床，11-第二滴灌布水器，12-第一滴灌布水器，13-第一出水集水器，14-第二出水集水器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
实施例一
图1为本发明的高氮废水处理装置，如图1所示，本发明提供的高氮废水处理装置，包括：厌氧消化池1、硝化滴滤池3、第一集水池5、淹没固定床10和第二集水池8，
厌氧消化池1通过管道与硝化滴滤池3连通，硝化滴滤池3通过管道与第一集水池5连通，第一集水池5通过管道与淹没固定床10连通，淹没固定床10通过管道与第二集水池8连通。
其中，高氮废水可以采用以下参数：进水浊度为1000-1300NTU，化学需氧量(COD)浓度在800-1000mg/L，氨氮(NH3-N)浓度范围在700-850mg/L。
本发明的高氮废水处理装置中，在硝化滴滤池3后接淹没固定床10，在保证固体和有机物去除的基础上，再进行反硝化作用，最大限度去除废水中氮。
本发明的高氮废水处理装置利用硝化滴滤池3和淹没固定床10进行耦合，操作简单，在去除有机物和氮的基础上，降低了废水的浊度。
参见图1，上述高氮废水处理装置，还包括：第一滴灌布水器12和第一出水集水器13，第一滴灌布水器12设置在硝化滴滤池3顶部，第一出水集水器13设置在硝化滴滤池3底部，第一滴灌布水器12上间隔设置多个滴头，
硝化滴滤池3包括一个或多个硝化滴滤容器，各硝化滴滤容器顶部与滴头连通，各硝化滴滤容器底部分别设置有与第一出水集水器13连通的接水管。硝化滴滤容器可以为有机玻璃圆柱体。
第一滴灌布水器12可以为内镶式滴灌管，例如第一滴灌布水器12可以采用管径16mm的内镶式滴灌管，滴灌管上每隔15cm设置滴头。
参见图1，硝化滴滤容器中填充生物炭4作为生物载体，生物炭4粒径为4-5mm，生物炭4的填充体积密度为350-400kg/m3。
参见图1，上述高氮废水处理装置，还包括：第二滴灌布水器11和第二出水集水器14，第二滴灌布水器11设置在淹没固定床10顶部，第二出水集水器14设置在淹没固定床10底部，第二滴灌布水器11上间隔设置多个滴头，
淹没固定床10包括一个或多个淹没固定容器，各淹没固定容器顶部与滴头连通，各淹没固定容器底部分别设置有与第一出水集水器13连通的接水管。淹没固定容器可以为有机玻璃圆柱体。
第二滴灌布水器11可以为内镶式滴灌管，例如第二滴灌布水器11可以采用管径16mm的内镶式滴灌管，滴灌管上每隔15cm设置滴头。
参见图1，淹没固定容器中填充碎竹片7作为生物载体，碎竹片7大小为1-2mm，碎竹片7的填充体积密度为200-250kg/m3。
本发明的高氮废水处理装置中的硝化滴滤池3和淹没固定床10均采用滴滤的布水方式，一方面布水均匀，另一方面充分利用生物膜的比表面积，高孔隙率，以防硝化滴滤池3或淹没固定床10堵塞。
本发明的高氮废水处理装置中的硝化滴滤池3和淹没固定床10均采用易得的填料，不仅成本低、耐久性长，还便于大面积推广。
参见图1，碎竹片7与淹没固定容器顶部之间有空隙，例如距离淹没固定床10顶部3-4cm。
参见图1，上述高氮废水处理装置，还包括：第一泵2，该第一泵2设置在厌氧消化池1与硝化滴滤池3之间，该第一泵2可以是蠕动泵。
参见图1，上述高氮废水处理装置，还包括：第二泵6，该第二泵6设置在第一集水池5与淹没固定床10之间，该第二泵6可以是蠕动泵。
上述高氮废水处理装置使用过程：
A.搭建上述高氮废水处理装置；
B.打开第一泵2，通过第一滴灌布水器11将高氮废水排入硝化滴滤池3，按照设定的停留时间对废水进行硝化处理；
C.在硝化滴滤池3的底部将废水收集至第一集水池5，并在第二泵6的作用下通过第二滴灌布水器12排入淹没固定床10，按照适当的停留时间进行反硝化处理；
D.装置运行5-7天后，处理后水从第二集水池8的出水口9排出。
因此，在上述高氮废水处理装置中，硝化滴滤池3和淹没固定床10均采用上进下出的方式，且均采用滴灌布水器进行进出水，厌氧消化池1内的污水在第一泵2的作用下，通过第一滴滤布水器进入硝化滴滤池3，经过硝化滴滤池3内滤料处理后在底部将硝化滴滤池3的所有废水汇集到第一集水池5，废水在第二泵6的作用下通过第二滴滤布水器进入淹没固定床10，之后从淹没固定床10底部将所有废水汇集到第二集水池8，最后排出。
实施例二
图2为本发明的高氮废水处理方法流程图，如图2所示，本发明提供的基于上述高氮废水处理装置实现的方法，包括以下步骤：
将厌氧消化池1中的污水输送至硝化滴滤池3中；
硝化滴滤池3中的微生物对污水进行硝化处理，获取硝化处理污水，排到第一集水池5中；
将第一集水池5中的硝化处理污水输送至淹没固定床10中；
淹没固定床10中的微生物对硝化处理污水进行反硝化处理，获取净水，排到第二集水池8。
本发明的高氮废水处理方法利用硝化滴滤池3和淹没固定床10进行耦合，操作简单，在去除有机物和氮的基础上，降低了废水的浊度。
本发明的高氮废水处理方法中，在硝化滴滤池3后接淹没固定床10，在保证固体和有机物去除的基础上，再进行反硝化作用，最大限度去除废水中氮。
参见图2，上述高氮废水处理方法，还包括：利用第一滴灌布水器12将从厌氧消化池1中输送的污水滴灌至硝化滴滤池3中。
参见图2，上述高氮废水处理方法，还包括：利用第二滴灌布水器11将从第一集水池5输送的硝化处理污水滴灌至淹没固定床10。
本发明的高氮废水处理方法中的硝化滴滤池3和淹没固定床10均采用滴滤的布水方式，一方面布水均匀，另一方面充分利用生物膜的比表面积，高孔隙率，以防硝化滴滤池3或淹没固定床10堵塞。
参见图2，上述高氮废水处理方法，还包括：在硝化滴滤池3中填充生物炭4。
参见图2，上述高氮废水处理方法，还包括：在淹没固定床10填充碎竹片7。
本发明的高氮废水处理方法中的硝化滴滤池3和淹没固定床10均采用易得的填料，不仅成本低、耐久性长，还便于大面积推广。
实施例三
在本实施例中，利用实施例一中的高氮废水处理装置和实施例二中的高氮废水处理方法对进水浊度为800-900NTU、化学需氧量(COD)浓度在950-1000mg/L、氨氮(NH3-N)浓度范围在700-750mg/L的畜禽废水进行处理。
其中，硝化滴滤池3为直径0.61m，高1.2m的有机玻璃圆柱体，淹没固定床10为直径0.75m，高1m的有机玻璃圆柱体。
硝化滴滤池3中填充粒径范围为4-4.5mm的生物炭4，体积密度为350-370kg/m3；淹没固定床10中填充大小为1-1.4mm的碎竹片7，体积密度为200-220kg/m3。
滴灌布水器选用管径16mm的内镶式滴灌，滴灌上每隔15cm设置滴头。
淹没固定床10内碎竹片7距离淹没固定床10顶部3cm。
实验步骤为：
A.搭建实施例一中的高氮废水处理装置；
B.打开第一泵2，通过第一滴灌布水器12将高氮废水排入硝化滴滤池3，对废水进行硝化处理3天；
C.在硝化滴滤池3的底部将废水收集至第一集水池5，并在第二泵6的作用下通过第二滴灌布水器11排入淹没固定床10，进行反硝化处理2天；
D.装置运行5天后，处理后水从第二集水池8的出水口9排出。
连续运行5个月，每周对本实施例中硝化滴滤池3和淹没固定床10出水口9出水水质进行监测，结果下表1。表1为本实施例中畜禽废水的主要水质指标测试情况。
表1
Figure BDA0002369321910000091
如表1所示，畜禽废水经本实施例的装置处理后，出水中浊度、氨氮达到较高的去除效果，其他水质也保持了较高的去除率。
实施例四
在本实施例中，利用实施例一中的高氮废水处理装置和实施例二中的高氮废水处理方法对进水浊度为850-900NTU，化学需氧量(COD)浓度在900-950mg/L，氨氮(NH3-N)浓度范围在750-800mg/L的畜禽废水进行处理。
其中，在本实施例中，硝化滴滤池3为直径0.65m，高1.8m的有机玻璃圆柱体，淹没固定床10为直径0.8m，高1.5m的有机玻璃圆柱体。
硝化滴滤池3中填充粒径范围为4.3-4.8mm的生物炭4，体积密度为360-380kg/m3；淹没固定床10中填充大小1.3-1.7mm的碎竹片7，体积密度为220-230kg/m3。
淹没固定床10内碎竹片7距离淹没固定床10顶部3.5cm。
实验步骤为：
A.搭建实施例一中的高氮废水处理装置；
B.打开第一泵2，通过第一滴灌布水器12将高氮废水排入硝化滴滤池3，对废水进行硝化处理6天；
C.在硝化滴滤池3的底部将废水收集至第一集水池5，并在第二泵6的作用下通过第二滴灌布水器11排入淹没固定床10，进行反硝化处理3天；
D.装置运行9天后，处理后水从第二集水池8的出水口9排出。
连续运行6个月，每周对本实施例中硝化滴滤池3和淹没固定床10出水口9出水水质进行监测，结果下表2。表2为本施例中畜禽废水的主要水质指标测试情况。
表2
Figure BDA0002369321910000101
如表2所示，畜禽废水经本实施例的装置处理后，出水中浊度、氨氮达到较高的去除效果，其他水质也保持了较高的去除率。
实施例五
在本实施例中，利用实施例一中的高氮废水处理装置和实施例二中的高氮废水处理方法对进水浊度为1000-1200NTU，化学需氧量(COD)浓度在950-1000mg/L，氨氮(NH3-N)浓度范围在800-850mg/L的畜禽废水进行处理。
其中，在本实施例中，硝化滴滤池3为直径0.7m，高2m的有机玻璃圆柱体，淹没固定床10为直径1m，高1.7m的有机玻璃圆柱体。
硝化滴滤池3中填充粒径范围为4.5-5mm的生物炭4，体积密度为370～400kg/m3；淹没固定床10中填充大小1.7-2.0mm的碎竹片7，体积密度为230-250kg/m3。
淹没固定床10内碎竹片7距离淹没固定床10顶部3.5cm。
实验步骤为：
A.搭建实施例一中的高氮废水处理装置；
B.打开第一泵2，通过第一滴灌布水器12将高氮废水排入硝化滴滤池3，对废水进行硝化处理5天；
C.在硝化滴滤池3的底部将废水收集至第一集水池5，并在第二泵6的作用下通过第二滴灌布水器11排入淹没固定床10，进行反硝化处理2天；
D.装置运行7天后，处理后水从第二集水池8的出水口9排出。
连续运行7个月，每周对本实施例中硝化滴滤池3和淹没固定床10出水口9出水水质进行监测，结果下表3。表3为本施例中畜禽废水的主要水质指标测试情况。
表3
Figure BDA0002369321910000111
如表3所示，畜禽废水经本实施例的装置处理后，出水中浊度、氨氮达到较高的去除效果，其他水质也保持了较高的去除率。
对于方法实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种高氮废水处理装置，其特征在于，包括：厌氧消化池(1)、硝化滴滤池(3)、第一集水池(5)、淹没固定床(10)和第二集水池(8)，
厌氧消化池(1)通过管道与硝化滴滤池(3)连通，硝化滴滤池(3)通过管道与第一集水池(5)连通，第一集水池(5)通过管道与淹没固定床(10)连通，淹没固定床(10)通过管道与第二集水池(8)连通。
2.根据权利要求1所述的高氮废水处理装置，其特征在于，还包括：第一滴灌布水器(12)和第一出水集水器(13)，第一滴灌布水器(12)设置在硝化滴滤池(3)顶部，第一出水集水器(13)设置在硝化滴滤池(3)底部，第一滴灌布水器(12)上间隔设置多个滴头，
硝化滴滤池(3)包括一个或多个硝化滴滤容器，各硝化滴滤容器顶部与滴头连通，各硝化滴滤容器底部分别设置有与第一出水集水器(13)连通的接水管。
3.根据权利要求2所述的高氮废水处理装置，其特征在于，第一滴灌布水器(12)为内镶式滴灌管。
4.根据权利要求2所述的高氮废水处理装置，其特征在于，硝化滴滤容器中填充生物炭(4)作为生物载体，生物炭(4)粒径为4-5mm，生物炭(4)的填充体积密度为350-400kg/m3。
5.根据权利要求4所述的高氮废水处理装置，其特征在于，硝化滴滤容器为有机玻璃圆柱体。
6.根据权利要求2所述的高氮废水处理装置，其特征在于，还包括：第二滴灌布水器(11)和第二出水集水器(14)，第二滴灌布水器(11)设置在淹没固定床(10)顶部，第二出水集水器(14)设置在淹没固定床(10)底部，第二滴灌布水器(11)上间隔设置多个滴头，
淹没固定床(10)包括一个或多个淹没固定容器，各淹没固定容器顶部与滴头连通，各淹没固定容器底部分别设置有与第一出水集水器(13)连通的接水管。
7.根据权利要求6所述的高氮废水处理装置，其特征在于，第二滴灌布水器(11)为内镶式滴灌管。
8.根据权利要求6所述的高氮废水处理装置，其特征在于，淹没固定容器为有机玻璃圆柱体。
9.根据权利要求6所述的高氮废水处理装置，其特征在于，淹没固定容器中填充碎竹片(7)作为生物载体，碎竹片(7)大小为1-2mm，碎竹片(7)的填充体积密度为200-250kg/m3。
10.根据权利要求9所述的高氮废水处理装置，其特征在于，碎竹片(7)与淹没固定容器顶部之间有空隙。
11.根据权利要求1所述的高氮废水处理装置，其特征在于，还包括：第一泵(2)，该第一泵(2)设置在厌氧消化池(1)与硝化滴滤池(3)之间。
12.根据权利要求1所述的高氮废水处理装置，其特征在于，还包括：第二泵(6)，该第二泵(6)设置在第一集水池(5)与淹没固定床(10)之间。
13.一种基于权利要求1所述的高氮废水处理装置实现的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将厌氧消化池(1)中的污水输送至硝化滴滤池(3)中；
硝化滴滤池(3)中的微生物对污水进行硝化处理，获取硝化处理污水，排到第一集水池(5)中；
将第一集水池(5)中的硝化处理污水输送至淹没固定床(10)中；
淹没固定床(10)中的微生物对硝化处理污水进行反硝化处理，获取净水，排到第二集水池(8)。
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