申請日2015.09.16
公開(公告)日2016.03.16
IPC分類號C02F9/14
權(quán)利要求書
1.處理高濃度氨氮有機廢水的設(shè)備，其特征在于：包括依次相連的進料斗(1)、勻漿池(2)、升流式固體厭氧反應(yīng)器(3)、生物接觸氧化池(5)、沉淀池(12)、微電解反應(yīng)器(10)、折流曝氣生物濾池(6)和臭氧消毒池(7)，升流式固體厭氧反應(yīng)器連接有污泥濃縮池(8)，勻漿池(2)內(nèi)設(shè)有提升泵，提升泵與升流式固體厭氧反應(yīng)器(3)相連;生物接觸氧化池(5)包括厭氧池和好氧池，厭氧池和好氧池通過管道相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理高濃度氨氮有機廢水的設(shè)備，其特征在于：折流曝氣生物濾池(6)包括兩級曝氣生物濾池(61)和過水孔(62)，兩級曝氣生物濾池(61)通過下側(cè)的過水孔(62)連通;兩級曝氣生物濾池(61)均設(shè)有填料層和第一曝氣管(63)，填料層從上到下依次第一填料層(64)和第二填料層(65)，第一填料層(64)固定有微生物和/或生物酶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理高濃度氨氮有機廢水的設(shè)備，其特征在于：兩級曝氣生物濾池(61)為第一級曝氣生物濾池(611)和第二級曝氣生物濾池(612)，第一級曝氣生物濾池(611)上側(cè)設(shè)有進水管(66)，第二級曝氣生物濾池(612)上側(cè)設(shè)有出水管(67)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理高濃度氨氮有機廢水的設(shè)備，其特征在于：第一填料層(64)為固定有微生物和/或生物酶的聚氨酯生物海綿填料，第二填料層(65)為沸石和顆�；钚蕴俊�
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理高濃度氨氮有機廢水的設(shè)備，其特征在于：升流式固體厭氧反應(yīng)器(3)內(nèi)設(shè)有布水系統(tǒng)，升流式固體厭氧反應(yīng)器(3)底部設(shè)有厭氧菌床，升流式固體厭氧反應(yīng)器(3)上部設(shè)有擋渣板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理高濃度氨氮有機廢水的設(shè)備，其特征在于：升流式固體厭氧反應(yīng)器(3)設(shè)有污泥排放口，污泥排放口連接污泥濃縮池(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理高濃度氨氮有機廢水的設(shè)備，其特征在于：升流式固體厭氧反應(yīng)器(3)和生物接觸氧化池(5)之間設(shè)有調(diào)節(jié)池(11)。
說明書
處理高濃度氨氮有機廢水的設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及了處理高濃度氨氮有機廢水的設(shè)備。
背景技術(shù)
高濃度氨氮有機廢水的性質(zhì)和來源不一樣，其治理技術(shù)也不一樣。通常根據(jù)高濃度氨氮有機廢水的性質(zhì)和來源可以分為三大類：第一類為不含有害物質(zhì)且易于生物降解的高濃度氨氮有機廢水，如食品工業(yè)廢水;第二類為含有有害物質(zhì)且易于生物降解的高濃度氨氮有機廢水，如部分化學(xué)工業(yè)和制藥業(yè)廢水;第三類為含有有害物質(zhì)且不易于生物降解的高濃度氨氮有機廢水，如有機化學(xué)合成工業(yè)和農(nóng)藥廢水。針對的是易于生物降解的高濃度氨氮有機廢水，如微生物發(fā)酵啤酒生產(chǎn)廢水中含有幾千到幾萬的COD，同時氨氮濃度也有幾百到幾千;養(yǎng)殖廢水氨氮、COD、P都很高;還有一些化工制藥廢水中都有氨氮和COD同時都高的特點。這類廢水中的污染物主要以固態(tài)、溶解態(tài)存在的碳水化合物形式存在，使廢水表現(xiàn)出很高的BOD5、CODCr、SS和色度等，污染物可生物降解性好，此外廢水中含有大量的N、P等營養(yǎng)物質(zhì)。
同時這類水的氨氮很高，常規(guī)處理工藝中一般通過吹脫或生物脫氮工藝來達到脫除氨氮的目的。吹脫工藝是針對的高濃度的氨氮廢水，通過吹脫后的廢水其氨氮濃度仍達不到排放標準，且運行成本較高。生物脫氮需要把氨氮和有機氮氧化成硝酸鹽，再通過反硝化的過程去除，這樣的過程適用于低濃度的氨氮且是處理低濃度氨氮的經(jīng)濟工藝，但在處理高濃度氨氮時池容會非常大，且造成了物資和能源的大量消耗。目前對高氨氮濃度、高COD濃度的有機廢水，采用厭氧可以把COD轉(zhuǎn)變?yōu)檎託�，可以�?jié)省好氧氧化有機物的處理費用，是一種變廢為寶、回收能源的有效措施。沼氣具有很好的熱值，可以作為鍋爐、發(fā)電機的燃料。目前針對高濃度氨氮有機廢水的處理系統(tǒng)都比較單一，運行費用高。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，公開了一種處理高濃度氨氮有機廢水的設(shè)備。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型通過下述技術(shù)方案得以解決：
處理高濃度氨氮有機廢水的設(shè)備，包括依次相連的進料斗、勻漿池、升流式固體厭氧反應(yīng)器、生物接觸氧化池、沉淀池、微電解反應(yīng)器、折流曝氣生物濾池和臭氧消毒池，升流式固體厭氧反應(yīng)器連接有污泥濃縮池，勻漿池內(nèi)設(shè)有提升泵，提升泵與升流式固體厭氧反應(yīng)器相連。
高濃度氨氮有機廢水經(jīng)提升泵打入?yún)捬醢l(fā)酵系統(tǒng)，厭氧發(fā)酵系統(tǒng)采用升流式固體厭氧反應(yīng)器，其下部是含有高濃度厭氧微生物的固體床。發(fā)酵原料從反應(yīng)器底部進入，依靠進料和所產(chǎn)生沼氣的上升動力按一定的速度向上升流;料液通過高濃度厭氧微生物固體床時，有機物被分解發(fā)酵，上清液從反應(yīng)器上部排出;未消化的生物質(zhì)固體顆粒和沼氣發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi)，上清液從消化器上部溢出，這樣可以得到比水力滯留期(HRT)高得多的固體滯留期(SRT)和微生物滯留期(MRT)，從而提高了固體有機物的分解率和消化器的效率。升流式固體厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有布水系統(tǒng)，底部是高濃度厭氧菌床，上部設(shè)置擋渣板。厭氧消化過程中產(chǎn)生的沉渣通過剩余污泥排放口排到污泥濃縮池，沉淀濃縮后經(jīng)污泥泵抽走。升流式固體厭氧反應(yīng)器出水進入生物接觸氧化池繼續(xù)有機物的降解，生物接觸氧化池由厭氧池、缺氧池和好氧池組成，然后含有高濃度氨氮有機廢水進入沉淀池，去除部分懸浮物SS，減少后續(xù)處理的負荷，沉淀池出水進入微電解反應(yīng)器。在厭氧池主要是進行磷的釋放，使污水中磷的濃度升高，溶解性的有機物被細胞吸收而使污水中的BOD濃度下降;另外部分NH3-N因細胞的合成得以去除，使污水中的NH3-N濃度下降。在好氧池中，有機物被微生物生化氧化，而繼續(xù)下降;有機氮被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3-N濃度增加，而磷隨著聚磷菌的過量攝取，也已較快的速率下降。所以，A2/O工藝可以同時完成有機物的去除、反硝化的脫氮、過量攝取去除磷等功能，脫氮的前提是NH3-N應(yīng)完全硝化，好氧池能完成這一功能。
通過臭氧消毒池消毒后再將水排放，其能有效殺滅水中的大量微生物和細菌，提升了含有高濃度氨氮有機廢水凈化強度。
微電解反應(yīng)器采用底部進水上部出水方式，池子內(nèi)部填充鐵和碳。微電解技術(shù)是利用鐵、炭具有微電池反應(yīng)、絮凝作用。微電解反應(yīng)器中反應(yīng)產(chǎn)物具有很高的化學(xué)活性，在陽極，產(chǎn)生的新生態(tài)Fe2+;在陰極，產(chǎn)生的活性[H]，利用兩極產(chǎn)生的電位差，含有高濃度氨氮有機廢水中許多污染物組份發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使可溶的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成難溶或微溶物質(zhì)，通過絮凝作用沉淀除去;使大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì);使某些難生化降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成容易處理的物質(zhì)，提高含有高濃度氨氮有機廢水的可生化性的同時色度也得到降低。
作為優(yōu)選，折流曝氣生物濾池包括兩級曝氣生物濾池和過水孔，兩級曝氣生物濾池通過下側(cè)的過水孔連通;兩級曝氣生物濾池均設(shè)有填料層和第一曝氣管，填料層從上到下依次第一填料層和第二填料層，第一填料層固定有微生物和/或生物酶。本實用新型在同一曝氣生物濾池內(nèi)完成硝化和反硝化作用，實現(xiàn)了COD、SS、NH3-N和TN的同步去除。兩級曝氣生物濾池還包括設(shè)在填料層上側(cè)的攔截網(wǎng)、設(shè)在填料層下側(cè)的承托層;設(shè)在承托層下側(cè)的濾板，承托層和濾板之間設(shè)有曝氣管。承托層和濾板之間設(shè)有曝氣管，采用穿孔管布氣，通過裝置均勻布氣，解決了偏流、填料不均、氣管容易堵塞的問題。攔截網(wǎng)上側(cè)為保護層。還包括反沖洗系統(tǒng)，反沖洗系統(tǒng)包括曝氣管、反沖洗管、反沖洗集水槽、反沖洗排水管，反沖洗管設(shè)在承托層中，第一級曝氣生物濾池和第二級曝氣生物濾池的底部還通過反沖洗管連通，反沖洗集水槽設(shè)在第一級曝氣生物濾池的上側(cè)，反沖洗排水管設(shè)在第二級曝氣生物濾池的上側(cè)。
作為優(yōu)選，兩級曝氣生物濾池為第一級曝氣生物濾池和第二級曝氣生物濾池，第一級曝氣生物濾池上側(cè)設(shè)有進水管，第二級曝氣生物濾池上側(cè)設(shè)有出水管。
作為優(yōu)選，第一填料層為固定有微生物和/或生物酶的聚氨酯生物海綿填料，第二填料層為沸石和顆�；钚蕴�。本實用新型通過不同濾料的組合，強化了對多種污染物同步去除效果，提高了系統(tǒng)抗沖擊負荷能力，大大降低了板結(jié)發(fā)生的可能性。a.沸石具有選擇性吸附氨氮的特點，同時其表面也可形成生物膜(成為生物沸石)而使氨氮的去除能力得到提高。沸石和顆粒活性炭結(jié)合，延長了沸石的工作周期，使顆�；钚蕴可系纳锷L良好，當(dāng)未有長期高濃度氨氮沖擊時可保證沸石的長期運行而無需再生，經(jīng)濟可靠。b.聚氨酯生物海綿填料中固定有微生物和/或生物酶，放在上側(cè)的填料層中(即第一填料層)，以進一步去除SS和其他污染物。固定微生物和/或生物酶后，聚氨酯生物海綿填料載體密度接近于水的密度，具有較大的比表面積、掛膜容易，因而生物負載量大，比現(xiàn)有的污水凈化方法高出5倍以上;而且生物膜(即微生物和/或生物酶)更新比較快，因而微生物(即微生物和/或生物酶)具有較高的活性，大大提高了處理效率和污水處理效果。c.由于多介質(zhì)填料的組合，使濾料層呈現(xiàn)出半固定半流動的狀態(tài)，流動載體不斷與氣泡進行接觸并不斷切割，因而其充氧效率高，有利于加快有機物的氧化速度。
作為優(yōu)選，升流式固體厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有布水系統(tǒng)，升流式固體厭氧反應(yīng)器底部設(shè)有厭氧菌床，升流式固體厭氧反應(yīng)器上部設(shè)有擋渣板。
作為優(yōu)選，升流式固體厭氧反應(yīng)器設(shè)有污泥排放口，污泥排放口連接污泥濃縮池。厭氧消化過程中產(chǎn)生的沉渣通過污泥排放口排到污泥濃縮池，沉淀濃縮后經(jīng)污泥泵抽走。
作為優(yōu)選，升流式固體厭氧反應(yīng)器和生物接觸氧化池之間設(shè)有調(diào)節(jié)池。
作為優(yōu)選，生物接觸氧化池包括厭氧池和好氧池，厭氧池和好氧池通過管道相連。在厭氧池主要是進行磷的釋放，使污水中磷的濃度升高，溶解性的有機物被細胞吸收而使污水中的BOD濃度下降;另外部分NH3-N因細胞的合成得以去除，使污水中的NH3-N濃度下降。在好氧池中，有機物被微生物生化氧化，而繼續(xù)下降;有機氮被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3-N濃度增加，而磷隨著聚磷菌的過量攝取，也已較快的速率下降。所以，A2/O工藝可以同時完成有機物的去除、反硝化的脫氮、過量攝取去除磷等功能，脫氮的前提是NH3-N應(yīng)完全硝化，好氧池能完成這一功能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為：
含有高濃度氨氮有機廢水通過進料斗進入勻漿池中，在攪拌作用下調(diào)配均勻后打入?yún)捬醢l(fā)酵系統(tǒng)，厭氧發(fā)酵系統(tǒng)采用升流式固體厭氧反應(yīng)器，其下部是含有高濃度厭氧微生物的固體床。發(fā)酵原料從反應(yīng)器底部進入，依靠進料和所產(chǎn)生沼氣的上升動力按一定的速度向上升流;料液通過高濃度厭氧微生物固體床時，有機物被分解發(fā)酵，上清液從反應(yīng)器上部排出;未消化的生物質(zhì)固體顆粒和沼氣發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi)，上清液從消化器上部溢出，這樣可以得到比水力滯留期(HRT)高得多的固體滯留期(SRT)和微生物滯留期(MRT)，從而提高了固體有機物的分解率和消化器的效率。升流式固體厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有布水系統(tǒng)，底部是高濃度厭氧菌床，上部設(shè)置擋渣板。厭氧消化過程中產(chǎn)生的沉渣通過剩余污泥排放口排到污泥濃縮池，沉淀濃縮后經(jīng)污泥泵抽走。然后含有高濃度氨氮有機廢水進入生物接觸氧化池，完成有機物的去除、反硝化的脫氮、過量攝取去除磷等功能，再進入微電解反應(yīng)器，微電解反應(yīng)器采用底部進水、上部出水方式，池子內(nèi)部填充鐵和碳。微電解是利用鐵、炭具有微電池反應(yīng)、絮凝作用，對降低COD的含量和脫色效果明顯。接著進入折流曝氣生物濾池(BBAF)，折流曝氣生物濾池(BBAF)集曝氣、快速過濾、懸浮物截留、兩曝兩沉、定期反沖于一體，是一種典型的高負荷、淹沒式、固定化生物床的環(huán)流脫氮除磷反應(yīng)器，處理后的污水優(yōu)于排放標準，可實現(xiàn)中水回用。
本實用新型包括依次相連的進料斗、勻漿池、升流式固體厭氧反應(yīng)器、生物接觸氧化池、沉淀池、微電解反應(yīng)器、折流曝氣生物濾池和臭氧消毒池，升流式固體厭氧反應(yīng)器連接有污泥濃縮池，工藝簡單，反應(yīng)過程濃度梯度大，不易發(fā)生污泥膨脹;抗負荷沖擊能力強，處理效果好;通過調(diào)整運行周期以及控制各工序時間的長短，同時脫氮、除磷效果明顯，且不需額外增加反應(yīng)器。此外，還有以下有益效果：
(1)對水質(zhì)變化適應(yīng)性強，出水達標且穩(wěn)定性高，污泥易于處理。
(2)經(jīng)濟節(jié)能。運行費用低、造價低和占地少。運行費用一是提升泵房電耗，一般占運行費用的20%～30%，主要與出水水位標高、進水管底高程和工藝流程損失有關(guān);二是鼓風(fēng)機房電耗，一般占運行費用的50%～60%，主要與進出水BOD5或氨氮等要求有關(guān)。
(3)易于管理，操作管理方便，設(shè)備可靠且維修簡單。
(4)折流曝氣生物濾池以表面積比較大的粗糙多孔顆粒填料作為生物膜載體，不論是生物還是有機的負荷能力均增強，生物濃度高、生物相復(fù)雜、菌群結(jié)構(gòu)合理。由于填料的機械截留作用，濾料表面微生物和代謝產(chǎn)生粘性物質(zhì)形成的吸附架橋作用，均能有效去除SS，減少活性污泥的量。
(5)環(huán)保節(jié)能。①升流式固體厭氧反應(yīng)器中廢水在重力的作用下，比重較大的固體與微生物積累在反應(yīng)器的下部，使反應(yīng)器始終保持較高的固體量和生物量，即有較長的SRT和MRT，這是升流式固體厭氧反應(yīng)器在較高負荷條件下能穩(wěn)定運行的根本原因。由于SRT較長，出水帶出的污泥不需回流，能夠較為徹底的消化固體物，懸浮固體(SS)去除率在60%～70%。②當(dāng)超負荷運行時，污泥沉降性能變差，出水化學(xué)需氧量(COD)升高，但一般不會造成酸化。③產(chǎn)氣效率高。沼氣可用來發(fā)電，起到節(jié)能環(huán)保的效果。
