CN112010505A - 一种高浓度cod及nh4+-n废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高浓度COD及NH4 +‑N废水的处理方法。设置一种废水处理装置，该装置包括调节池、EGSB反应器、酸桶、厌氧氨氧化池、CMBR池、消毒池、清水池、pH在线调节系统、温度控制系统以及溶解氧在线调节系统。调节池中进水由下至上进入EGSB反应器中。EGSB出水一部分流入厌氧氨氧化池，另一部分回流至EGSB反应器底部。厌氧氨氧化池出水进入CMBR池，通过曝气将部分NH4 +‑N转化为NO2 −‑N后回流至厌氧氨氧化池中，通过厌氧氨氧化及反硝化脱氮并去除剩余的COD。CMBR池出水采用陶瓷平板膜抽滤后排入消毒池，经过消毒后进入清水池。清水池出水一部分用于陶瓷平板膜的反冲洗，另一部分外排，即实现对高浓度COD及NH4 +‑N废水的处理。本发明能对高浓度COD及NH4 +‑N废水进行有效、低成本处理。

Description

一种高浓度COD及NH4+-N废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种高浓度COD及NH4 +-N废水的处理方法。
背景技术
对于高氮有机废水，采用化学处理方法或传统的硝化/反硝化工艺都会产生大量的处理残渣或剩余污泥，存在操作复杂、处理难度大、处理成本高、脱氮效率低等问题。高氮有机废水的处理重点主要是其中的高浓度COD及NH4 +-N。在处理高浓度COD废水方面，相较于其他处理方法，厌氧消化具有负荷高、污泥产量少、能耗低等优势；而在处理NH4 +-N废水方面，相比于传统脱氮工艺，厌氧氨氧化具有脱氮效率高、无需外加有机碳源、负荷高、剩余污泥产量低、处理成本低等优点。厌氧消化是厌氧菌在厌氧条件下将有机物质分解为甲烷和二氧化碳的过程；厌氧氨氧化则是厌氧氨氧化菌在厌氧或缺氧条件下将NH4 +-N和NO2 −-N转化为N2的过程。结合厌氧消化技术和厌氧氨氧化技术的特点，采用“厌氧消化+厌氧氨氧化”组合技术来处理高氮有机废水可极大降低其COD及NH4 +-N的处理难度和处理成本。同时，采用陶瓷平板膜过滤CMBR池的出水，在对CMBR池中的功能微生物进行有效截留的同时还能进一步降低污染物的排放浓度。
“厌氧消化+厌氧氨氧化+CMBR”组合工艺可对高氮有机废水进行高效、低成本的处理，这将极大降低企业的废水处理成本和处理难度。同时，“厌氧消化+厌氧氨氧化+CMBR”组合工艺也可应用于其他高浓度COD及NH4 +-N废水的处理，为该类型废水的处理提供理论依据。
发明内容
本发明的目的是针对高浓度COD及NH4 +-N废水处理难度大的问题，提供一种高浓度COD及NH4 +-N废水的处理方法。
具体步骤为：
设置一种废水处理装置，该装置包括调节池、EGSB反应器、酸桶、厌氧氨氧化池、CMBR池、消毒池、清水池、pH在线调节系统、温度控制系统以及溶解氧在线调节系统；EGSB反应器为外部设置有保温水层的圆柱体，高度与直径的比值为2:1，有效容积为10 L，保温水层用以保证EGSB反应器内的温度在28.0~30.0℃，EGSB反应器内部设置有PV填料层，为厌氧微生物提供附着地；厌氧氨氧化池的尺寸为25 cm×10 cm×40 cm，有效容积为8 L，在厌氧氨氧化池中投加球形聚氨酯生物悬浮填料，并在球形聚氨酯生物悬浮填料中填充厌氧氨氧化菌，通过搅拌器搅拌使球形聚氨酯生物悬浮填料在厌氧氨氧化池中移动；CMBR池的尺寸为20 cm×10 cm×40 cm，有效容积为6 L；在调节池将高氮有机废水的pH值控制在7.0~7.5，通过流量控制阀控制调节池内的进水泵将进水泵入EGSB反应器底部，进水在EGSB反应器内向上流动期间被PV填料层内的厌氧微生物分解；EGSB出水经过三相分离器分离后，EGSB回流液通过EGSB回流泵回流到EGSB反应器底部，其中EGSB回流液与进水的流量比值为3:1；EGSB出水通过重力自流方式进入厌氧氨氧化池，pH在线调节系统通过进酸泵控制酸液进入厌氧氨氧池，将厌氧氨氧化池内的pH值控制在7.0~8.0，温度控制系统通过温度传感器及加热棒将厌氧氨氧化池内的温度控制在28.0~31.0 ℃；厌氧氨氧化池出水通过重力自流方式进入CMBR池，通过溶解氧在线调节系统控制曝气泵的曝气量，使CMBR池中的溶解氧控制在0.5~1.0 mg/L，将部分NH4 +-N转化为NO2 −-N后，CMBR池回流液通过CMBR池回流泵回流至厌氧氨氧化池中，其中CMBR池回流液与厌氧氨氧化池出水的流量比值为4:1；在搅拌器的搅拌下，聚氨酯生物悬浮填料中的厌氧氨氧化菌和反硝化菌通过厌氧氨氧化及反硝化作用脱氮并去除剩余的COD，搅拌器的转速控制在30.0~40.0 r/min；CMBR池出水通过陶瓷平板膜抽滤后进入消毒池，经过消毒后的消毒池出水进入清水池，从清水池中分出两部分，一部分作为反冲洗液通过反冲洗泵用于陶瓷平板膜的反冲洗，另一部分作为清水池出水外排，即实现对高浓度COD及NH4 +-N废水的处理。
所述酸液是质量百分比浓度为5%的H2SO4溶液。
本发明方法结合厌氧消化、厌氧氨氧化及CMBR的优势，通过检测进出水COD及NH4 +-N的出水浓度考察工艺对污染物的去除效果，根据出水结果对进水量及各部分回流量进行调整。本发明所用装置结构简单、操作简便，能对高浓度COD及NH4 +-N废水进行有效、低成本处理。
附图说明
图1为本发明实施例中所用装置的结构示意图。
图中标记：L1-进水；L2-EGSB回流液；L3-EGSB出水；L4-厌氧氨氧化池出水；L5-CMBR池回流液；L6-CMBR池出水；L7-消毒池出水；L8-反冲洗液；L9-清水池出水；L10-酸液；P1-进水泵；P2-EGSB回流泵；P3-进酸泵；P4-CMBR池回流泵；P5-曝气泵；P6-CMBR池出水泵；P7-反冲洗泵；1-调节池；2-EGSB反应器；3-酸桶；4-厌氧氨氧化池；5-CMBR池；6-消毒池；7-清水池；8-流量控制阀；9-流量计；10-保温水层；11-PV填料层；12-聚氨酯生物悬浮填料；13-搅拌器；14-三相分离器；15-pH在线调节系统；16-温度控制系统；17-溶解氧在线调节系统；18-陶瓷平板膜。
图2是本发明实施例中COD的变化情况图。
图3是本发明实施例中NH4 +-N的变化情况图。
具体实施方式
实施例：
设置一种高浓度COD及NH4 +-N废水处理装置，该装置包括调节池1、EGSB反应器2、酸桶3、厌氧氨氧化池4、CMBR池5、消毒池6、清水池7、pH在线调节系统15、温度控制系统16以及溶解氧在线调节系统17。EGSB反应器2为圆柱体，高度与直径的比值为2:1，有效容积为10 L；厌氧氨氧化池4的尺寸为25 cm×10 cm×40 cm，有效容积为8 L；CMBR池5的尺寸为20 cm×10cm×40 cm，有效容积为6 L。通过流量控制阀8控制调节池1内的进水泵P1将进水L1泵入EGSB反应器2底部，进水L1在EGSB反应器2内向上流动期间被PV填料层11内的厌氧微生物分解。EGSB出水L3经过三相分离器14分离后，EGSB回流液L2通过EGSB回流泵P2回流到EGSB反应器2底部（L2与L1的比值为3:1）；EGSB出水L3通过重力自流方式进入厌氧氨氧化池4。厌氧氨氧化池出水L4通过重力自流方式进入CMBR池5，通过溶解氧在线调节系统17控制曝气泵P5的曝气量，将部分NH4 +-N转化为NO2 −-N后，CMBR池回流液L5通过CMBR池回流泵P4回流至厌氧氨氧化池4（L5与L4的比值为4:1）中。在搅拌器13的搅拌下，聚氨酯生物悬浮填料12中的厌氧氨氧化菌和反硝化菌通过厌氧氨氧化及反硝化作用脱氮并去除剩余的COD。CMBR池出水L6通过陶瓷平板膜18抽滤后进入消毒池6，经过消毒后的消毒池出水L7进入清水池7。清水池7的出水一部分作为反冲洗液L8用于陶瓷平板膜18的反冲洗，另一部分作为清水池出水L9外排，即实现对高浓度COD及NH4 +-N废水的处理。
以质量百分比浓度为5%的H2SO4溶液为酸液L10通过pH在线调节系统15控制进酸泵P3进入厌氧氨氧化池4；搅拌器13的转速控制在30.0~40.0 r/min；温度控制系统16通过温度传感器及加热棒将温度控制在28.0~31.0℃范围内；溶解氧在线调节系统17通过控制曝气泵P5将CMBR池5中的溶解氧控制在0.5~1.0 mg/L之间。
上述装置在稳定运行期间，EGSB反应器2的进水L1的COD浓度为850 mg/L左右，进水L1的NH4 +-N浓度为75 mg/L左右，EGSB反应器2的HRT为9 h，厌氧氨氧化池4的HRT为7.5 h，CMBR池5的HRT为5.5 h。通过对6天的数据分析得出，出水的COD及NH4 +-N的浓度有都明显降低。
图2和图3是上述装置成功启动并稳定运行后出水COD及NH4 +-N的变化情况图。由图2可知，在进水COD为850 mg/L左右情况下，EGSB出水COD为113.0~184.6 mg/L，COD的平均去除率为82.9%；CMBR出水COD为30.2~48.6 mg/L，COD的平均去除率为72.7%。在进水NH4 +-N为75 mg/L左右情况下，图3中，CMBR出水NH4 +-N为3.29~4.74 mg/L，NH4 +-N去除率保持在93.8%以上。
综上，本方法能够对高氮有机废水进行高效、低成本的处理，出水COD及NH4 +-N满足《城镇城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002 )一级A类标准中的相关排放要求。

Claims (1)

1.一种高浓度COD及NH4 +-N废水的处理方法，其特征在于具体步骤为：
设置一种废水处理装置，该装置包括调节池、EGSB反应器、酸桶、厌氧氨氧化池、CMBR池、消毒池、清水池、pH在线调节系统、温度控制系统以及溶解氧在线调节系统；EGSB反应器为外部设置有保温水层的圆柱体，高度与直径的比值为2:1，有效容积为10 L，保温水层用以保证EGSB反应器内的温度在28.0~30.0℃，EGSB反应器内部设置有PV填料层，为厌氧微生物提供附着地；厌氧氨氧化池的尺寸为25 cm×10 cm×40 cm，有效容积为8 L，在厌氧氨氧化池中投加球形聚氨酯生物悬浮填料，并在球形聚氨酯生物悬浮填料中填充厌氧氨氧化菌，通过搅拌器搅拌使球形聚氨酯生物悬浮填料在厌氧氨氧化池中移动；CMBR池的尺寸为20 cm×10 cm×40 cm，有效容积为6 L；在调节池将高氮有机废水的pH值控制在7.0~7.5，通过流量控制阀控制调节池内的进水泵将进水泵入EGSB反应器底部，进水在EGSB反应器内向上流动期间被PV填料层内的厌氧微生物分解；EGSB出水经过三相分离器分离后，EGSB回流液通过EGSB回流泵回流到EGSB反应器底部，其中EGSB回流液与进水的流量比值为3:1；EGSB出水通过重力自流方式进入厌氧氨氧化池，pH在线调节系统通过进酸泵控制酸液进入厌氧氨氧池，将厌氧氨氧化池内的pH值控制在7.0~8.0，温度控制系统通过温度传感器及加热棒将厌氧氨氧化池内的温度控制在28.0~31.0 ℃；厌氧氨氧化池出水通过重力自流方式进入CMBR池，通过溶解氧在线调节系统控制曝气泵的曝气量，使CMBR池中的溶解氧控制在0.5~1.0 mg/L，将部分NH4 +-N转化为NO2 −-N后，CMBR池回流液通过CMBR池回流泵回流至厌氧氨氧化池中，其中CMBR池回流液与厌氧氨氧化池出水的流量比值为4:1；在搅拌器的搅拌下，聚氨酯生物悬浮填料中的厌氧氨氧化菌和反硝化菌通过厌氧氨氧化及反硝化作用脱氮并去除剩余的COD，搅拌器的转速控制在30.0~40.0 r/min；CMBR池出水通过陶瓷平板膜抽滤后进入消毒池，经过消毒后的消毒池出水进入清水池，从清水池中分出两部分，一部分作为反冲洗液通过反冲洗泵用于陶瓷平板膜的反冲洗，另一部分作为清水池出水外排，即实现对高浓度COD及NH4 +-N废水的处理；
所述酸液是质量百分比浓度为5%的H2SO4溶液。
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