CN112573766A - 一种硝化纤维素废水处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硝化纤维素废水处理系统及废水处理方法，硝化纤维素废水经收集后，加入石灰中和至pH2‑4，进入沉淀池，沉淀出硫酸钙污泥。上清液与生化系统回流污泥混合进入吸附池，在吸附池内，钙离子被污泥吸附沉淀去除，有效保护了后续生化系统污泥不易无机化。同时，吸附池处于微氧状态，废水中的有机物和硝酸盐氮在此进行反硝化反应，去除有机物和硝酸盐氮。采用本发明方法处理高硝酸盐氮、高硫酸盐、低化学需氧量的硝酸纤维素废水，出水总氮、COD均能达到满足《陕西省黄河流域污水综合排放标准》(DB61 224‑‑2018)，即TN≤15mg/L，COD≤50mg/L的要求。

Description

一种硝化纤维素废水处理系统及处理方法

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种硝化纤维素废水处理系统，还涉及一种硝化纤维素废水处理方法。

背景技术

硝化纤维素废水硝酸盐氮高、硫酸盐高、化学需氧量低、酸度高，目前针对高硫酸根、高硝酸盐氮、低COD废水脱氮研究较少。

高硝酸根、高酸度废水常规的处理方法为石灰中和+生物缺氧，该方法无法应用于硝化纤维素废水处理过程中。一方面因为硝化纤维素废水酸度高，经石灰中和后，废水中硫酸钙呈饱和状态，进入生物缺氧系统后，由于缺氧细菌会分泌的胶体物质，这些胶体物质会吸附废水中硫酸钙，随着吸附硫酸钙浓度的增加，微生物活性下降，缺氧速率降低，整个系统无法满足《陕西省黄河流域污水综合排放标准》(DB61 224--2018)，即TN≤15mg/L，COD≤50mg/L的要求。另一方面由于硝化纤维素废水中含有大量硫酸根，缺氧过程中，会产生大量含硫臭气，主要原因是废水中含有大量硫酸盐，厌氧环境下，硫酸盐被硫酸盐还原菌还原为硫化氢等含硫臭气，造成二次污染，同时硫酸盐还原菌大量增殖，影响废水中其它微生物的正常降解功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种硝化纤维素废水处理系统，旨在克服石灰中和-反硝化脱氮技术处理硝化纤维素生产废水的处理过程中结垢严重、反硝化效速率低的问题。

本发明的目的还在于提供一种硝化纤维素废水处理方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种硝化纤维素废水处理系统，包括依次连接的调节池a、中和反应池、中和沉淀池、调节池b、吸附池、一沉池、缺氧池、曝气池、好氧池a、二沉池、好氧池b、三沉池以及出水池，一沉池的排泥通道依次连接集泥池和带式压滤机，一沉池沉淀的污泥经过集泥池收集后加入絮凝剂再经带式压滤机压滤，带式压滤机滤出滤液通过管道进入一沉池继续循环、污泥通过带式压滤机处理成干化污泥后外运；三沉池排泥通道排出的污泥继续投加到吸附池中起吸附作用，二沉池排泥通道排出的污泥一部分进入吸附池中起吸附作用，另一部分进入缺氧池再次反硝化脱氮。

本发明的特点还在于，

调节池a和调节池b用于调节废水pH和污染物浓度。

好氧池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸，进一步把有机物分解成无机物。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种硝化纤维素废水处理方法，具体操作步骤如下：

步骤1：硝化纤维素废水经收集后，经格栅井过滤后加入石灰中和至pH2-4，进入中和沉淀池，沉淀出硫酸钙污泥；上清液经调节池b后进入吸附池，在吸附池内钙离子被污泥吸附沉淀去除，有效保护了后续生化系统污泥不易无机化；同时，吸附池处于微氧状态，废水中的有机物和硝酸盐氮在此进行缺氧反应，去除有机物和硝酸盐氮；

步骤2：吸附池出水经一沉池沉淀后，上清液进入缺氧池，在缺氧池内根据进水硝酸盐氮浓度，自动投加碳源，进一步降解废水中的硝酸盐氮，然后在曝气池内设机械搅拌和曝气装置，通过曝气，维持溶解氧0.2-1.0mg/L，使缺氧微生物处于无氧代谢状态，去除废水中的硝酸盐氮；溶解氧低于0.2mg/L，微生物处于部分缺氧状态，硫酸盐还原菌开始繁殖，硫酸盐被还原为硫化氢等含硫臭气，造成二次污染；溶解氧高于1.0mg/L，缺氧菌停止无氧代谢，转而进行有氧代谢，以获取更高的能量。

步骤3：曝气池出水依次进入好氧池a、二沉池、好氧池b、三沉池进一步降解废水中残余的有机物，好氧出水经沉淀后，达标排放。

本发明的特点还在于，

步骤2碳源投加根据进出水硝酸盐氮浓度监测值自动投加，缺氧池进水、出水处分别设置硝酸盐氮浓度监测仪，实时检测废水硝酸盐氮浓度，根据去除硝酸盐的氮浓度，设定碳氮比为.-，自动投加碳源，碳源采用硝化纤维素生产过程废酒精。

步骤2的上清液PH值调节为2-8.5。

三沉池排泥通道排出的污泥继续投加到吸附池中起吸附作用，二沉池排泥通道排出的污泥一部分进入吸附池中起吸附作用，另一部分进入缺氧池再次反硝化脱氮。

一沉池沉淀的污泥经过集泥池收集后加入絮凝剂再经带式压滤机压滤，带式压滤机滤出滤液通过管道进入一沉池继续循环、污泥通过带式压滤机处理成干化污泥后外运。

中和沉淀池的污泥沉淀经板框压滤机压滤后，滤液重新返回中和沉淀池进入下一循环、干化污泥外排。

本发明的有益效果是：本发明一种硝化纤维素废水处理方法采用剩余污泥吸附-微氧反硝化技术，一方面采用剩余污泥吸附法，降低废水中硫酸钙浓度，避免硫酸钙结垢对后续处理工艺及设备管道影响；另一方面采用微氧技术避免厌氧型硫酸盐还原菌的大量繁殖。

1.废水经处理后，TN、CODcr均能达到排放标准(TN≤15mg/L、CODcr≤50mg/L)要求；

2.废水处理过程未产生硫化氢等含硫气体，废水中未检出硫化物。

3.本发明的酸性硝酸纤维素废水不需要中和至中性进入生化系统，减少石灰粉投加量。同时，降低硫酸钙污泥产量。

附图说明

图1是本发明的一种硝化纤维素废水处理系统结构示意图；

图中，1.格栅井，2.调节池a，3.中和反应池，4.中和沉淀池，5.调节池b，6.吸附池，7.一沉池，8.缺氧池，9.曝气池，10.好氧池a，11.二沉池，12.好氧池b，13.三沉池，14.出水池，15.板框压滤机，16.集泥池，17.带式压滤机

具体实施方式

本发明提供的一种硝化纤维素废水处理系统具体结构如图1所示，

一种硝化纤维素废水处理系统，结构如图1所示，包括依次连接的调节池a2、中和反应池3、中和沉淀池4、调节池b5、吸附池6、一沉池7、缺氧池8、曝气池9、好氧池a10、二沉池11、好氧池b12、三沉池13以及出水池14，一沉池7的排泥通道依次连接集泥池16和带式压滤机17，一沉池7沉淀的污泥经过集泥池16收集后加入絮凝剂再经带式压滤机17压滤，带式压滤机17滤出滤液通过管道进入一沉池7继续循环、污泥通过带式压滤机17处理成干化污泥后外运；三沉池13排泥通道排出的污泥继续投加到吸附池中起吸附作用，二沉池11排泥通道排出的污泥一部分进入吸附池中起吸附作用，另一部分进入缺氧池再次反硝化脱氮。

调节池a2和调节池b5用于调节废水pH和污染物浓度。

好氧池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸，进一步把有机物分解成无机物。

一种硝化纤维素废水处理方法，具体操作步骤如下：

步骤1：硝化纤维素废水经收集后，经格栅井过滤后加入石灰中和至pH2-4，进入中和沉淀池4，沉淀出硫酸钙污泥；上清液经调节池b5后进入吸附池6，在吸附池内钙离子被污泥吸附沉淀去除，有效保护了后续生化系统污泥不易无机化；同时，吸附池处于微氧状态，废水中的有机物和硝酸盐氮在此进行缺氧反应，去除有机物和硝酸盐氮；

步骤2：吸附池6出水经一沉池7沉淀后，上清液进入缺氧池8，在缺氧池8内根据进水硝酸盐氮浓度，自动投加碳源，进一步降解废水中的硝酸盐氮，然后在曝气池9内设机械搅拌和曝气装置，通过曝气，维持溶解氧0.2-1.0mg/L，使缺氧微生物处于无氧代谢状态，去除废水中的硝酸盐氮；溶解氧低于0.2mg/L，微生物处于部分厌氧状态，硫酸盐还原菌开始繁殖，硫酸盐被还原为硫化氢等含硫臭气，造成二次污染；溶解氧高于1.0mg/L，缺氧菌停止无氧代谢，转而进行有氧代谢，以获取更高的能量。

步骤2：曝气池9出水依次进入好氧池a10、二沉池11、好氧池b12、三沉池13进一步降解废水中残余的有机物，好氧出水经沉淀后，达标排放。

步骤2碳源投加根据进出水硝酸盐氮浓度监测值自动投加，缺氧池进水、出水处分别设置硝酸盐氮浓度监测仪，实时检测废水硝酸盐氮浓度，根据去除硝酸盐的氮浓度，设定碳氮比为4.5-5，自动投加碳源，碳源采用硝化纤维素生产过程废酒精。

步骤2上清液PH值调节为2-8.5。

三沉池13排泥通道排出的污泥继续投加到吸附池中起吸附作用，二沉池11排泥通道排出的污泥一部分进入吸附池中起吸附作用，另一部分进入缺氧池再次反硝化脱氮。

一沉池7沉淀的污泥经过集泥池16收集后加入絮凝剂再经带式压滤机17压滤，带式压滤机17滤出滤液通过管道进入一沉池7继续循环、污泥通过带式压滤机17处理成干化污泥后外运。

中和沉淀池4的污泥沉淀经板框压滤机15压滤后，滤液重新返回中和沉淀池进入下一循环、干化污泥外排。

缺氧池、好氧池污泥进入吸附池，吸附废水中钙离子。膨胀部分污泥通过吸附沉淀池排出，进入污泥脱水系统处理。

实施例

1.硝化棉生产的酸性废水总管汇集经格栅井去除棉纤维和杂质，进入调节池调匀水量和水质，调节后的酸性废水用提升泵提升到中和反应池与配制好的石灰乳或钙粉乳中和反应。

2.中和过程应加入絮凝剂进行中和沉淀。在沉淀后的中性水增加缺氧池即反硝化池。该池子每格安装2台潜水推流器，池底安装穿孔曝气管。通过推流和曝气搅拌，使池内泥水混合液循环流动并充分混合，以增加脱氮效果。曝气搅拌还可提供部分溶解氧，防止池内进入厌氧状态。

3.碳源投加(乙醇)至污泥吸附池前端，进水硝态氮监测仪表以及流量计装在吸附池前端，监测进水硝态氮变化。

4.关键工艺参数：

①碳氮比(COD/TN)＝4.5—5；

②缺氧池进水pH值2-8.5；

③缺氧池溶解氧(DO)＝0.2-1.0mg/l；

④缺氧池污泥沉降比(SV30)25％-35％。

其中本发明申请单位曾以精制棉黑液为碳源开展了脱氮技术研究，与其相比，本发明对改工艺做了如下改进：(1)原有发明采用缺氧工艺缺氧生物接触法，反应器中挂了组合填料，本方法采用污泥法；原发明采用精制棉黑液为碳源，由于精制棉黑液为碱性，故可省去加石灰中和环节，但本发明应用过程无精制棉黑液，需投加石灰进行中和，通过改进，可克服了因投加石灰造成填料支架结垢现象；(2)原有发明采用精制棉黑液为碳源，达到以废治废的目的。本发明采用硝化纤维素生产过程废酒精为碳源，同样达到以废治废的目的。(3)缩短处理工艺，达到更高标准要求。本发明采方法为中和-缺氧-好氧，省去了高级氧化工艺，污泥产生量大幅降低，流程更短易于控制，同时，满足TN≤15mg/L的更高标准要求。

本发明采用剩余污泥吸附-微氧缺氧技术，一方面采用剩余污泥吸附法，降低废水中硫酸钙浓度，避免硫酸钙对后续处理工艺及设备管道影响；另一方面采用微氧技术避免厌氧型硫酸盐还原菌的大量繁殖。

Claims (9)

1.一种硝化纤维素废水处理系统，其特征在于，包括依次连接的调节池a(2)、中和反应池(3)、中和沉淀池(4)、调节池b(5)、吸附池(6)、一沉池(7)、缺氧池(8)、曝气池(9)、好氧池a(10)、二沉池(11)、好氧池b(12)、三沉池(13)以及出水池(14)，所述一沉池(7)的排泥通道依次连接集泥池(16)和带式压滤机(17)，所述一沉池(7)沉淀的污泥经过集泥池(16)收集后加入絮凝剂再经带式压滤机(17)压滤，所述带式压滤机(17)滤出滤液通过管道进入一沉池(7)继续循环、污泥通过带式压滤机(17)处理成干化污泥后外运；所述三沉池(13)排泥通道排出的污泥继续投加到吸附池中起吸附作用，所述二沉池(11)排泥通道排出的污泥一部分进入吸附池中起吸附作用，另一部分进入缺氧池再次反硝化脱氮。

2.根据权利要求1所述的一种硝化纤维素废水处理系统，其特征在于，所述调节池a(2)和调节池b(5)用于调节废水pH和污染物浓度。

3.根据权利要求1所述的一种硝化纤维素废水处理系统，其特征在于，所述好氧池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸，进一步把有机物分解成无机物。

4.一种硝化纤维素废水处理方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

步骤1：硝化纤维素废水经收集后，经格栅井(1)过滤后加入石灰中和至pH2-4，进入中和沉淀池(4)，沉淀出硫酸钙污泥；上清液经调节池b(5)后进入吸附池(6)，在吸附池内钙离子被污泥吸附沉淀去除，有效保护了后续生化系统污泥不易无机化；同时，吸附池处于微氧状态，废水中的有机物和硝酸盐氮在此进行缺氧反应，去除有机物和硝酸盐氮；

步骤2：吸附池(6)出水经一沉池(7)沉淀后，上清液进入缺氧池(8)，在缺氧池(8)内根据进水硝酸盐氮浓度，自动投加碳源，进一步降解废水中的硝酸盐氮，然后在曝气池(9)内设机械搅拌和曝气装置，通过曝气，维持溶解氧0.2-1.0mg/L，使缺氧微生物处于无氧代谢状态，去除废水中的硝酸盐氮。

步骤2：曝气池(9)出水依次进入好氧池a(10)、二沉池(11)、好氧池b(12)、三沉池(13)进一步降解废水中残余的有机物，好氧出水经沉淀后，达标排放。

5.根据权利要求4所述的一种硝化纤维素废水处理方法，其特征在于，步骤2所述碳源投加根据进出水硝酸盐氮浓度监测值自动投加，缺氧池进水、出水处分别设置硝酸盐氮浓度监测仪，实时检测废水硝酸盐氮浓度，根据去除硝酸盐的氮浓度，设定碳氮比为4.5-5，自动投加碳源，所述碳源采用硝化纤维素生产过程废酒精。

6.根据权利要求4所述的一种硝化纤维素废水处理方法，其特征在于，步骤2所述上清液PH值调节为2-8.5。

7.根据权利要求4所述的一种硝化纤维素废水处理方法，其特征在于，所述三沉池(13)排泥通道排出的污泥继续投加到吸附池中起吸附作用，所述二沉池(11)排泥通道排出的污泥一部分进入吸附池中起吸附作用，另一部分进入缺氧池再次反硝化脱氮。

8.根据权利要求4所述的一种硝化纤维素废水处理方法，其特征在于，所述所述一沉池(7)沉淀的污泥经过集泥池(16)收集后加入絮凝剂再经带式压滤机(17)压滤，所述带式压滤机(17)滤出滤液通过管道进入一沉池(7)继续循环、污泥通过带式压滤机(17)处理成干化污泥后外运。

9.根据权利要求4所述的一种硝化纤维素废水处理方法，其特征在于，所述中和沉淀池(4)的污泥沉淀经板框压滤机(15)压滤后，滤液重新返回中和沉淀池进入下一循环、干化污泥外排。

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