申請(qǐng)日2015.09.08

　　公開(公告)日2015.12.09

　　IPC分類號(hào)C02F3/30

　　摘要

　　一種油頁巖干餾廢水的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理方法，按以下步驟進(jìn)行：(1)油頁巖干餾廢水引入分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理系統(tǒng);分成三部分分別進(jìn)入三個(gè)缺氧池;(2)在各缺氧池進(jìn)行反硝化反應(yīng);(3)進(jìn)入各好氧池進(jìn)行亞硝化反應(yīng)和硝化反應(yīng);(4)進(jìn)入膜生物反應(yīng)器;(5)經(jīng)膜組件過濾后產(chǎn)生的清水排出，截留下的污泥混合液返回第一缺氧池。本發(fā)明的方法通過對(duì)第一好氧池和第二好氧池進(jìn)行限氧曝氣，可實(shí)現(xiàn)短程硝化;通過分段進(jìn)水可充分利用原水中的COD進(jìn)行反硝化，減少外加碳源投加量和混合液回流比，可節(jié)省曝氣成本和反硝化所需碳源。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種油頁巖干餾廢水的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行：

　　(1)將經(jīng)過預(yù)處理的油頁巖干餾廢水引入分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理系統(tǒng);所述的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理系統(tǒng)由第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池和膜生物反應(yīng)器依次串聯(lián)組成，其中各缺氧池內(nèi)均設(shè)有攪拌裝置或潛水推進(jìn)器，各好氧池內(nèi)均設(shè)有曝氣裝置，膜生物反應(yīng)器通過回流管與第一缺氧池連通;油頁巖干餾廢水被分為第一部分、第二部分和第三部分，分別進(jìn)入第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池;其中各好氧池和缺氧池中的活性污泥濃度為3000~6000mg/L;

　　(2)在攪拌和溫度10~30℃條件下，進(jìn)入各缺氧池的油頁巖干餾廢水進(jìn)行反硝化反應(yīng)，各缺氧池內(nèi)的溶解氧濃度≤0.3mg/L;

　　(3)反硝化反應(yīng)后的油頁巖干餾廢水分別進(jìn)入第一好氧池、第二好氧池和第三好氧池，通過曝氣裝置向各好氧池內(nèi)進(jìn)行曝氣;控制第一好氧池和第二好氧池內(nèi)溶解氧濃度在0.8~1.2mg/L，油頁巖干餾廢水中的氨氮在第一好氧池和第二好氧池內(nèi)進(jìn)行亞硝化反應(yīng);控制第三好氧池內(nèi)物料的溶解氧含量在2~4mg/L;油頁巖干餾廢水中的氨氮和亞硝酸鹽氮在第三好氧池內(nèi)進(jìn)行硝化反應(yīng);其中油頁巖干餾廢水中的氨氮在亞硝化反應(yīng)后形成亞硝酸鹽氮，油頁巖干餾廢水中的氨氮和亞硝酸鹽氮在硝化反應(yīng)后形成硝酸鹽氮;

　　(4)第一好氧池內(nèi)的氨氮在亞硝化反應(yīng)后進(jìn)入第二缺氧池，第二好氧池內(nèi)的氨氮在亞硝化后進(jìn)入第三缺氧池，第三好氧池內(nèi)的氨氮在硝化反應(yīng)后，進(jìn)入膜生物反應(yīng)器;

　　(5)膜生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有曝氣裝置和反清洗裝置，通過曝氣裝置控制膜生物反應(yīng)器的溶解氧含量在2~4mg/L;在膜生物反應(yīng)器內(nèi)的污泥混合液經(jīng)膜組件過濾后產(chǎn)生的清水排出，膜組件截留下的污泥混合液返回第一缺氧池，控制整個(gè)系統(tǒng)的回流比為200~400%;由油頁巖干餾廢水與活性污泥混合形成的污泥混合液在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油頁巖干餾廢水的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理方法，其特征在于步驟(1)中，第一部分占全部油頁巖干餾廢水總體積的35~50%，第二部分占全部油頁巖干餾廢水總體積的25~35%。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油頁巖干餾廢水的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理方法，其特征在于所述的經(jīng)過預(yù)處理的油頁巖干餾廢水的氨氮濃度1000~4000mg/L，總氮濃度1050~4500mg/L，COD濃度1000~5000mg/L。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油頁巖干餾廢水的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理方法，其特征在于所述的清水的氨氮濃度≤10mg/L，總氮含量≤300mg/L，COD濃度≤300mg/L。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油頁巖干餾廢水的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理方法，其特征在于缺氧池總水力停留時(shí)間t1=24×(TN1-TN2)/(N3×V1)，單位為小時(shí);其中TN1為油頁巖干餾廢水中的總氮含量，單位為mg/L，TN2為清水中的總氮含量，單位為mg/L，N3為油頁巖干餾廢水的污泥濃度，單位為mg/L，V1為反硝化速率，選值0.08~0.2kgNO3-N/kgMLSS·d。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油頁巖干餾廢水的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理方法，其特征在于各好氧池的pH在7.5~8.0之間，當(dāng)pH不在此范圍時(shí)，通過投加NaHCO3和HCl調(diào)控。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油頁巖干餾廢水的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理方法，其特征在于所述的進(jìn)入各缺氧池中的油頁巖干餾廢水的COD和總氮含量比(COD/TN)≥2;當(dāng)COD和總氮含量比不足時(shí)，在油頁巖干餾廢水進(jìn)入各缺氧池時(shí)，向缺氧池中補(bǔ)充碳源;所述的碳源選用甲醇和葡萄糖按質(zhì)量比1:1混合制成的碳源混合液。

　　說明書

　　油頁巖干餾廢水的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種油頁巖干餾廢水的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理方法。

　　背景技術(shù)

　　油頁巖是一種重要的替代能源，可以用于提煉頁巖油，中國的頁巖油產(chǎn)量從2012年的年產(chǎn)約70萬噸，上升至2014年的80萬噸，產(chǎn)油量居世界首位。頁巖油生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的油頁巖干餾廢水，該廢水含有大量的COD、氨氮、揮發(fā)酚、石油類等污染物，是一種含高氨氮、高有機(jī)污染物、難處理的工業(yè)廢水。

　　國內(nèi)外對(duì)油頁巖干餾廢水處理的方法主要有物化法、化學(xué)法、生物法;其中物化法和化學(xué)法主要用于去除油頁巖干餾廢水中的石油類和酚類和提高廢水可生化性(預(yù)處理)和進(jìn)行廢水的深度處理;生物法主要為延時(shí)曝氣法、序批式活性污泥法(SBR)、膜生物反應(yīng)器法(MBR)、缺氧/好氧法(A/O)、厭氧/缺氧/好氧法(A/A/O)、接觸氧化法等，這些工藝有效的提高了廢水中有機(jī)物和氨氮的去除效果，但在處理COD、氨氮、總氮含量高的油頁巖干流廢水時(shí)，往往存在著去除率低、運(yùn)行管理復(fù)雜、處理效果不穩(wěn)定、處理成本高等弊病。隨著國家相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)增加了對(duì)總氮指標(biāo)的控制，現(xiàn)有的技術(shù)很難滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求，為此，一些油頁巖煉油廠開始持續(xù)投加高效微生物;或者是采用大回流比和延長(zhǎng)水力停留時(shí)間、加強(qiáng)曝氣等方法用以提高COD、氨氮、總氮去除效率。但這些方法極大的提高了污水處理工程的運(yùn)行成本。因此開發(fā)更高效、節(jié)能、次生污染小、處理效果穩(wěn)定的新技術(shù)來促進(jìn)油頁巖干餾廢水治理行業(yè)的發(fā)展，是目前急需解決的問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)現(xiàn)有油頁巖干餾廢水處理技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種油頁巖干餾廢水的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理方法，采用多級(jí)分段A/O系統(tǒng)和MBR系統(tǒng)處理油頁巖干餾廢水，在保證水質(zhì)穩(wěn)定的同時(shí)降低運(yùn)行成本。

　　本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行：

　　1、將經(jīng)過預(yù)處理的油頁巖干餾廢水引入分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理系統(tǒng);所述的分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR處理系統(tǒng)由第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池和膜生物反應(yīng)器依次串聯(lián)組成，其中各缺氧池內(nèi)均設(shè)有攪拌裝置或潛水推進(jìn)器，各好氧池內(nèi)均設(shè)有曝氣裝置，膜生物反應(yīng)器通過回流管與第一缺氧池連通;油頁巖干餾廢水被分為第一部分、第二部分和第三部分，分別進(jìn)入第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池;其中各好氧池和缺氧池中的活性污泥濃度為3000~6000mg/L;

　　2、在攪拌和溫度10~30℃條件下，進(jìn)入各缺氧池的油頁巖干餾廢水進(jìn)行反硝化反應(yīng)，各缺氧池內(nèi)的溶解氧濃度≤0.3mg/L;

　　3、反硝化反應(yīng)后的油頁巖干餾廢水分別進(jìn)入第一好氧池、第二好氧池和第三好氧池，通過曝氣裝置向各好氧池內(nèi)進(jìn)行曝氣;控制第一好氧池和第二好氧池內(nèi)溶解氧濃度在0.8~1.2mg/L，油頁巖干餾廢水中的氨氮在第一好氧池和第二好氧池內(nèi)進(jìn)行亞硝化反應(yīng);控制第三好氧池內(nèi)物料的溶解氧含量在2~4mg/L;油頁巖干餾廢水中的氨氮和亞硝酸鹽氮在第三好氧池內(nèi)進(jìn)行硝化反應(yīng);其中油頁巖干餾廢水中的氨氮在亞硝化反應(yīng)后形成亞硝酸鹽氮，油頁巖干餾廢水中的氨氮和亞硝酸鹽氮在硝化反應(yīng)后形成硝酸鹽氮;

　　4、第一好氧池內(nèi)的氨氮在亞硝化反應(yīng)后進(jìn)入第二缺氧池，第二好氧池內(nèi)的氨氮在亞硝化后進(jìn)入第三缺氧池，第三好氧池內(nèi)的氨氮在硝化反應(yīng)后，進(jìn)入膜生物反應(yīng)器;

　　5、膜生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有曝氣裝置和反清洗裝置，通過曝氣裝置控制膜生物反應(yīng)器的溶解氧含量在2~4mg/L;在膜生物反應(yīng)器內(nèi)的污泥混合液經(jīng)膜組件過濾后產(chǎn)生的清水排出，膜組件截留下的污泥混合液返回第一缺氧池，控制整個(gè)系統(tǒng)的回流比為200~400%;由油頁巖干餾廢水與活性污泥混合形成的污泥混合液在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。

　　上述的步驟1中，第一部分占全部油頁巖干餾廢水總體積的35~50%，第二部分占全部油頁巖干餾廢水總體積的25~35%。

　　上述的整個(gè)系統(tǒng)的回流比是指返回第一缺氧池的污泥混合液與進(jìn)入系統(tǒng)的全部經(jīng)過預(yù)處理的油頁巖干餾廢水的體積流量比。

　　上述的經(jīng)過預(yù)處理的油頁巖干餾廢水的氨氮含量1000~4000mg/L，總氮含量1050~4500mg/L，COD濃度1000~5000mg/L。

　　上述的清水的氨氮濃度≤10mg/L，總氮含量≤300mg/L，COD濃度≤300mg/L。

　　上述的預(yù)處理是指將原始的油頁巖干餾廢水經(jīng)過熱交換降溫、隔油和氣浮預(yù)處理;其中熱交換將溫度由≥60℃降低至≤30℃，隔油和氣浮將石油類的含量濃度降低至≤20mg/L。

　　上述方法中，缺氧池總水力停留時(shí)間t1=24×(TN1-TN2)/(N3×V1)，單位為小時(shí);其中TN1為油頁巖干餾廢水中的總氮含量，單位為mg/L，TN2為清水中的總氮含量，單位為mg/L，N3為油頁巖干餾廢水的污泥濃度，單位為mg/L，V1為反硝化速率，選值0.08~0.2kgNO3-N/kgMLSS·d。

　　上述方法中，各缺氧池和好氧池容積比為1比2，好氧池總水力停留時(shí)間t2=2×t1。

　　上述方法中，各好氧池的pH在7.5~8.0之間，當(dāng)pH不在此范圍時(shí)，通過投加NaHCO3和HCl調(diào)控。

　　上述方法中，進(jìn)入各缺氧池中的油頁巖干餾廢水的COD和總氮含量比(COD/TN)≥2;當(dāng)COD和總氮含量比不足時(shí)，在油頁巖干餾廢水進(jìn)入各缺氧池時(shí)，向缺氧池中補(bǔ)充碳源;所述的碳源選用甲醇和葡萄糖按質(zhì)量比1:1混合制成的碳源混合液。

　　上述方法中，定期將膜生物反應(yīng)器內(nèi)累積的剩余污泥排出，輸送至污泥濃縮池，再經(jīng)污泥脫水機(jī)脫水后外運(yùn)，污泥濃縮池內(nèi)形成的上清液輸送至第一缺氧池。

　　上述方法中，經(jīng)膜過濾后產(chǎn)生的清水直接排放，或按國家或地方的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深度處理(如高級(jí)氧化、納濾、吸附等方法)。

　　上述方法中，當(dāng)膜生物反應(yīng)器的膜阻力≥30kPa時(shí)，啟動(dòng)反清洗裝置清洗膜組件。

　　通過采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下積極有益效果：

　　(1)采用分段進(jìn)水多級(jí)A/O-MBR生化處理工藝，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)，通過分別在三個(gè)缺氧池內(nèi)分段進(jìn)水，可以實(shí)現(xiàn)第一好氧池和第二好氧池硝化液直接進(jìn)入第二缺氧池和第三缺氧池進(jìn)行反硝化，從而達(dá)到充分利用原水中的COD進(jìn)行反硝化，減少外加碳源投加量和混合液回流比的目的;

　　(2)可以對(duì)第一好氧池和第二好氧池進(jìn)行限氧曝氣，以實(shí)現(xiàn)第一好氧池和第二好氧池內(nèi)亞硝態(tài)氮的累積，并可節(jié)省曝氣成本10%以上;

　　(3)將第一好氧池和第二好氧池處理后含有亞硝態(tài)氮的出水分別直接依次流入第二缺氧池和第三缺氧池，在第二缺氧池和第三缺氧池內(nèi)反硝化，實(shí)現(xiàn)了短程硝化反硝化和同步硝化反硝化，可節(jié)省反硝化所需碳源20%以上。