CN112830634A - 高浓度废水cod和n同池同步降解工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，属于废水处理技术领域，包括以下步骤：第一步：将废水排至隔油池；第二步：将去除大颗粒杂质的废水通过水泵输送至调节池；第三步：将第二步处理后的废水采用气浮系统处理；第四步：采用同池同步生化系统对第三步的废水进行硝化和反硝化同池同步反应；第五步：采用A+MBBR接触氧化处理第四步中处理后的废水；第六步：采用MBR膜生物反应器对第五步处理后的废水进行处理。本发明的有益效果是，处理后的废水能够实现稳定达标排放。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种高浓度废水COD和N同池同步降解工艺。
背景技术
中转站内污水主要来自垃圾渗沥水和冲洗废水，此水随着垃圾成分、季节而变化。调查研究结果表明，中转站污水的平均产生量约为垃圾量的5％～10％，垃圾中转站的污水呈弱酸性，pH变化范围为3.0-6.5；SS和TP的变化范围分别为630～218210mg/L和8～260mg/L的范围内变化，呈现夏、秋季节高而冬、春季节低的特征；BOD5、CODCr、NH3-H分别在2250-35200mg/L、141-60000mg/L、68.5-1034mg/L的范围内变化，这些指标在9月份达到最大浓度。
根据垃圾中转站渗滤液水质参数分析，废水B/C比在0.6左右，废水可生化性较好，但废水动植物油、COD、SS、总氮、氨氮及含盐量均较高，传统的生化工艺无法实现稳定达标排放。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，采用气浮系统除油，核心生化工艺采用“高浓度废水COD和N同池同步降解工艺”+“A+MBBR”+MBR技术处理该工程垃圾渗滤液废水，确保最终出水水质的达标排放。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，包括以下步骤：
第一步：将废水排至隔油池；隔油池内置格栅，通过格栅去除大颗粒杂质；
第二步：将去除大颗粒杂质的废水通过水泵输送至调节池，通过调节池调节均化废水水量水质；
第三步：将第二步处理后的废水采用气浮系统处理、去除大部分SS、油以及部分色度、COD；污泥排至污泥池内；
第四步：采用同池同步生化系统对第三步的废水进行硝化和反硝化同池同步反应，去除COD和总氮；余下的污泥排至污泥池内；
第五步：采用A+MBBR接触氧化处理第四步中处理后的废水；剩余污泥排至污泥池内；
第六步：采用MBR膜生物反应器对第五步处理后的废水进行处理，处理后的废水达标排放；剩余污泥排至污泥池内。
进一步地，所述第一步中的隔油池采用钢筋混凝土结构，埋地设计。
进一步地，所述第一步中的调节池采用钢筋混凝土结构，埋地设计，且与隔油池通过水泵相连。
进一步地，所述第三步中，气浮系统处理方法具体为，向水中通入空气，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，使水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成气、水、颗粒或油三相混合体，通过收集浮渣达到分离杂质。
进一步地，所述第四步中，同池同步生化系统采用低溶解氧环境，通过兼氧和好氧的临界环境对有机物进行降解，其中：
“兼氧”条件下：兼氧异养菌将有机物大分子水解成小分子；缺氧反硝化菌将NO2-和NO3-还原成N2；厌氧氨氧化菌将氨氧化成N2；
“好氧”条件下：好氧异养菌将有机碳氧化成CO2；好氧硝酸菌将氨氧化成NO2-和少部分NO3-，好氧反硝化菌将氨氧化成N2。
进一步地，同池同步生化系统的生化池溶解氧为0.3～1.2mg/L。
进一步地，所述第五步中，A+MBBR工艺具体为：向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，使生物膜利用整个反应器空间。
更进一步地，所述第六步中，MBR膜生物反应器利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。
本发明实施例具有如下优点：
1、高污泥浓度(MLSS～10000mg/L)，高比倍回流(回流比～30倍)，低溶氧控制(DO0.5～1.2mg/L)；COD和NH3-N同池同步降解；硝化和反硝化同池同步反应；适合高浓度COD和高浓度NH3-N并存的废水处理，占地节省30％，耗电节省30％，排泥减少30％，去除效率提升30％。
2、MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。
3、MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor)，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。具有以下主要特点：
(1)出水水质优质稳定。由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零。处理效率高。膜分离也使微生物被完全被截留在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
(2)硝化能力强。可去除氨氮及难降解有机物。由于微生物被完全截留在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可延长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。
(3)剩余污泥产量少。该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低(理论上可以实现零污泥排放)，降低了污泥处理费用。
(4)操作管理方便，易于实现自动控制。该工艺实现了水力停留时间(HRT)与污泥停留时间(SRT)的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。
附图说明
图1为本发明整体工艺流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照说明书附图1，本发明高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，采用生化处理与物化处理相结合的处理工艺。其中，物化处理采用溶气气浮工艺，预处理采用格栅+隔油池+调节池。
格栅：格栅能去除大颗粒杂质，保证水泵的长期安全运行。
隔油池：通过隔油池去除大部分直径0.1㎜以上的浮油，定期人工捞油。
调节池：通过调节池调节均化废水水量水质，保证后续处理系统正常运行。
溶气气浮：物化处理工艺采用溶气气浮，溶气气浮可先去除大部分SS、油以及部分色度、COD。
具体设置和参数如下：
1、格栅
为防止废水中固体悬浮物堵塞、损坏后续处理设备，设置一道简易格栅。格栅宽为500mm，栅隙：10mm，尺寸为1000×500mm，材质：不锈钢。栅渣作为垃圾处理。
2、隔油调节池
隔油池与调节池合建。
隔油池有效池容6方，尺寸为2.5m×1m×3m(有效水深暂按2.4m计)。采用钢筋混凝土结构，埋地设计。
调节池设计有效池容：15方，尺寸为2.5m×2.5m×3m(有效水深暂按2.4m计)。采用钢筋混凝土结构，埋地设计。
3、溶气气浮
气浮处理法就是向水中通入空气，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，使水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成气、水、颗粒(油)三相混合体，通过收集浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。
单组气浮池设计参数如下：
正常处理水量：0.5m3/h最大处理水量：1.0m3/h
回流比：15％最大处理水量时回流比：100％
溶气水量：0.5m3/h
池体尺寸：2.5m×0.8m×1.2m
表面负荷：3m3/m2·h
4、高浓度废水COD和N同池同步降解工艺
高浓度废水COD和N同池同步降解工艺核心理论是：低溶解氧环境，改善微生物“宏观环境”和“微环境”，造就微生物种群的多样化、特征化和大量化，实现微生物多种生化降解机理以及COD/氨氮/总氮同步高效降解。
(1)低溶氧控制技术保证了COD/氨氮/总氮同池同步降解
高浓度废水COD和N同池同步降解工艺控制生化池溶解氧0.3～1.2mg/L。兼氧和好氧的临界环境中，微生物种群更丰富，对有机物的降解机理更多样。
“兼氧”条件下：兼氧异养菌将有机物大分子水解成小分子；缺氧反硝化菌将NO2-和NO3-还原成N2；厌氧氨氧化菌将氨氧化成N2；
“好氧”条件下：好氧异养菌将有机碳氧化成CO2；好氧硝酸菌将氨氧化成NO2-和少部分NO3-，好氧反硝化菌将氨氧化成N2。
通过上述系列反应，实现COD/氨氮/总氮同池同步降解。
(2)低溶氧控制技术提升COD/氨氮/总氮的降解效率
①低溶氧改善微生物“宏观环境”
低溶氧环境中，水池的垂直高度方向上溶解氧浓度不同，池体出现无限多个溶解氧低而且浓度不一的空间，即无限多个微型A/O系统，有助于COD的降解，有助于同步硝化和反硝化。
低溶氧环境中，亚硝化作用明显强于硝化作用，有助于半程硝化，促进短程硝化和反硝化，高浓度废水COD和N同池同步
降解工艺更适合高浓度氨氮废水。
②低溶氧改善微生物的“微环境”
低溶氧环境中，生化池曝气量小，气泡颗粒小，气泡上升流速慢，池内微生物容易凝聚，微生物絮体大，密实度适中。在絮体表面粘附着大量小气泡，发生有氧呼吸有利于碳和氮的氧化，而絮体内的溶解氧不足和碳源的充足有利于反硝化作用的发生。有助于COD/氨氮/总氮同池同步降解。
③低溶氧改善废水可生化性
低溶氧环境中，在废水液相和微生物絮体固相存在无限多个A/O系统，兼氧微生物发挥水解作用，将蛋白质、多糖和其它大分子水解成溶于水的小分子，有利于好氧微生物的降解，提高COD去除效率。高浓度废水COD和N同池同步降解工艺更适合高浓度COD废水。
兼氧水解后，废水可生化有机质提升，提高了反硝化C/N比，有利于反硝化反应，提高总氮去除率。
(3)抗负荷冲击控制技术提升COD/氨氮/总氮的降解效率
影响有机物降解和SND反应的进水条件有:进水水量、有机物浓度(COD、BOD、TN等)、pH、温度、有毒有害物质等。
影响有机物降解和SND反应的运行参数有:B/C、C/N、DO、MLSS、污泥絮体结构、污泥有机负荷、泥龄等。
混合液高倍回流使进水端各项水质指标和系统运行参数更稳定，抵抗负荷冲击和毒害能力更强，同时改善了微生物“宏观环境”，系统对COD/氨氮/总氮降解更有效、更稳定。
混合液高倍回流，生化池内“污泥-废水-气泡”高速均质循环，有助于提高微生物对COD/氨氮/总氮的降解效率。
(4)高污泥负荷控制技术提升COD/氨氮/总氮的降解效率
高浓度废水COD和N同池同步
降解工艺控制MLSS～10000mg/L，通过最大化的污泥负荷来提高容积负荷。由于污泥高浓度化，微生物数量的极大化，COD/氨氮/总氮降解效率更高。
高浓度废水COD和N同池同步降解工艺停留时间为7.8d，有效池容78m3，尺寸为12×2.5×3.0m。设置一只，采用钢结构，地上设置。
5、水解酸化池
高浓度废水COD和N同池同步
降解工艺的产水进入水解酸化池，水解酸化池原理利用厌氧水解的第一阶段达到提高废水生化机能，通过水解酸化池处理可去除一部分有机物，并使污水中的高分子有机物通过水解酸化作用分解为简单的小分子物质，使废水中溶解的有机物比列显著增加，BOD/COD值提高，有利于提高难降解有机物的去除率。
好氧区回流的硝化液混合，在水解酸化池内反硝化细菌利用好氧区混合液回流而带来的硝酸盐，以及废水中的有机物进行反硝化，达到脱氮同时去除COD的目的。
水解酸化同时可以有效降低污水处理系统的污泥产生量，降低系统污泥处理负荷。
水解酸化池停留时间为31小时，有效池容13m3，尺寸为2.5m×2m×3.0m。设置一只，采用钢结构，地上设置。
6、MBBR
MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。
MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。
MBBR接触氧化池水力停留时间为31小时，有效容积为13m3。尺寸为2.5×2×3.0m。设置一只，采用钢结构，地上设置。
7、MBR膜生物反应器
MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor)，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围膜。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：将废水排至隔油池；隔油池内置格栅，通过格栅去除大颗粒杂质；
第二步：将去除大颗粒杂质的废水通过水泵输送至调节池，通过调节池调节均化废水水量水质；
第三步：将第二步处理后的废水采用气浮系统处理、去除大部分SS、油以及部分色度、COD；污泥排至污泥池内；
第四步：采用同池同步生化系统对第三步的废水进行硝化和反硝化同池同步反应，去除COD和总氮；余下的污泥排至污泥池内；
第五步：采用A+MBBR接触氧化处理第四步中处理后的废水；剩余污泥排至污泥池内；
第六步：采用MBR膜生物反应器对第五步处理后的废水进行处理，处理后的废水达标排放；剩余污泥排至污泥池内。
2.根据权利要求1所述的高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，其特征在于：所述第一步中的隔油池采用钢筋混凝土结构，埋地设计。
3.根据权利要求1所述的高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，其特征在于：所述第一步中的调节池采用钢筋混凝土结构，埋地设计，且与隔油池通过水泵相连。
4.根据权利要求1所述的高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，其特征在于：所述第三步中，气浮系统处理方法具体为，向水中通入空气，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，使水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成气、水、颗粒或油三相混合体，通过收集浮渣达到分离杂质。
5.根据权利要求1所述的高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，其特征在于：所述第四步中，同池同步生化系统采用低溶解氧环境，通过兼氧和好氧的临界环境对有机物进行降解，其中：
“兼氧”条件下：兼氧异养菌将有机物大分子水解成小分子；缺氧反硝化菌将NO2-和NO3-还原成N2；厌氧氨氧化菌将氨氧化成N2；
“好氧”条件下：好氧异养菌将有机碳氧化成CO2；好氧硝酸菌将氨氧化成NO2-和少部分NO3-，好氧反硝化菌将氨氧化成N2。
6.根据权利要求5所述的高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，其特征在于：同池同步生化系统的生化池溶解氧为0.3～1.2mg/L。
7.根据权利要求1所述的高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，其特征在于：所述第五步中，A+MBBR工艺具体为：向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，使生物膜利用整个反应器空间。
8.根据权利要求1所述的高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，其特征在于：所述第六步中，MBR膜生物反应器利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。
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