CN111484204A - 一种高氨氮废水处理的组合工艺以及处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高氨氮废水处理的组合工艺，包括以下步骤：固液分离→生物转盘预处理→生物接触氧化深度处理→混凝沉淀，该工艺中采用的处理系统的生物转盘预处理单元采用多个转盘支承在同一转动轴上，各转盘分别采用传动比不同的行星排减速箱带动旋转，转盘转速从进水端至出水端逐级降低，该生物转盘预处理单元还采用鼓风曝气装置调节高氨氮废液的溶解氧浓度，使预处理系统具有更高的污染物负荷，而生物接触氧化深度处理单元中设有若干根接触氧化填料，依靠铁碳微电解‑活性炭纤维组合的电解和生物膜降解特性，强化系统脱氮除磷效率，特别是在处理低碳高氨氮废水(沼液)时，克服了沼液中的C/N比严重失调，提高高氨氮废水的处理效率。

Description

一种高氨氮废水处理的组合工艺以及处理系统
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体是一种高氨氮废水处理的组合工艺以及处理系统。
背景技术
农村面源污染(Rural non-point source pollution)是指农村生活和农业生产活动中，溶解的或固体的污染物，如农田中的土粒、氮素、磷素、农药重金属、农村禽畜粪便与生活垃圾等有机或无机物质，从非特定的地域，在降水和径流冲刷作用下，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，使大量污染物进入受纳水体(河流、湖泊、水库、海湾)所引起的污染。目前，畜禽养殖废水这种悬浮物、有机污染物和氨氮“三高”的有机废水是农业面源污染的主要来源，来源于畜禽养殖、制药、印染、化工、垃圾填埋场等行业的高浓度氨氮废水水量大，有机物和悬浮物浓度较高，若处理不达标就将其排入水体不仅会导致水华频发，造成水体黑臭，同时废水中的高氨氮还具有生物毒性，会严重抑制微生物的生长，所以它将增加废水处理难度与成本，并且会威胁人类的身体健康和影响生态环境，即使经过常规废水处理技术后，畜禽养殖废水的各项指标仍然不能达到排放标准，对生态和环境造成严重破坏。
为了处理畜禽养殖废水等高氨氮废水，目前国内外采用的成熟处理工艺主要是厌氧-好氧联合或厌氧-自然处理联合工艺，作为生物脱氮工艺，以其无污染、经济和安全等优点被认为是目前最经济有效的水体除氮方法。传统生物脱氮工艺主要为A/O工艺(厌氧好氧工艺法)，这种生物脱氮技术都是利用了自养硝化菌的特性，达到去除氨氮的目的。
然而，由于高浓度氨氮废水中含有的大量游离氨对自养型的硝化细菌具有极强的抑制作用，导致自养硝化菌氨氧化过程受到抑制，影响氨氮处理效率，导致这些生物方法在处理高氨氮废水时处理效果不佳；此外，自养硝化菌最适生长温度范围为25～35℃，当温度低于10℃，自养硝化菌停止生长，严重影响硝化反应，造成废水处理质量差、处理效率低、处理成本高等问题。
高浓度氨氮废水经过厌氧发酵处理后，绝大部分COD被去除，而氨氮浓度仍然很高，造成了低碳、高氮沼液的产生。而由于养殖场周边有限的消纳田地，大量的沼液需要通过进一步的处理才能排放或回用。但是，针对C/N比严重失衡、氨氮浓度过高的沼液，现有处理工艺普遍存在脱氮效果差、工艺流程复杂、处理成本高和达标排放困难等系列问题。
生物转盘处理系统是上世纪六十年代出现的污水生物处理系统，采用的是生物膜法废水处理技术，生物转盘安装在转轴上，生物转盘上附着生长周期较长的微生物，依靠盘片的连续转动使废水和空气交替接触以获得好氧环境，从而达到净化废水的目的。被广泛用于处理生活废水等低浓度废水。而由于活性污泥法的耐高氨氮能力较差，且污染物浓度较高时，系统中的需氧量急剧升高，仅靠生物转盘的转动难以维持系统所需的溶解氧含量，因此目前生物转盘很少用于处理高氨氮废水。
生物转盘废水处理系统用于高氨氮废水预处理的优点在于：
1.依靠盘片的连续转动，盘片表面的生物膜进行自然接触富氧获得全好氧环境，解决了传统厌氧处理产生沼液难处理的问题；
2.生物转盘在低功率电机带动下就可达到运行条件，运行管理简单，能耗低，且无剩余污泥产生，显著降低了工艺的运行成本；
3.能大幅度削减废水中的污染物浓度，对水质水量的骤然变化适应性强，效果稳定。
但是生物转盘废水处理系统用于对高氨氮废水的深度处理，则有着下列诸多显著的缺点：
1.处理量较大的深度处理工艺，对生物盘片的直径有一定的要求，废水处理量越大，盘片直径越大，或者需要的转盘组就越多，不但会增加更多的占地面积，增加更多的生物盘片板材，增加基建成本；
2.若处理低于15～18℃的低温高氨氮废水，还需将生物转盘系统建于室内或埋于地下，同时增加加热装置，提高了运行成本和基建成本。
3.畜禽养殖废水经过厌氧发酵处理后，虽然大部分COD(有机物)被去除，但氨氮只是形态发生变化，浓度仍然很高，形成低碳高氨氮废水(沼液)，生物转盘废水处理系统在处理低碳高氨氮废水(沼液)时，微生物的耐高氨氮性能差，由于沼液中的C/N比严重失调，碳源不足会导致生物转盘废水处理系统的脱氮效果差，如果要继续进行深度处理，势必将后续的工艺流程复杂化，提高处理成本。
由于活性污泥法的耐高氨氮能力较差，且污染物浓度较高时，系统中的需氧量急剧升高，仅靠生物转盘的转动难以维持系统所需的溶解氧含量，因此目前生物转盘很少用于处理高氨氮废水。
为了优化沼液的C/N比，目前采用的方法主要有：利用氨吹脱法、磷酸铵镁结晶法等物化方法大幅度降低沼液中氨氮；或者用添加原水或补加碳源调整碳氮比；或者用臭氧氧化和微电解等方法提高沼液中有机物可生化性等。这些方法一定程度提高了沼液的可生化性和脱氮效果，往往是以提高单位废水处理能耗和成本为代价，对于日均产废水几百吨的规模化养殖场来说，运行成本太高，无力承担，致使目前畜禽养殖场废水处理长期存在难以有效解决的问题。
生物接触氧化深度处理单元具有抗冲击负荷强、无需回流等特点，且接触氧化填料具有较大的比表面积和吸附性能，氧传质系数较好，被广泛应用于处理畜禽养殖等低碳高氨氮有机废水(沼液)，但高氨氮对微生物具有较强的毒性作用，且大多有机废水可生化性差，导致脱氮及有机物去除效果不理想，同时由于填料的物理特性使其不具备同步脱氮除磷功能，限制了污染物处理效果。
发明内容
本发明的第一个目的是针对现有技术对应的不足，提供一种高氨氮废水处理的组合工艺，在不改变原水可生化性和C/N的同时，结合生物转盘处理系统对高氨氮废水优异的预处理特性和设有铁碳微电解和活性炭纤维组合填料的生物接触氧化系统对高氨氮废水深度处理的优点，将高氨氮废水原液中的污染物进行大幅度削减，提高了高氨氮废水的脱氮效率，深度处理废水至达标排放。
本发明的第一个目的是采用下述方案实现的：一种高氨氮废水处理的组合工艺，包括以下步骤：
1)固液分离：高氨氮废水进入固液分离单元，采用物理处理法将高氨氮废水中的固体杂物与废液分离；
2)生物转盘预处理：分离出的高氨氮废液进入生物转盘预处理单元，水力停留时间为24～72h，采用已经挂膜完成的转盘进行预处理，所述生物转盘预处理单元采用多个转盘进行分级处理，多个转盘从生物转盘预处理单元的进水端至出水端依次排列，其中位于进水端的转盘转速为100rpm/min，其余的转盘逐级降低，直至位于出水端的转盘转速为30rpm/min，使高氨氮废液的溶解氧浓度由进水端的4～7mg/L逐渐降低至出水端的2～4mg/L，让出水中COD的浓度达到1840～3270mg/L，NH4 +-N的浓度达到61～110mg/L，TN的浓度达到122～200mg/L；
3)生物接触氧化深度处理：生物转盘预处理单元的出水进入生物接触氧化深度处理单元进行深度处理，水力停留时间保持在24～48h之间，所述生物接触氧化深度处理单元中采用垂直悬挂的接触氧化填料，用于异养硝化-好氧反硝化复合菌剂挂膜和降解污染物浓度，所述接触氧化填料的填充比例为40％～60％，溶解氧浓度控制在2～7mg/L范围内，使生物接触氧化深度处理单元的出水中COD浓度达到250～400mg/L，NH4 +-N浓度达到20～60mg/L，TN浓度达到60～100mg/L；
4)混凝沉淀：让生物接触氧化深度处理单元的出水进入混凝沉淀单元进行沉淀，检测COD、NH4 +-N和TN的浓度分别达到180～370mg/L、15～55mg/L和40～80mg/L后，即可进行排放。
步骤2)中所述生物转盘预处理单元还采用鼓风曝气装置调节高氨氮废液的溶解氧浓度。
步骤1)中所述固液分离单元分离出的废液，先进入调节池将pH值调整到6～8后再进入生物转盘预处理单元。
步骤3)中所述的接触氧化填料为垂直悬挂的缠绕在铁碳微电极上的活性炭纤维填料，由于铁碳微电极可发生电解作用，结合活性炭纤维填料上生物膜的降解作用具有较好的脱氮除磷效果。
步骤2)中的生物转盘预处理单元和步骤3)中的生物接触氧化深度处理单元均采用接种异养硝化-好氧反硝化复合菌剂进行挂膜启动。所述异养硝化-好氧反硝化复合菌剂由贪铜菌SWA1(10～20％)、粪产碱杆菌(5～20％)、不动杆菌(10～30％)和苍白杆菌TAC-2(20～50％)复合而成。
本发明的第二个目的是提供一种用于高氨氮废水处理的组合工艺的处理系统，通过一体化设备的结构及运行条件优化，采用行星排减速箱按照不同的污染物浓度调整转盘转速，控制生物转盘预处理单元的生物量和溶解氧浓度，充分发挥功能菌所具有的各种优良性能。
本发明的第二个目的是这样实现的：一种用于高氨氮废水处理的组合工艺的处理系统，包括固液分离单元、生物转盘预处理单元、生物接触氧化深度处理单元、混凝沉淀单元，所述固液分离单元的出水端与生物转盘预处理单元连通，生物转盘预处理单元的出水端与生物接触氧化深度处理单元连通，生物接触氧化深度处理单元的出水端与混凝沉淀单元连通，所述生物转盘预处理单元采用多个转盘，各转盘分别支承在同一转动轴上，所述转动轴与驱动电机连接，各转盘分别采用传动比不同的行星排减速箱带动旋转，各行星排减速箱的太阳轮与转动轴周向固定连接，行星排减速箱的行星架的输出轴与转盘固定连接，多个转盘的转速从生物转盘预处理单元的进水端至出水端逐级降低，各个行星排减速箱分别固定在生物转盘预处理单元中设置的支架上，所述多个转盘均采用三维结构的生物盘片，所述生物接触氧化深度处理单元中设有若干根由活性炭纤维束缠绕在铁碳微电极形成的接触氧化填料，所述生物接触氧化深度处理单元中设有曝气装置，该曝气装置与第一鼓风机通过管道连接。
所述行星架的输出轴为空心轴，所述转动轴位于空心轴的轴心通过第一轴承与输出轴滑动配合，所述行星架的输出轴通过第二轴承支承于行星排减速箱的壳体，并用油封密封。
所述生物接触氧化深度处理单元中的接触氧化填料，每根接触氧化填料的铁碳微电极棒上从上往下依次设置若干活性炭纤维束，上下相邻的两活性炭纤维束之间的间距为60～100mm，相邻两根接触氧化填料之间的横向距离为80～100mm。
所述固液分离单元、生物转盘预处理单元、生物接触氧化深度处理单元中均分别设置有潜水泵作为出水端与下游单元的进水端连通。
所述生物转盘预处理单元还设有鼓风曝气装置，该鼓风曝气装置包括曝气器和第二鼓风机，该第二鼓风机与曝气器通过管道连接，所述第二鼓风机的控制端和单片机的信号输出端之间电连接，用于控制第二鼓风机的输出大小，所述单片机的信号输入端与溶解氧分析仪的数据输出端连接。
本发明包含如下有益效果：
(1)生物转盘预处理单元内采用行星排减速箱，按照不同的污染物浓度调整转盘转速，控制生物转盘预处理单元的生物量和溶解氧浓度，利用鼓风曝气装置获得足够的溶解氧，防止悬浮体下沉，加强有机物与微生物及溶解氧的接触，保证了系统不同区间污染物浓度对溶解氧的不同需求，从而保证微生物在充足的溶解氧下对污水中有机物的氧化分解作用；
(2)具有三维结构的生物盘片的生物转盘预处理单元，对高氨氮废水进行预处理，盘片表面的生物膜采用自然接触供氧，提高了系统的污染物负荷，保证了系统高效运行所需的溶解氧浓度，生物转盘预处理单元能在前期的预处理过程中去除大部分污染物质，减轻后续工艺的运行负荷，同时剩余污泥量较少，污泥沉淀性能好，易于分离脱水，明显改善工艺处理效果；
(3)借助铁碳微电极棒和活性炭纤维束联合组成的接触氧化填料，依靠铁碳元素在溶液中的电位极差形成原电池，形成为电解槽，同时活性炭纤维束的强吸附性和大比表面积有利于微生物附着和吸附，可实现在一个反应槽内同时实现电解和生物降解两个反应过程，强化在深度处理中的脱氮除磷效率；
(4)与传统活性污泥系统或厌氧-好氧组合处理系统相比，本发明的挂膜启动时间相对较短，工艺流程短，仅靠两级全好氧系统就可实现废水中污染物的高效稳定去除，可节省50％的土地使用面积；
(5)与传统畜禽养殖处理工艺相比，本发明采用自然接触复氧和人工曝气增氧的方式来分别维持两个反应器系统内的全好氧环境，可在反应器内同时实现氨氮、硝酸盐氮、总氮“三氮”同步去除，并且能同时去除有机物，工艺流程短，模块化设计，结构紧凑，占地面积小，建设运行费用降低30％，且运维管理难度更低；
(6)本发明适用于高容积负荷、高有机负荷、低温、高盐、高氨氮等高难废水，且能高效低成本的处理至达标排放；
(7)本发明所采用的菌剂在用于高氨氮废水处理的组合工艺的处理系统的挂膜启动过程中，具有挂膜速度快，启动周期短，有利于功能微生物在特殊填料上的快速富集，保证处理系统具有更高的抗冲击负荷能力及耐高氨氮和高有机物浓度等性能；
(8)本发明对高氨氮废水的深度处理，不但保留了生物转盘预处理单元和生物接触氧化深度处理单元本身具有的优点，还克服了只有单独的生物转盘预处理单元的高氨氮废水处理系统或者只有单独的生物接触氧化深度处理单元的高氨氮废水处理系统的缺点：
1.对处理量较大的深度处理工艺来说，不用增加盘片的直径或者转盘组，减少了占地面积和基建成本；
2.若处理低于15～18℃的低温高氨氮废水，不需要将生物转盘系统建于室内或埋于地下，也不需要增加加热装置，降低了运行成本和基建成本。
3.在处理低碳高氨氮废水(沼液)时，克服了沼液中的C/N比严重失调，例如C/N比为1～3的高氨氮废水，碳源不足就会导致生物转盘废水处理系统的脱氮效果差，利用本发明的生物接触氧化深度处理单元继续对沼液进行深度处理，大大降低了后续的工艺流程的复杂程度和处理成本。
综上所述，本发明中所述的高氨氮废水处理的组合工艺以及处理系统，不但有效解决了传统活性污泥挂膜的系统挂膜周期长、耐高氨氮能力差等实际问题，无需回流，能耗低，效率高，从源头大幅度削减COD、NH4 +-N和TN的浓度(COD指化学需氧量，在本发明中表示废水中有机污染物的含量；NH4 +-N表示废水中氨氮的浓度，TN表示废水中总氮的浓度)，而且还无需补加碳源，利用鼓风曝气装置获得足够的溶解氧，防止悬浮体下沉，加强有机物与微生物及溶解氧的接触，保证了系统不同区间污染物浓度对溶解氧的不同需求，从而保证微生物在充足的溶解氧下对污水中有机物的氧化分解作用，大大减少了生物转盘预处理单元的成本，有效避免了传统处理工艺厌氧发酵沼液对系统脱氮性能差的缺陷。
附图说明
图1为一种高氨氮废水处理的组合工艺的流程图；
图2为一种用于高氨氮废水处理的组合工艺的处理系统的结构示意图；
图3为生物转盘预处理单元的结构示意图；
图4为图3的局部示意图；
图5为生物接触氧化深度处理单元的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图5所示，一种用于高氨氮废水处理的组合工艺的处理系统，包括固液分离单元100、生物转盘预处理单元300、生物接触氧化深度处理单元400、混凝沉淀单元500，所述固液分离单元100的出水端与生物转盘预处理单元300连通，本实施例中，所述固液分离单元100与生物转盘预处理单元300之间出设置一调节池200，该调节池200中设置潜水泵作为出水端与生物转盘预处理单元300的进水端305连通。生物转盘预处理单元300的出水端306与生物接触氧化深度处理单元400的进水端404连通，生物接触氧化深度处理单元400的出水端405与混凝沉淀单元500连通，所述生物转盘预处理单元300采用多个转盘301，各转盘301分别支承在同一转动轴302上，所述转动轴302与驱动电机303连接，所述转动轴302通过第三轴承308支承于生物转盘预处理单元300的废液液面之上，转动轴302的一端与驱动电机303的输出轴固定连接，各转盘301分别采用传动比不同的行星排减速箱304带动旋转，各行星排减速箱304的太阳轮304-1与转动轴302周向固定连接，行星排减速箱304的行星架304-2的输出轴304-2A与转盘301固定连接，本实施例中，各行星排减速箱304的太阳轮304-1通过花键与转动轴302周向固定连接，行星排减速箱304的行星架304-2的输出轴304-2A与转盘301通过法兰连接，所述行星架304-2的输出轴304-2A为空心轴，所述转动轴302位于空心轴的轴心通过第一轴承304-3与输出轴304-2A滑动配合，所述行星架304-2的输出轴304-2A通过第二轴承304-4支承于行星排减速箱304的壳体304-5，并用油封304-6密封，保证高氨氮废液不会进入行星排减速箱304中。运行时，动力由驱动电机303的输出轴传递到转动轴302，各行星排减速箱304的太阳轮304-1由转动轴302带动旋转，由于在行星排减速箱304中，太阳轮304-1与行星轮304-7啮合，行星轮304-7与齿圈304-8啮合，齿圈304-8固定在行星排减速箱304的壳体304-5上，所以动力通过各行星排减速箱304的行星架304-2的输出轴304-2A带动转盘301旋转。多个转盘301的转速从生物转盘预处理单元300的进水端305至出水端306逐级降低，各个行星排减速箱304分别固定在生物转盘预处理单元300中设置的支架307上，所述多个转盘301均采用三维结构的生物盘片，所述生物转盘预处理单元300还设有鼓风曝气装置，该鼓风曝气装置包括曝气器309和第二鼓风机310，该第二鼓风机310与曝气器309通过管道连接，所述第二鼓风机310的控制端和单片机311的信号输出端之间电连接，用于控制第二鼓风机310的输出大小，所述单片机311的信号输入端与溶解氧分析仪312的数据输出端连接，当溶解氧分析仪312检测到高氨氮废液中没有足够的溶解氧时，发送数据信号到单片机311，单片机311将数据信号进行计算分析后，发送控制信号给第二鼓风机310，第二鼓风机310增大输出压力，通过管道将足够的空气传输到曝气器309，直到溶解氧分析仪312检测到生物转盘预处理单元300中的高氨氮废液获得了足够的溶解氧，发送停止信号给单片机311，单片机311发送控制信号给第二鼓风机310，第二鼓风机310停止工作。所述生物接触氧化深度处理单元400中设有若干根由活性炭纤维束缠绕在铁碳微电极形成的接触氧化填料401，所述生物接触氧化深度处理单元400中的接触氧化填料401，每根接触氧化填料401的铁碳微电极棒401-1上从上往下依次设置若干活性炭纤维束401-2，上下相邻的两活性炭纤维束401-2之间的间距为60～100mm，相邻两根接触氧化填料401之间的横向距离为80～100mm。所述生物接触氧化深度处理单元400中设有曝气装置402，该曝气装置402与鼓风机403通过管道连接。所述固液分离单元100、生物转盘预处理单元300、生物接触氧化深度处理单元400中均分别设置有潜水泵作为出水端与下游单元的进水端连通。
本发明所述的生物转盘预处理单元300的转盘301参见公开号为CN 206298415 U的实用新型专利所公开的结构。所述转盘301的盘片的整体结构呈凹凸立体状，进一步提升了盘片的挂膜性能，避免了盘片上的生物膜大面积脱落，由于盘片上设置了多个竖直柱体，因而增加了盘片的比表面积，当盘片在水槽中绕旋转轴转动时，增加了废水中的有机污染物与盘面的需氧菌的接触面积，因而提高了生物转盘预处理单元300的废水处理效率，转盘301的结构更加紧凑，强度更好。
本发明所述的异养硝化-好氧反硝化复合菌剂参见公开号为CN 109082387 A的发明专利所公开的内容。所述异养硝化-好氧反硝化复合菌剂耐高氨氮(NH4 +-N＞800mg/L)、耐低温(小于5℃)并且脱氮效率高(NH4 +-N＞90％，TN＞90％)，采用异养硝化-好氧反硝化复合菌剂接种挂膜，一方面可将挂膜启动的时间缩短到12-18天，另一方面可快速适应养殖废水中高浓度环境，有利于功能菌的繁殖和富集。
采用本发明的处理系统对高氨氮废水进行处理时，是在生物转盘预处理单元300和生物接触氧化深度处理单元400的生物膜挂膜已经完成的基础上，采用一种高氨氮废水处理的组合工艺进行处理，该组合工艺包括以下步骤：
1)固液分离：高氨氮废水进入固液分离单元，采用物理处理法将高氨氮废水中的固体杂物与废液分离；步骤1)中所述固液分离单元分离出的废液，先进入调节池将pH值调整到6～8后再进入生物转盘预处理单元。本实施例中，步骤1)中所述的物理处理法为离心分离法，利用离心分离机对高氨氮废水进行固液分离。
2)生物转盘预处理：分离出的高氨氮废液进入生物转盘预处理单元，水力停留时间为24～72h，采用已经挂膜完成的转盘进行预处理，所述生物转盘预处理单元采用多个转盘进行分级处理，多个转盘从生物转盘预处理单元的进水端至出水端依次排列，其中位于进水端的转盘转速为100rpm/min，其余的转盘逐级降低，直至位于出水端的转盘转速为30rpm/min，使高氨氮废液的溶解氧浓度由进水端的4～7mg/L逐渐降低至出水端的2～4mg/L，让出水中COD的浓度达到1840～3270mg/L，NH4 +-N的浓度达到61～110mg/L，TN的浓度达到122～200mg/L；当生物转盘预处理单元中的高氨氮废液没有足够的溶解氧，步骤2)中所述生物转盘预处理单元还可以采用鼓风曝气装置调节高氨氮废液的溶解氧浓度。
3)生物接触氧化深度处理：生物转盘预处理单元的出水进入生物接触氧化深度处理单元进行深度处理，水力停留时间保持在24～48h之间，所述生物接触氧化深度处理单元中采用垂直悬挂的接触氧化填料，用于异养硝化-好氧反硝化复合菌剂挂膜和降解污染物浓度，所述接触氧化填料的填充比例为40％～60％，溶解氧浓度控制在2～7mg/L范围内，使生物接触氧化深度处理单元的出水中COD浓度达到250～400mg/L，NH4 +-N浓度达到20～60mg/L，TN浓度达到60～100mg/L；步骤3)中所述的接触氧化填料为垂直悬挂的缠绕在铁碳微电极上的活性炭纤维填料。步骤2)中的生物转盘预处理单元和步骤3)中的生物接触氧化深度处理单元均采用接种异养硝化-好氧反硝化复合菌剂进行挂膜启动。
4)混凝沉淀：让生物接触氧化深度处理单元的出水进入混凝沉淀单元进行沉淀，检测COD、NH4 +-N和TN的浓度分别达到180～370mg/L、15～55mg/L和40～80mg/L后，即可进行排放。
实施例1：
按照上述步骤，对重庆巴南某猪场养殖废水的原水经离心分离机实现粪渣和废液的固液分离后，取上清液为进水，依次经过生物转盘预处理单元300和生物接触氧化深度处理单元400，处理量为100L/d。
处理系统运行期间，保持环境温度为25～28℃，生物转盘预处理单元300的水力停留时间设置为24h，采用四个转盘301进行分级处理，四个转盘301从生物转盘预处理单元300的进水端305至出水端306依次排列，其中位于进水端的第一个转盘转速为100rpm/min，第二个转盘转速为60rpm/min，第三个转盘转速为30rpm/min，位于出水端的转盘转速为10rpm/min，使高氨氮废液的溶解氧浓度由进水端的4～7mg/L逐渐降低至出水端的2～4mg/L，让出水中COD的浓度达到1840～3270mg/L，NH4 +-N的浓度达到61～110mg/L，TN的浓度达到122～200mg/L；
废水进入生物接触氧化深度处理单元后，水力停留时间设置为48h，曝气装置402通过鼓风机403控制曝气量，使生物接触氧化深度处理单元的溶解氧浓度为2～7mg/L。
养猪废水经本发明的组合工艺处理后，各单元进出水污染物指标及去除率结果如表1所示。
表1实施例1方法污水处理系统各单元处理效率
Figure BDA0002481369210000141
实施例2：
猪场废水经厌氧发酵处理后，产生的沼液具有高氨氮、低碳氮比等特征。传统脱氮技术的两大处理难点为：高氨氮具有生物毒性，抑制微生物生长；沼液有机物浓度较低，可生化性差，导致C/N失调，不能为微生物提供充足的碳源，使得废水脱氮效果差。
采用本发明的组合工艺处理重庆市巴南某良种猪养殖场沼液，沼液依次经过生物转盘预处理单元和生物接触氧化深度处理单元处理后，混凝沉淀单元的出水可满足排放标准。具体处理情况如表2所示。
表2实施例2方法污水处理系统各单元处理效率
Figure BDA0002481369210000151
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高氨氮废水处理的组合工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)固液分离：高氨氮废水进入固液分离单元，采用物理处理法将高氨氮废水中的固体杂物与废液分离；
2)生物转盘预处理：分离出的高氨氮废液进入生物转盘预处理单元，水力停留时间为24～72h，采用已经挂膜完成的转盘进行预处理，所述生物转盘预处理单元采用多个转盘进行分级处理，多个转盘从生物转盘预处理单元的进水端至出水端依次排列，其中位于进水端的转盘转速为100rpm/min，其余的转盘逐级降低，直至位于出水端的转盘转速为30rpm/min，使高氨氮废液的溶解氧浓度由进水端的4～7mg/L逐渐降低至出水端的2～4mg/L，让出水中COD的浓度达到1840～3270mg/L，NH4 +-N的浓度达到61～110mg/L，TN的浓度达到122～200mg/L；
3)生物接触氧化深度处理：生物转盘预处理单元的出水进入生物接触氧化深度处理单元进行深度处理，水力停留时间保持在24～48h之间，所述生物接触氧化深度处理单元中采用垂直悬挂的接触氧化填料，用于异养硝化-好氧反硝化复合菌剂挂膜和降解污染物浓度，所述接触氧化填料的填充比例为40％～60％，溶解氧浓度控制在2～7mg/L范围内，使生物接触氧化深度处理单元的出水中COD浓度达到250～400mg/L，NH4 +-N浓度达到20～60mg/L，TN浓度达到60～100mg/L；
4)混凝沉淀：让生物接触氧化深度处理单元的出水进入混凝沉淀单元进行沉淀，检测COD、NH4 +-N和TN的浓度分别达到180～370mg/L、15～55mg/L和40～80mg/L后，即可进行排放。
2.根据权利要求1所述的高氨氮废水处理的组合工艺，其特征在于：步骤2)中所述生物转盘预处理单元还采用鼓风曝气装置调节高氨氮废液的溶解氧浓度。
3.根据权利要求1所述的高氨氮废水处理的组合工艺，其特征在于：步骤1)中所述固液分离单元分离出的废液，先进入调节池将pH值调整到6～8后再进入生物转盘预处理单元。
4.根据权利要求1所述的高氨氮废水处理的组合工艺，其特征在于：步骤3)中所述的接触氧化填料为垂直悬挂的缠绕在铁碳微电极上的活性炭纤维填料。
5.根据权利要求1所述的高氨氮废水处理的组合工艺，其特征在于：步骤2)中的生物转盘预处理单元和步骤3)中的生物接触氧化深度处理单元均采用接种异养硝化-好氧反硝化复合菌剂进行挂膜启动。
6.一种用于权利要求1所述高氨氮废水处理的组合工艺的处理系统，其特征在于：包括固液分离单元(100)、生物转盘预处理单元(300)、生物接触氧化深度处理单元(400)、混凝沉淀单元(500)，所述固液分离单元(100)的出水端与生物转盘预处理单元(300)连通，生物转盘预处理单元(300)的出水端与生物接触氧化深度处理单元(400)连通，生物接触氧化深度处理单元(400)的出水端与混凝沉淀单元(500)连通，所述生物转盘预处理单元(300)采用多个转盘(301)，各转盘(301)分别支承在同一转动轴(302)上，所述转动轴(302)与驱动电机(303)连接，各转盘(301)分别采用传动比不同的行星排减速箱(304)带动旋转，各行星排减速箱(304)的太阳轮(304-1)与转动轴(302)周向固定连接，行星排减速箱(304)的行星架(304-2)的输出轴(304-2A)与转盘(301)固定连接，多个转盘(301)的转速从生物转盘预处理单元(300)的进水端(305)至出水端(306)逐级降低，各个行星排减速箱(304)分别固定在生物转盘预处理单元(300)中设置的支架(307)上，所述多个转盘(301)均采用三维结构的生物盘片，所述生物接触氧化深度处理单元(400)中设有若干根由活性炭纤维束缠绕在铁碳微电极形成的接触氧化填料(401)，所述生物接触氧化深度处理单元(400)中设有曝气装置(402)，该曝气装置(402)与第一鼓风机(403)连接。
7.根据权利要求6所述的处理系统，其特征在于：所述行星架(304-2)的输出轴(304-2A)为空心轴，所述转动轴(302)位于空心轴的轴心通过第一轴承(304-3)与输出轴(304-2A)滑动配合，所述行星架(304-2)的输出轴(304-2A)通过第二轴承(304-4)支承于行星排减速箱(304)的壳体(304-5)，并用油封(304-6)密封。
8.根据权利要求6所述的处理系统，其特征在于：所述生物接触氧化深度处理单元(400)中的接触氧化填料(401)，每根接触氧化填料(401)的铁碳微电极棒(401-1)上从上往下依次设置若干活性炭纤维束(401-2)，上下相邻的两活性炭纤维束(401-2)之间的间距为60～100mm，相邻两根接触氧化填料(401)之间的横向距离为80～100mm。
9.根据权利要求6所述的处理系统，其特征在于：所述固液分离单元(100)、生物转盘预处理单元(300)、生物接触氧化深度处理单元(400)中均分别设置有潜水泵作为出水端与下游单元的进水端连通。
10.根据权利要求6所述的处理系统，其特征在于：所述生物转盘预处理单元(300)还设有鼓风曝气装置，该鼓风曝气装置包括曝气器(309)和第二鼓风机(310)，该第二鼓风机(310)与曝气器(309)通过管道连接，所述第二鼓风机(310)的控制端和单片机(311)的信号输出端之间电连接，用于控制第二鼓风机(310)的输出大小，所述单片机(311)的信号输入端与溶解氧分析仪(312)的数据输出端连接。
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