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高氨氮高有机物废水碳氮去除方法

日期:2019-10-25 19:21

  本发明公开了一种高氨氮高有机物废水的碳氮去除装置,包括依次连通的厌氧发酵池、高DO分解池、中DO硝化池、反硝化滤池、沉淀池和消毒池;所述厌氧发酵池的顶部与反硝化滤池底部连通;所述厌氧发酵池、高DO分解池、中DO硝化池和沉淀池的底部均设排泥口,各排泥口分别通过排泥管与储泥池连通;储泥池的排泥口与污泥水解池连通,污泥水解池与反硝化滤池连通。本发明的有益效果为:利用厌氧发酵处理原废水,不仅提高了废水的可生化性,还降低了后续处理生物负荷;将除COD过程和硝化过程分开进行可以避免有机负荷过高对硝化反应的抑制;将厌氧发酵产生的甲烷和剩余污泥的水解液用作反硝化碳源,不仅节省了运营费用,还有利于节能减排。

  权利要求书

  1.一种高氨氮高有机物废水的碳氮去除装置,其特征在于,包括依次连通的厌氧发酵池、高DO分解池、中DO硝化池、反硝化滤池、沉淀池和消毒池;所述厌氧发酵池、高DO分解池、中DO硝化池和沉淀池的底部均设排泥口,各排泥口分别通过排泥管与储泥池连通;储泥池设两个排泥口,分别与脱水机房和污泥水解池连通,污泥水解池与反硝化滤池连通。

  2.如权利要求1所述的高氨氮高有机物废水的碳氮去除装置,其特征在于,所述厌氧发酵池的顶部设有气体出口,气体出口与甲烷集气罐连通,甲烷集气罐分别与反硝化滤池底部和气体纯化工艺连通。

  3.如权利要求1所述的高氨氮高有机物废水的碳氮去除装置,其特征在于,所述高DO分解池和中DO硝化池配置相同,均分别包括圆形的池体,池体内部增设同心圆锥形隔板,圆锥形隔板内侧为曝气区,外侧为沉淀区,且二者的上部及底部连通;所述曝气区的顶部设曝气搅拌组件,曝气区的底部设进水口;所述沉淀区的上部设斜管,顶部周边设出水集水槽;所述沉淀区的底部通过排泥管与储泥池连通,排泥管上设有污泥泵。

  4.如权利要求3所述的高氨氮高有机物废水的碳氮去除装置,其特征在于,中DO硝化池的曝气区内投加悬浮填料。

  5.如权利要求3所述的高氨氮高有机物废水的碳氮去除装置,其特征在于,所述高DO分解池和中DO硝化池内接种活性污泥;高DO分解池的溶解氧为4-5mg/L,中DO硝化池的溶解氧为2-3mg/L。

  6.如权利要求1所述的高氨氮高有机物废水的碳氮去除装置,其特征在于,所述反硝化滤池包括相连的下锥段B和圆柱段B;所述下锥段B与中DO硝化池的出水口连通;所述下锥段B通过水泵与污泥水解池连通;所述圆柱段B内设有轻质多孔填料;轻质多孔填料的下方设有曝气管,曝气管与甲烷集气罐连通。

  7.一种高氨氮高有机物废水的碳氮去除方法,其特征在于,原废水进入厌氧发酵池,将废水中的大分子难降解有机物被分解为小分子,同时去除废水中的大部分有机物;处理后的废水进入高DO分解池去除COD,处理后的废水进入中DO硝化池经硝化菌处理;处理后的低COD高硝态氮出水进入反硝化滤池脱氮,脱氮处理后的废水进入沉淀池沉淀,去除反硝化滤池脱落的生物膜;沉淀池出水进入消毒池进行消毒。

  说明书

  一种高氨氮高有机物废水的碳氮去除装置及方法

  技术领域

  本发明涉及污水处理技术领域,具体涉及一种高氨氮高有机物废水的碳氮去除装置及方法。

  背景技术

  随着我国经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高,人们对肉类和医药类需求不断上升,伴随而来的还有畜禽废水、屠宰废水和各类制药废水等的不断排放。

  畜禽养殖废水包括养殖过程中产生的畜禽尿液、粪便等,以及冲洗圈舍所产生的冲洗水、清洁设施用水、工人生活用水、流经养殖场的雨水等。畜禽养殖废水成分复杂,属于高浓度养殖废水,主要特点是COD、氨氮以及SS等污染物含量高。

  屠宰及肉类加工废水是一种典型的高浓度有机废水,屠宰废水主要污染物为生产过程中产生的血污、油脂、畜毛、碎肉、未消化的食物及粪便、尿液和清洁冲洗水构成,肉类加工废水主要由碎肉、脂肪、蛋白质、油脂、清洁冲洗水等组成。屠宰及肉类加工废水的主要特点为色度及SS高,COD及氮素含量高,氮素主要形式为氨氮。

  制药废水中污染最严重的是化学制药、生物发酵制药等生产的高浓度、难降解有机废水,主要产生在清洗用水、蒸煮用水、清洁用水和生活污水等环节。制药废水具有有机污染物浓度高、难以沉降、色度高、可生化性较差、水质和水量变化大的特点。

  综上所述,我国畜禽养殖废水、屠宰及肉类加工废水以及制药废水中的有机物和氨氮浓度大。就目前常用的包括活性污泥法和生物膜法的好氧处理工艺能够较好地去除废水中的 COD。一般地,异养菌较自养型硝化菌具有更短的世代时间,故在高有机负荷好氧条件下,异养菌更容易突破竞争发展成为优势菌。相反,硝化菌的活性受到抑制,要充分实现硝化只有延时曝气。但是过度曝气又可能造成后续反硝化阶段碳源不足和污泥老化,故在同一反应器内很难实现碳氮的同步高效去除。

  此外,在新型脱氮技术中,异养硝化只有在C/N>10时才能有所效果,但异养硝化效率低,且同样存在反硝化碳源不足问题。厌氧工艺有着运行成本低、运行性能稳定可靠、抗冲击负荷能力强等优点,但是去除COD效率低,且无法去除氨氮。

  目前迫于环境保护的压力,我国污水处理排放标准越来越严。针对当前高氨氮高有机物废水不易达标排放的难题,探究低成本、高效率的碳氮同步去除方式成为该类水体处理的主要发展方向之一。

  发明内容

  本发明的目的在于,针对现有技术的不足,提供一种低成本高效率的高氨氮高有机物废水的碳氮去除装置及方法。

  本发明采用的技术方案为:一种高氨氮高有机物废水的碳氮去除装置,包括依次连通的厌氧发酵池、高DO分解池、中DO硝化池、反硝化滤池、沉淀池和消毒池;所述厌氧发酵池、高DO分解池、中DO硝化池和沉淀池的底部均设排泥口,各排泥口分别通过排泥管与储泥池连通;储泥池设两个排泥口,分别与脱水机房和污泥水解池连通,污泥水解池与反硝化滤池连通。

  按上述方案,所述厌氧发酵池的顶部设有气体出口,气体出口与甲烷集气罐连通,甲烷集气罐分别与反硝化滤池底部和气体纯化工艺连通。

  按上述方案,所述高DO分解池和中DO硝化池配置相同,均分别包括圆形的池体,池体内部增设同心圆锥形隔板,圆锥形隔板内侧为曝气区,外侧为沉淀区,且二者的上部及底部连通;所述曝气区的顶部设曝气搅拌组件,曝气区的底部设进水口;所述沉淀区的上部设斜管,顶部周边设出水集水槽;所述沉淀区的底部通过排泥管与储泥池连通,排泥管上设有污泥泵。

  按上述方案,中DO硝化池的曝气区内投加悬浮填料。

  按上述方案,所述高DO分解池和中DO硝化池内接种活性污泥;高DO分解池的溶解氧为4-5mg/L,中DO硝化池的溶解氧为2-3mg/L。

  按上述方案,所述反硝化滤池包括相连的下锥段B和圆柱段B;所述下锥段B与中DO硝化池的出水口连通;所述下锥段B通过水泵与污泥水解池连通;所述圆柱段B内设有轻质多孔填料;轻质多孔填料的下方设有曝气管,曝气管与甲烷集气罐连通。

  本发明还提供了一种高氨氮高有机物废水的碳氮去除方法,原废水进入厌氧发酵池,将废水中的大分子难降解有机物被分解为小分子,同时去除废水中的大部分有机物;处理后的废水进入高DO分解池去除COD,处理后的废水进入中DO硝化池经硝化菌处理;处理后的低COD高硝态氮出水进入反硝化滤池脱氮,脱氮处理后的废水进入沉淀池沉淀,去除反硝化滤池脱落的生物膜;沉淀池出水进入消毒池进行消毒。

  本发明的有益效果为:

  1、本发明首先利用厌氧发酵处理原废水,废水中的大分子难降解有机物被分解为小分子,提高了废水的可生化性;同时,厌氧发酵能够去除废水中的大部分有机物,降低后续处理的生物负荷,从而进一步降低了后续高DO分解池去除COD曝气所产生的运行费用。

  2、本发明先通过高溶解氧条件下利用异养菌降解COD,后在低溶解氧低COD条件下利用硝化菌将氨氮氧化为硝态氮,这种将高氨氮高有机物废水的除COD过程和硝化过程在空间上分步进行的方法有效避免了在高有机负荷好氧条件下具有相对更短世代时间的异养菌对硝化菌的抑制作用;同时这种将异养菌和硝化菌分开富集的方法能够适应更高的污染负荷。

  3、本发明利用厌氧发酵产生的甲烷以及剩余污泥的水解液作为反硝化碳源,不仅解决了反硝化碳源不足问题,还充分利用了系统内的有机碳源,减少了污泥排放量。因此,本发明同时减少了反硝化外加碳源和泥饼外运所产生的运行费用。此外,多余甲烷气体经纯化回收后还可以用作能源。

  4、本发明在中DO硝化池和反硝化滤池内均投加填料,这样在没有污泥回流的条件下尽可能减少污泥流失,延长污泥停留时间,强化硝化-反硝化功能菌群富集,从而提高氮素转化效率。

  5、本发明在高DO分解池和中DO硝化池内采取的一体式泥-水分离技术,避免了二沉池和污水回流设计,节省了建设投资成本和运行能耗。

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