公布日：2023.03.21
申請日：2022.10.19
分類(lèi)號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/12(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F101/
16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法，包括以下步驟：S1、調節池；S2、一級反硝化池和一級硝化池：然后廢水經(jīng)提升泵，通過(guò)提升泵進(jìn)入第一級短程硝化反硝化和第二級全程硝化反硝化進(jìn)行生化處理；S3、中間水池；S4、二級反硝化池和二級硝化池；S5、MBR池和芬頓反應池：在兩級硝化反硝化生化系統后，設置芬頓反應處理系統，使這部分難降解COD通過(guò)芬頓反應轉化成分子量不太大的中間產(chǎn)物或直接變成H2O、CO2去除；S6、反應池和沉淀池；S7、硫自氧反硝化；S8、活性炭吸附池；S9、壓框壓濾。本發(fā)明低碳高氨氮廢水的處理效率，減少停留時(shí)間，短程硝化反硝化與傳統硝化反硝化生物脫氮相比，可節省氧氣，降低能耗；節省反硝化所需碳源。
權利要求書(shū)
1.一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、調節池：低碳高氨氮廢水通過(guò)管道收集后，進(jìn)入水質(zhì)調節池進(jìn)行水質(zhì)水量的調節；S2、一級反硝化池和一級硝化池：然后廢水經(jīng)提升泵，通過(guò)提升泵進(jìn)入第一級短程硝化反硝化和第二級全程硝化反硝化進(jìn)行生化處理；S3、中間水池：然后進(jìn)入中間水池，中間水池對第一級短程硝化反硝化和第二級全程硝化反硝化進(jìn)行生化處理處理的費用進(jìn)行緩存；S4、二級反硝化池和二級硝化池：中間水池內的第一級短程硝化反硝化和第二級全程硝化反硝化進(jìn)行生化處理之后的水通過(guò)提升泵提升到二級反硝化池內進(jìn)行處理；S5、MBR池和芬頓反應池：在兩級硝化反硝化生化系統后，設置芬頓反應處理系統，使這部分難降解COD通過(guò)芬頓反應轉化成分子量不太大的中間產(chǎn)物或直接變成H2O、CO2去除；S6、反應池和沉淀池：芬頓反應之后液體進(jìn)入到反應池內，然后向反應池內添加堿、PAC和PAM，進(jìn)行對液體與堿、PAC和PAM充分反映，然后注入到沉淀池內；S7、硫自氧反硝化：沉淀池處理之后，將廢液進(jìn)行硫自氧反硝化池內處理，通過(guò)硫自氧反硝化進(jìn)行脫氮處理；S8、活性炭吸附池：經(jīng)過(guò)脫氮處理之后的液體進(jìn)入到活性炭吸附池內，通過(guò)活性炭吸附達到排放標準；S9、壓框壓濾：然后進(jìn)入到板框壓濾出機內，出水通過(guò)板框壓濾出機進(jìn)行固液分離，固體污泥進(jìn)行填埋處理，出水達標排放。
2.根據權利要求1所述的一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法，其特征在于：所述S2中，短程硝化反硝化為主的生化方式→傳統硝化反硝化(A/O)做強化處理→芬頓反應去除難降解COD兼顧除磷處理技術(shù)→硫自養反硝化深度脫氮→活性炭吸附做保障，短程生物脫氮途徑流程：
3.根據權利要求1所述的一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法，其特征在于：所述S2和S4中，反硝化池中進(jìn)行的是反硝化反應，脫氮作用是指細菌將硝酸鹽(NO3-)中的氮(N)通過(guò)一系列中間產(chǎn)物(NO2-、NO、N2O)還原為氮氣(N2)的生物化學(xué)過(guò)程，參與這一過(guò)程的細菌統稱(chēng)為反硝化菌，為了強化總氮的去除，內回流比應不小于3，缺氧池采用潛水攪拌機攪拌，應保證水中溶解氧濃度在0.5mg/L以下，以保證反硝化反應的順利進(jìn)行，設計缺氧池停留時(shí)間36h以上。
4.根據權利要求1所述的一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法，其特征在于：所述S2和S4中，硝化池中進(jìn)行的是硝化反應，是利用硝化菌將污水中的氨態(tài)氮氧化為硝態(tài)氮去除氨氮的方法，硝化由兩個(gè)連續的生化反應組成:首先在亞硝酸菌的作用下，使氨氮轉化為亞硝酸氮，接著(zhù)亞硝酸氮在硝酸菌的作用下，進(jìn)一步轉化為硝酸氮，亞硝酸菌和硝酸菌統稱(chēng)為硝化菌，屬化能自養菌。
5.根據權利要求4所述的一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法，其特征在于：所述S2和S4中，硝化菌對pH的變化十分敏感，最佳pH是7.5-8.5，適宜溫度是20-30℃，硝化處理過(guò)程中，生化需氧量濃度不宜過(guò)高，應控制在2-4mg/L，否則會(huì )使自養型的硝化菌得不到優(yōu)勢，硝化反應無(wú)法進(jìn)行。
6.根據權利要求1所述的一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法，其特征在于：所述S4中，通過(guò)控制硝化、反硝化池的pH值，曝氣強度和曝氣時(shí)間，硝化液回流量、污泥回流量，使系統維持在最佳運行狀態(tài)。
7.根據權利要求1所述的一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法，其特征在于：所述S2和S4中，短程硝化反硝化是利用硝酸菌和亞硝酸菌在動(dòng)力學(xué)特性上存在的固有差異，控制硝化反應只進(jìn)行到NO2-N階段，造成大量的NO2-N累積，然后就進(jìn)行反硝化反應，正常硝化是NH3生成亞硝酸根NO2-，進(jìn)而生成硝酸根NO3-，硝酸根在缺氧條件下，生產(chǎn)亞硝酸根，再進(jìn)一步生產(chǎn)N2。
8.根據權利要求1所述的一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法，其特征在于：所述S5中，芬頓反應過(guò)程是過(guò)氧化氫(H2O2)與二價(jià)鐵離子Fe2+的混合溶液將很多已知的有機化合物如羧酸、醇、酯類(lèi)氧化為無(wú)機態(tài)，反應具有去除難降解有機污染物的高能力。
9.根據權利要求1所述的一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法，其特征在于：所述S7中，無(wú)機化能營(yíng)養型、光能營(yíng)養型的硫氧化細菌可在缺氧或厭氧條件下利用還原態(tài)硫作為電子供體，通過(guò)氧化還原態(tài)硫獲取能量，同時(shí)以硝酸鹽為電子受體，將其還原為氮氣，從而實(shí)現自養反硝化過(guò)程，以單質(zhì)硫為例，反應過(guò)程如下：
55S+20CO2+50NO3-+38H2O+4NH4+→4C5H7O2N+25N2+55SO42-+64H+。
10.根據權利要求1所述的一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法，其特征在于：所述S8中，活性炭是用木材、煤、果殼其中一種或多種含碳物質(zhì)在高溫缺氧條件下活化制成活性炭，活性炭吸附是利用活性炭的物理吸附、化學(xué)吸附、氧化、催化氧化和還原等性能去除水中污染物的水處理方法。
發(fā)明內容
(一)解決的技術(shù)問(wèn)題
針對現有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法。
(二)技術(shù)方案
本為實(shí)現上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案，一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法所采用的技術(shù)方案是:包括以下步驟：
S1、調節池：低碳高氨氮廢水通過(guò)管道收集后，進(jìn)入水質(zhì)調節池進(jìn)行水質(zhì)水量的調節；
S2、一級反硝化池和一級硝化池：然后廢水經(jīng)提升泵，通過(guò)提升泵進(jìn)入第一級短程硝化反硝化和第二級全程硝化反硝化進(jìn)行生化處理；
S3、中間水池：然后進(jìn)入中間水池，中間水池對第一級短程硝化反硝化和第二級全程硝化反硝化進(jìn)行生化處理處理的費用進(jìn)行緩存；
S4、二級反硝化池和二級硝化池：中間水池內的第一級短程硝化反硝化和第二級全程硝化反硝化進(jìn)行生化處理之后的水通過(guò)提升泵提升到二級反硝化池內進(jìn)行處理；
S5、MBR池和芬頓反應池：在兩級硝化反硝化生化系統后，設置芬頓反應處理系統，使這部分難降解COD通過(guò)芬頓反應轉化成分子量不太大的中間產(chǎn)物或直接變成H2O、CO2去除；
S6、反應池和沉淀池：芬頓反應之后液體進(jìn)入到反應池內，然后向反應池內添加堿、PAC和PAM，進(jìn)行對液體與堿、PAC和PAM充分反映，然后注入到沉淀池內；
S7、硫自氧反硝化：沉淀池處理之后，將廢液進(jìn)行硫自氧反硝化池內處理，通過(guò)硫自氧反硝化進(jìn)行脫氮處理；
S8、活性炭吸附池：經(jīng)過(guò)脫氮處理之后的液體進(jìn)入到活性炭吸附池內，通過(guò)活性炭吸附達到排放標準；
S9、壓框壓濾：然后進(jìn)入到板框壓濾出機內，出水通過(guò)板框壓濾出機進(jìn)行固液分離，固體污泥進(jìn)行填埋處理，出水達標排放。
作為優(yōu)選方案，所述S2中，短程硝化反硝化為主的生化方式→傳統硝化反硝化(A/O)做強化處理→芬頓反應去除難降解COD兼顧除磷處理技術(shù)→硫自養反硝化深度脫氮→活性炭吸附做保障，短程生物脫氮途徑流程：
作為優(yōu)選方案，所述S2和S4中，反硝化池中進(jìn)行的是反硝化反應，脫氮作用是指細菌將硝酸鹽(NO3-)中的氮(N)通過(guò)一系列中間產(chǎn)物(NO2-、NO、N2O)還原為氮氣(N2)的生物化學(xué)過(guò)程，參與這一過(guò)程的細菌統稱(chēng)為反硝化菌，為了強化總氮的去除，內回流比應不小于3，缺氧池采用潛水攪拌機攪拌，應保證水中溶解氧濃度在0.5mg/L以下，以保證反硝化反應的順利進(jìn)行，設計缺氧池停留時(shí)間36h以上。
作為優(yōu)選方案，所述S2和S4中，硝化池中進(jìn)行的是硝化反應，是利用硝化菌將污水中的氨態(tài)氮氧化為硝態(tài)氮去除氨氮的方法，硝化由兩個(gè)連續的生化反應組成:首先在亞硝酸菌的作用下，使氨氮轉化為亞硝酸氮，接著(zhù)亞硝酸氮在硝酸菌的作用下，進(jìn)一步轉化為硝酸氮，亞硝酸菌和硝酸菌統稱(chēng)為硝化菌，屬化能自養菌。
作為優(yōu)選方案，所述S2和S4中，硝化菌對pH的變化十分敏感，最佳pH是7.5-8.5，適宜溫度是20-30℃，硝化處理過(guò)程中，生化需氧量濃度不宜過(guò)高，應控制在2-4mg/L，否則會(huì )使自養型的硝化菌得不到優(yōu)勢，硝化反應無(wú)法進(jìn)行。
作為優(yōu)選方案，所述S4中，通過(guò)控制硝化、反硝化池的pH值，曝氣強度和曝氣時(shí)間，硝化液回流量、污泥回流量，使系統維持在最佳運行狀態(tài)。
作為優(yōu)選方案，所述S2和S4中，短程硝化反硝化是利用硝酸菌和亞硝酸菌在動(dòng)力學(xué)特性上存在的固有差異，控制硝化反應只進(jìn)行到NO2-N階段，造成大量的NO2-N累積，然后就進(jìn)行反硝化反應，正常硝化是NH3生成亞硝酸根NO2-，進(jìn)而生成硝酸根NO3-，硝酸根在缺氧條件下，生產(chǎn)亞硝酸根，再進(jìn)一步生產(chǎn)N2。
作為優(yōu)選方案，所述S5中，芬頓反應過(guò)程是過(guò)氧化氫(H2O2)與二價(jià)鐵離子Fe2+的混合溶液將很多已知的有機化合物如羧酸、醇、酯類(lèi)氧化為無(wú)機態(tài)，反應具有去除難降解有機污染物的高能力。
作為優(yōu)選方案，所述S7中，無(wú)機化能營(yíng)養型、光能營(yíng)養型的硫氧化細菌可在缺氧或厭氧條件下利用還原態(tài)硫作為電子供體，通過(guò)氧化還原態(tài)硫獲取能量，同時(shí)以硝酸鹽為電子受體，將其還原為氮氣，從而實(shí)現自養反硝化過(guò)程，以單質(zhì)硫為例，反應過(guò)程如下：
55S+20CO2+50NO3-+38H2O+4NH4+→4C5H7O2N+25N2+55SO42-+64H+。
作為優(yōu)選方案，所述S8中，活性炭是用木材、煤、果殼其中一種或多種含碳物質(zhì)在高溫缺氧條件下活化制成活性炭，活性炭吸附是利用活性炭的物理吸附、化學(xué)吸附、氧化、催化氧化和還原等性能去除水中污染物的水處理方法。
(三)有益效果
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種低碳源高濃度氨氮廢水降解處理方法，具備以下有益效果：
1、本發(fā)明采用短程硝化反硝化的生物脫氮處理工藝，可大大顯著(zhù)提高低碳高氨氮廢水的處理效率，減少停留時(shí)間，短程硝化反硝化是將硝化過(guò)程控制在NO2—N階段，隨后在缺氧條件下進(jìn)行反硝化，也就是不完全硝化反硝化生物脫氮。短程硝化反硝化與傳統硝化反硝化生物脫氮相比，具有許多有點(diǎn)：可節省氧氣供應量約25％，降低能耗；節省反硝化所需碳源40％，節約運行成本。
2、通過(guò)控制反應條件，培養處理低碳高氨氮廢水的專(zhuān)性亞硝化細菌，從而提高反應速度、有效節約曝氣量和反硝化的碳源。在進(jìn)水氨氮負荷為1kgNH4+-N/m
3.d的條件下，氨氮亞硝化效率達到80％以上，是傳統硝化工藝的5倍以上。
3、采用的芬頓反應，芬頓反應是一種無(wú)機化學(xué)反應，過(guò)程是過(guò)氧化氫(H2O2)與二價(jià)鐵離子Fe2+的混合溶液將很多已知的有機化合物如羧酸、醇、酯類(lèi)氧化為無(wú)機態(tài)。反應具有去除難降解有機污染物的高能力。
（發(fā)明人：熊建軍;陳志強;鄭繼剛;黃君權）
