公布日：2023.06.27
申請日：2023.04.27
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/38(2006.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種含氮有機廢水的廢水處理工藝及系統(tǒng)，涉及有機廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。一種含氮有機廢水的處理工藝，將含氮有機廢水依次經(jīng)過生化反應(yīng)沉淀處理和硫自養(yǎng)反硝化處理；硫自養(yǎng)反硝化處理包括，對生化反應(yīng)沉淀處理后的廢水依次流經(jīng)沸石‑礫石層、硫系礦物‑懸浮材料層、方解石‑木屑層、促生長層進行脫氮處理。本發(fā)明針對含氮有機廢水，通過生化反應(yīng)沉淀處理、硫自養(yǎng)反硝化處理之間的相互配合，進行除碳脫氮；生化反應(yīng)沉淀處理后將COD、氨氮等去除，產(chǎn)生硝酸根和少量亞硝酸根；而硫自養(yǎng)反硝化處理將硝酸根和少量亞硝酸根最終轉(zhuǎn)化成氮氣排出；兩者相互配合，進而達到高效的除碳脫氮效果，且過程中無需進行二次沉淀處理，工藝簡便、易操作。
權(quán)利要求書
1.一種含氮有機廢水的處理工藝，其特征在于：將所述含氮有機廢水依次經(jīng)過生化反應(yīng)沉淀處理和硫自養(yǎng)反硝化處理；所述的硫自養(yǎng)反硝化處理包括，對生化反應(yīng)沉淀處理后的廢水依次流經(jīng)沸石-礫石層、硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、促生長層進行脫氮處理；所述硫系礦物-懸浮材料層中的硫系礦物包含硫磺和硫鐵礦；所述促生長層中包含促生長物質(zhì)，所述促生長物質(zhì)選自麥飯石、玄武石、石英、長石、云母中的一種或者多種的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氮有機廢水的處理工藝，其特征在于，所述硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、麥飯石層的厚度比為(45-90):(3-8):1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氮有機廢水的處理工藝，其特征在于，所述硫系礦物中，所述硫磺和硫鐵礦的質(zhì)量比為(1.5-2.5):1；所述方解石-木屑層中，方解石和木屑的體積比為(3-3.5):1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氮有機廢水的處理工藝，其特征在于，所述硫系礦物-懸浮材料層中，懸浮材料為聚乙烯中空柱體，硫系礦物與懸浮材料的體積比為1：(3-5)；所述沸石-礫石層中，所述沸石和礫石的質(zhì)量比為(2-2.5):1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氮有機廢水的處理工藝，其特征在于，所述廢水流經(jīng)第一填料單元進行脫氮處理后，再經(jīng)火山巖層過濾。
6.一種含氮有機廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的生化反應(yīng)沉淀池和脫氮池；所述的生化反應(yīng)沉淀池用于如權(quán)利要求1所述含氮有機廢水的生化反應(yīng)沉淀處理，所述的脫氮池用于如權(quán)利要求1所述含氮有機廢水的硫自養(yǎng)反硝化處理；所述脫氮池內(nèi)設(shè)有由下到上依次層疊的沸石-礫石層、硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、促生長層；脫氮池的底部設(shè)有脫氮池的進水口，頂部設(shè)有脫氮池的出水口，所述脫氮池的進水口連通生化反應(yīng)沉淀池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含氮有機廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的沸石-礫石層、硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、促生長層構(gòu)成第一填料單元；所述的脫氮池內(nèi)還設(shè)有火山巖層，火山巖層位于第一填料單元的上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含氮有機廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的沸石-礫石層、硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、促生長層構(gòu)成第一填料單元；所述的脫氮池內(nèi)還設(shè)有第二填料單元，所述第二填料單元設(shè)置于第一填料單元上方；所述的第二填料單元包括由下到上依次層疊的沸石-礫石層、硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、促生長層和火山巖層。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含氮有機廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述生化反應(yīng)沉淀池底部設(shè)置有曝氣盤，頂部設(shè)置有環(huán)流澄清器，所述環(huán)流澄清器上方設(shè)置生化反應(yīng)沉淀池的出水口；生化反應(yīng)沉淀池的出水口連通脫氮池的進水口。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含氮有機廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述脫氮池設(shè)置有反沖洗裝置；所述反沖洗裝置包括第一反沖洗進水管和第一反沖洗出水管；所述第一反沖洗進水管設(shè)置于脫氮池頂部，所述第一反沖洗出水管設(shè)置于脫氮池底部。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是：如何提供一種針對含氮尤其是高氮有機廢水處理的占地面積小、工藝流程簡單、脫氮費用低的緊湊型工藝及系統(tǒng)。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供給了一種處理含氮有機廢水的廢水處理工藝及系統(tǒng)，該工藝包括生化反應(yīng)沉淀處理、硫自養(yǎng)反硝化處理，使得流入的廢水進行好氧反應(yīng)，產(chǎn)生硝酸根和少量亞硝酸根，然后再經(jīng)過環(huán)流澄清器進行污泥沉淀分離；再由硫自養(yǎng)反硝化處理將硝酸根和少量亞硝酸根最終轉(zhuǎn)化成氮氣排出，從而去除COD、氨氮、硝氮和部分磷，后再經(jīng)過濾即可完成對含氮甚至高氮有機廢水的處理，達到高效的除碳脫氮效果。該工藝通過對第一填料單元的優(yōu)化，使得無需添加對脫氮池進行酸堿度調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，工藝流程簡單，脫氮成本低。同時，還提供一種處理高氮有機廢水的廢水處理系統(tǒng)，搭配上述工藝對高氮有機廢水進行處理，占地面積小、脫氮費用低、廢水處理效率高且效果好。
具體的：
本發(fā)明公開一種含氮有機廢水的處理工藝，將所述含氮有機廢水依次經(jīng)過生化反應(yīng)沉淀處理和硫自養(yǎng)反硝化處理；
所述的硫自養(yǎng)反硝化處理包括，對生化反應(yīng)沉淀處理后的廢水依次流經(jīng)沸石-礫石層、硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、促生長層進行脫氮處理；
所述硫系礦物-懸浮材料層中的硫系礦物包含硫磺和硫鐵礦；
所述促生長層中包含促生長物質(zhì)，所述促生長物質(zhì)選自麥飯石、玄武石、石英、長石、云母中的一種或者多種的混合物。
優(yōu)選的，所述硫系礦物中，所述硫磺和硫鐵礦的質(zhì)量比為(1.5-2.5):1。
優(yōu)選的，所述硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、麥飯石層的厚度比為(45-90):(3-8):1。
優(yōu)選的，所述硫系礦物-懸浮材料層中，懸浮材料為聚乙烯中空柱體，硫系礦物與懸浮材料的體積比為1：(3-5)。
優(yōu)選的，所述沸石-礫石層中，所述沸石和礫石的質(zhì)量比為(2-2.5):1。
優(yōu)選的，所述方解石-木屑層中，方解石和木屑的體積比為(3-3.5):1。
優(yōu)選的，所述的沸石-礫石層、硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、促生長層構(gòu)成第一填料單元，所述的生化反應(yīng)沉淀處理后的廢水流經(jīng)若干個第一填料單元進行脫氮處理。
優(yōu)選的，所述廢水流經(jīng)第一填料單元進行脫氮處理后，再經(jīng)火山巖層過濾。
本發(fā)明還公開一種含氮有機廢水的處理系統(tǒng)，包括依次連接的生化反應(yīng)沉淀池和脫氮池；所述的生化反應(yīng)沉淀池用于上述含氮有機廢水的生化反應(yīng)沉淀處理，所述的脫氮池用于上述含氮有機廢水的硫自養(yǎng)反硝化處理；
所述脫氮池內(nèi)設(shè)有由下到上依次層疊的沸石-礫石層、硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、促生長層；脫氮池的底部設(shè)有脫氮池的進水口，頂部設(shè)有脫氮池的出水口，所述脫氮池的進水口連通生化反應(yīng)沉淀池。
優(yōu)選的，所述的沸石-礫石層、硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、促生長層構(gòu)成第一填料單元；所述的脫氮池內(nèi)由下到上設(shè)有若干個第一填料單元。
優(yōu)選的，所述的脫氮池內(nèi)還設(shè)有火山巖層，火山巖層位于第一填料單元的上方。
優(yōu)選的，所述的脫氮池內(nèi)還設(shè)有第二填料單元，所述第二填料單元設(shè)置于第一填料單元上方；所述的第二填料單元包括由下到上依次層疊的沸石-礫石層、硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、促生長層和火山巖層。
優(yōu)選的，所述生化反應(yīng)沉淀池底部設(shè)置有曝氣盤，頂部設(shè)置有環(huán)流澄清器，所述環(huán)流澄清器上方設(shè)置生化反應(yīng)沉淀池的出水口；生化反應(yīng)沉淀池的出水口連通脫氮池的進水口。
優(yōu)選的，所述含氮有機廢水的廢水處理系統(tǒng)還包括快濾池，所述快濾池內(nèi)設(shè)置有濾料層；所述快濾池的進水口設(shè)置于濾料層下方，快濾池的出水口設(shè)置于濾料層上方；所述快濾池的進水口連通脫氮池的出水口。
優(yōu)選的，所述脫氮池設(shè)置有反沖洗裝置；所述反沖洗裝置包括第一反沖洗進水管和第一反沖洗出水管；所述第一反沖洗進水管設(shè)置于脫氮池頂部，所述第一反沖洗出水管設(shè)置于脫氮池底部。
有益效果：
(1)本發(fā)明的含氮有機廢水的廢水處理工藝中的硫自養(yǎng)反硝化處理，通過沸石-礫石層、硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、促生長層多層填料的設(shè)置(第一填料單元的特定設(shè)置)，使得硫自養(yǎng)反硝化以及部分異養(yǎng)反硝化反應(yīng)能夠順利進行，進而對流入的廢水中的硝酸根和少量亞硝酸根進行去除。其中，對硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層等各層中的各成分比例進行優(yōu)化，使得方解石-木屑層中的木屑能夠提供部分異養(yǎng)反硝化反應(yīng)所需的碳源，以便反應(yīng)生成一定堿度，并且方解石提供一定的堿度支撐，保障脫氮池中的堿度適宜硫自養(yǎng)反硝化反應(yīng)，進而無需添加調(diào)節(jié)酸堿度系統(tǒng)，無需在反應(yīng)過程中補充檢測并調(diào)節(jié)酸堿度的步驟，只需要在脫氮池硝酸鹽濃度過高時進行反沖洗即可，工藝簡單、易操作。促生長層含有K、Na、Ca、Mg、Cu、Mo等微量元素和稀土元素，能夠促進微生物生長，進而保障硫自養(yǎng)反硝化反應(yīng)和異養(yǎng)反硝化反應(yīng)的進行；還可以設(shè)置火山巖層，既能夠?qū)γ摰蟮膹U水進行除雜，提高出水品質(zhì)，同時還能夠一定程度阻隔硫系礦物-懸浮材料層、方解石-木屑層、促生長層中有效成分的流失，保證硫自養(yǎng)反硝化處理穩(wěn)定進行。
(2)本發(fā)明的含氮有機廢水的廢水處理工藝，包括，廢水依次經(jīng)過生化反應(yīng)沉淀處理、硫自養(yǎng)反硝化處理；其中，生化反應(yīng)沉淀處理利用曝氣盤進行曝氣，使得流入的廢水進行好氧反應(yīng)，然后再經(jīng)過環(huán)流澄清器進行污泥沉淀分離，從而去除COD、氨氮等，產(chǎn)生硝酸根和少量亞硝酸根；硫自養(yǎng)反硝化處理中利用硫自養(yǎng)反硝化以及部分異養(yǎng)反硝化反應(yīng)進行脫氮處理，即對硝酸根、少量亞硝酸根、磷等進行去除，達到高效的脫碳除氮效果；該工藝無需添加對脫氮池進行酸堿度調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，占地面積小、工藝流程簡單、脫氮費用低。生化反應(yīng)沉淀處理、硫自養(yǎng)反硝化處理能夠相互配合，即生化反應(yīng)沉淀處理后將氨氮等去除，產(chǎn)生硝酸根和亞硝酸根；而硫自養(yǎng)反硝化處理將硝酸根和亞硝酸根高效轉(zhuǎn)化為氮氣排出；兩者相互配合，進而達到高效的脫碳除氮效果，并且過程中無需進行二次沉淀處理，使得工藝更加簡便、易操作，脫碳除氮效率高。
(3)本發(fā)明的高氮有機廢水的廢水處理系統(tǒng)，用于含氮有機廢水的廢水處理工藝，含有依次相連的生化反應(yīng)沉淀池、脫氮池；生化反應(yīng)沉淀池用于生化反應(yīng)沉淀處理，并且可在環(huán)流澄清器內(nèi)設(shè)置斜管填料，增強沉淀效果；脫氮池用于硫自養(yǎng)反硝化處理，設(shè)置有第一填料單元和/或第二填料單元，并且還可以通過設(shè)置若干互相疊層的第一填料單元提高硝酸鹽氮的去除效果，疊層的設(shè)置不增大占地面積，同時第一填料單元各層原料來源廣、成本低，能夠在提高廢水處理系統(tǒng)的廢水處理效果的同時，使其具有占地面積小、工藝流程簡單、脫氮費用低的特點；還可以設(shè)置快濾池，對脫氮池流出的有機廢水進行過濾、除雜，進一步去除有機廢水中的懸浮顆粒物、雜質(zhì)等，提高處理后廢水的水質(zhì)。
（發(fā)明人：何琦;史緒川;王思琦）
