公布日：2023.03.31
申請日：2022.12.28
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F3/02(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種節(jié)能型工業(yè)廢水生物脫氮系統(tǒng)及工藝，包括依次通過管道連接的酸堿調(diào)節(jié)池、好氧硝化池、厭氧池、氮氣儲罐、缺氧反硝化池以及沉淀池；所述酸堿調(diào)節(jié)池的前端連接廢水進水管，引入待處理的工業(yè)廢水；酸堿調(diào)節(jié)池同時還通過管道直接連接至厭氧池，將處理后廢水選擇地送入好氧硝化池或者厭氧池進一步處理；所述好氧硝化池的底部通過污泥回流管連接至好氧硝化池；所述沉淀池的底部通過污泥回流管連接至缺氧反硝化池；所述氮氣儲罐通過氣體管道分別連接至厭氧池和缺氧反硝化池，用于收集缺氧反硝化池內(nèi)產(chǎn)生的氮氣，并將儲存的氮氣送入?yún)捬醭貎?nèi)。
權(quán)利要求書
1.一種節(jié)能型工業(yè)廢水生物脫氮系統(tǒng)，其特征在于，包括依次通過管道連接的酸堿調(diào)節(jié)池、好氧硝化池、厭氧池、氮氣儲罐、缺氧反硝化池以及沉淀池；所述酸堿調(diào)節(jié)池的前端連接廢水進水管，引入待處理的工業(yè)廢水；酸堿調(diào)節(jié)池同時還通過管道直接連接至厭氧池，將處理后廢水選擇地送入好氧硝化池或者厭氧池進一步處理；所述好氧硝化池的底部通過污泥回流管連接至好氧硝化池；所述沉淀池的底部通過污泥回流管連接至缺氧反硝化池；所述氮氣儲罐通過氣體管道分別連接至厭氧池和缺氧反硝化池，用于收集缺氧反硝化池內(nèi)產(chǎn)生的氮氣，并將儲存的氮氣送入?yún)捬醭貎?nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型工業(yè)廢水生物脫氮系統(tǒng)，其特征在于，所述好氧硝化池和缺氧反硝化池內(nèi)均設(shè)有射流攪拌組件，所述射流攪拌組件用于將池內(nèi)下方水體引到上方，并通過射流的形式進行噴射，利用射流噴射形成渦流起到攪拌效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型工業(yè)廢水生物脫氮系統(tǒng)，其特征在于，所述射流攪拌組件包括加壓水泵(1)、螺旋管線(2)和射流噴嘴(3)；所述加壓水泵(1)設(shè)置在池下方；所述螺旋管線(2)自下而上盤繞設(shè)置在池內(nèi)，其底端與加壓水泵(1)連接，頂端管頭閉合；所述射流噴嘴(3)為一組，環(huán)向均布在螺旋管線(2)上，通過射流噴嘴(3)將水體通過射流噴射的方式在池內(nèi)攪拌混合。
4.采用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)進行工業(yè)廢水生物脫氮的工藝，其特征在于，包括如下步驟：(1)將待處理廢水引入酸堿調(diào)節(jié)池內(nèi)進行pH值調(diào)節(jié)；(2)測定酸堿調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水中氨鹽含量，根據(jù)氨鹽含量選擇將酸堿調(diào)節(jié)池內(nèi)處理廢水，送入好氧硝化池或者厭氧池進一步處理；(3)在好氧硝化池中外加硝化菌活性污泥并采用射流攪拌或者物理攪拌均勻混合污泥及廢水，處理過程采用鼓風機向廢水中通入氧氣；(4)厭氧池內(nèi)根據(jù)溶解氧含量，從外接的氮氣儲罐通入氮氣，除去池內(nèi)部氧氣，氧氣通過單向的排氣孔排出，使得內(nèi)部廢水處于缺氧狀態(tài)；厭氧池內(nèi)的少量污泥通過池底底部污泥回流管返回好氧硝化池；(5)步驟(4)完成厭氧處理后的廢水，進入缺氧反硝化池內(nèi)進一步處理；在缺氧反硝化池中外加反硝化菌活性污泥并采用射流或者物理攪拌均勻混合污泥及廢水，反應(yīng)生成的氮氣通過管道收集至氮氣儲罐內(nèi)，用于厭氧池除氧；(6)步驟(5)處理的廢水最后進入沉淀池，直至廢水中總氮量滿足排放標準后，進行外排或者供廠區(qū)內(nèi)循環(huán)使用；沉淀池內(nèi)少量污泥通過池底污泥回流管返回至缺氧反硝化池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述進行工業(yè)廢水生物脫氮的工藝，其特征在于，步驟(1)中，采用向酸堿調(diào)節(jié)池內(nèi)加入酸堿液來調(diào)節(jié)pH值，使得酸堿調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水pH值控制在6.5-8.5之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述進行工業(yè)廢水生物脫氮的工藝，其特征在于，步驟(2)中，采用水體成分檢測儀測定水中氨鹽含量；若氨鹽含量≥10％，廢水送入好氧硝化池內(nèi)處理；若氨鹽含量＜10％，則直接送入?yún)捬醭剡M一步處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述進行工業(yè)廢水生物脫氮的工藝，其特征在于，步驟(3)中，好氧硝化池內(nèi)控制溫度為10℃-25℃，水力停留時間為8-12小時，pH值為6.5-7.5，污泥齡30-60天，出水DO控制在l-2mg/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述進行工業(yè)廢水生物脫氮的工藝，其特征在于，步驟(4)中，厭氧池內(nèi)溶解氧含量DO設(shè)置為0.3mg/L，當DO≥0.3mg/L時，啟動除氧裝置，從外接的氮氣儲罐引入氮氣，除去池內(nèi)氧氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述進行工業(yè)廢水生物脫氮的工藝，其特征在于，步驟(5)中，缺氧反硝化池內(nèi)溫度控制在20℃-30℃，水力停留時間為8-12小時。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述進行工業(yè)廢水生物脫氮的工藝，其特征在于，好氧硝化池中硝化菌活性污泥馴化分為三個階段，保持進水pH在6.5-7.5，溫度10℃-25℃之間，水力停留時間(HRT)在6-8h，溶解氧DO1-2mg/L；酸堿調(diào)節(jié)池中的第一階段，進水氨氮濃度100-200mg/L,馴化時間為2-3天；第二階段，進水氨氮濃度150-250mg/L，馴化時間為2-3天；第三階段，進水氨氮濃度200-300mg/L，馴化時間為2-3天；缺氧反硝化池中反硝化菌活性污泥馴化分為三個階段，保持進水pH在7.0-8.5，溫度20℃-30℃之間，水力停留時間(HRT)在8-10h，溶解氧DO<0.3mg/L；酸堿調(diào)節(jié)池中的第一階段，進水硝酸鹽濃度50-100mg/L，馴化時間為2-3天；第二階段，進水硝酸鹽濃度100-150mg/L，馴化時間為2-3天；第三階段，進水硝酸鹽濃度150-200mg/L，馴化時間為2-3天；測定進出水、好氧硝化池和缺氧反硝化池的總氮濃度，總氮去除率在90％以上，脫氮效率逐漸穩(wěn)定，污泥馴化完成。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種建設(shè)成本及建設(shè)成本較以往常規(guī)工藝更低，且總氮去除率更高的節(jié)能型工業(yè)廢水生物脫氮系統(tǒng)和工藝。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
一種節(jié)能型工業(yè)廢水生物脫氮系統(tǒng)，包括依次通過管道連接的酸堿調(diào)節(jié)池、好氧硝化池、厭氧池、氮氣儲罐、缺氧反硝化池以及沉淀池；
所述酸堿調(diào)節(jié)池的前端連接廢水進水管，引入待處理的工業(yè)廢水；酸堿調(diào)節(jié)池同時還通過管道直接連接至厭氧池，將處理后廢水選擇地送入好氧硝化池或者厭氧池進一步處理；
所述好氧硝化池的底部通過污泥回流管連接至好氧硝化池；所述沉淀池的底部通過污泥回流管連接至缺氧反硝化池；
所述氮氣儲罐通過氣體管道分別連接至厭氧池和缺氧反硝化池，用于收集缺氧反硝化池內(nèi)產(chǎn)生的氮氣，并將儲存的氮氣送入?yún)捬醭貎?nèi)。
進一步地，所述好氧硝化池和缺氧反硝化池內(nèi)均設(shè)有射流攪拌組件，所述射流攪拌組件用于將池內(nèi)下方水體引到上方，并通過射流的形式進行噴射，利用射流噴射形成渦流起到攪拌效果。
具體地，所述射流攪拌組件包括加壓水泵、螺旋管線和射流噴嘴；所述加壓水泵設(shè)置在池下方；所述螺旋管線自下而上盤繞設(shè)置在池內(nèi)，其底端與加壓水泵連接，頂端管頭閉合；所述射流噴嘴為一組，環(huán)向均布在螺旋管線上，通過射流噴嘴將水體通過射流噴射的方式在池內(nèi)攪拌混合。
進一步地，本發(fā)明還提供采用上述系統(tǒng)進行工業(yè)廢水生物脫氮的工藝，包括如下步驟：
(1)將待處理廢水引入酸堿調(diào)節(jié)池內(nèi)進行pH值調(diào)節(jié)；
(2)測定酸堿調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水中氨鹽含量，根據(jù)氨鹽含量選擇將酸堿調(diào)節(jié)池內(nèi)處理廢水，送入好氧硝化池或者厭氧池進一步處理；
(3)在好氧硝化池中外加硝化菌活性污泥并采用射流攪拌或者物理攪拌均勻混合污泥及廢水，處理過程采用鼓風機向廢水中通入氧氣；
(4)厭氧池內(nèi)根據(jù)溶解氧含量，從外接的氮氣儲罐通入氮氣，除去池內(nèi)部氧氣，氧氣通過單向的排氣孔排出，使得內(nèi)部廢水處于缺氧狀態(tài)；厭氧池內(nèi)的少量污泥通過池底底部污泥回流管返回好氧硝化池；
(5)步驟(4)完成厭氧處理后的廢水，進入缺氧反硝化池內(nèi)進一步處理；在缺氧反硝化池中外加反硝化菌活性污泥并采用射流或者物理攪拌均勻混合污泥及廢水，反應(yīng)生成的氮氣通過管道收集至氮氣儲罐內(nèi)，用于厭氧池除氧；
(6)步驟(5)處理的廢水最后進入沉淀池，直至廢水中總氮量滿足排放標準后，進行外排或者供廠區(qū)內(nèi)循環(huán)使用；沉淀池內(nèi)少量污泥通過池底污泥回流管返回至缺氧反硝化池。
步驟(1)中，采用向酸堿調(diào)節(jié)池內(nèi)加入酸堿液來調(diào)節(jié)pH值，使得酸堿調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水pH值控制在6.5-8.5之間。
步驟(2)中，采用水體成分檢測儀測定水中氨鹽含量；若氨鹽含量≥10％，廢水送入好氧硝化池內(nèi)處理；若氨鹽含量＜10％，則直接送入?yún)捬醭剡M一步處理。
步驟(3)中，好氧硝化池內(nèi)控制溫度為10℃-25℃，水力停留時間為8-12小時，pH值為6.5-7.5，污泥齡30-60天，出水DO控制在l-2mg/L。
步驟(4)中，厭氧池內(nèi)溶解氧含量DO設(shè)置為0.3mg/L，當DO≥0.3mg/L時，啟動除氧裝置，從外接的氮氣儲罐引入氮氣，除去池內(nèi)氧氣。
步驟(5)中，缺氧反硝化池內(nèi)溫度控制在20℃-30℃，水力停留時間為8-12小時。
進一步地，好氧硝化池中硝化菌活性污泥馴化分為三個階段，保持進水pH在6.5-7.5，溫度10℃-25℃之間，水力停留時間(HRT)在6-8h，溶解氧DO1-2mg/L；酸堿調(diào)節(jié)池中的第一階段，進水氨氮濃度100-200mg/L,馴化時間為2-3天；第二階段，進水氨氮濃度150-250mg/L，馴化時間為2-3天；第三階段，進水氨氮濃度200-300mg/L，馴化時間為2-3天；
缺氧反硝化池中反硝化菌活性污泥馴化分為三個階段，保持進水pH在7.0-8.5，溫度20℃-30℃之間，水力停留時間(HRT)在8-10h，溶解氧DO<0.3mg/L；酸堿調(diào)節(jié)池中的第一階段，進水硝酸鹽濃度50-100mg/L，馴化時間為2-3天；第二階段，進水硝酸鹽濃度100-150mg/L，馴化時間為2-3天；第三階段，進水硝酸鹽濃度150-200mg/L，馴化時間為2-3天；
測定進出水、好氧硝化池和缺氧反硝化池的總氮濃度，總氮去除率在90％以上，脫氮效率逐漸穩(wěn)定，污泥馴化完成。
有益效果：
(1)本發(fā)明提供了一種節(jié)能型工業(yè)廢水生物脫氮工藝，該工藝可以循環(huán)利用氮氣及活性污泥并且無需外加電子供體及碳源，處理流程可根據(jù)污染物含量可以進行優(yōu)化調(diào)整，該工藝可大大降低廢水處理的基建投資和運行成本，提高脫氮率。
(2)本發(fā)明系統(tǒng)根據(jù)廢水中含氮氨鹽成分，適當跳過一些流程可降低運行成本提高除氮效率；厭氧處理和出水前沉淀階段池中均設(shè)有專門的污泥回流管道,減少活性污泥損耗且沒有需要外運的固體廢物,減少運行成本。缺氧反硝化處理池中所產(chǎn)生的氮氣可以用于厭氧池中去除水中的溶解氧循環(huán)使用，降低運行成本。
（發(fā)明人：詹娟;孫曉;蔣亞慶;冒亞峰;黃宇鋒;楊叔衍;計云亮）
