專(zhuān)利名稱(chēng)：一種同步脫除廢水中碳氮硫的工藝系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水的處理裝置及方法；特別涉及一種處理含碳氮硫廢水 的工藝系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著發(fā)酵、制藥、食品加工等產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，大量含硫含氮有機(jī)廢水排 入受納水體。含氮化合物(如氨氮)能夠加速藻類(lèi)等水生生物大量繁殖，引發(fā) 水體富營(yíng)養(yǎng)化，造成水華、赤潮等現(xiàn)象。含硫化合物(如硫酸鹽)在厭氧條件 下能夠被微生物還原為硫化物，不僅引起生物腐蝕，還會(huì)產(chǎn)生有毒有害的硫化 氫氣體，對(duì)人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)極大的危害。因此，開(kāi)發(fā)高效低成本的含硫含 氮有機(jī)廢水有效治理方法是非常必要和迫切的。
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于高濃度含硫含氮有機(jī)廢水的處理，多采用復(fù)雜的工藝系 統(tǒng)進(jìn)行分別脫硫和脫氮。脫硫工藝主要采用硫酸鹽還原工藝—生物氧化脫硫工
藝，脫氮工藝主要采用硝化后—反硝化方式。從整體上看，脫硫工藝雖然能夠 將硫酸根lt化為單質(zhì)硫，但是處理負(fù)荷低，生成的單質(zhì)硫黏附于細(xì)胞表面難以 分離。脫氮工藝往往流程繁瑣，操作運(yùn)行成本昂貴，處理效率不高。因此，采 用分別脫氮和脫硫的方式處理高濃度含硫含氮廢水，不僅工藝系統(tǒng)復(fù)雜，而且 處理效果普遍不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)脫除廢水中碳氮硫的工藝復(fù)雜、運(yùn)行成 本高、處理效率低，及單質(zhì)硫難以分離的缺點(diǎn)；而提供了一種同步脫除廢水中 碳氮硫的工藝系統(tǒng)及方法。本發(fā)明解決了長(zhǎng)期以來(lái)含硫含氮廢水不能同時(shí)去除 碳氮硫的難題。
本發(fā)明同步脫除廢水中碳氮硫的工藝系統(tǒng)是由調(diào)節(jié)池、第一換熱器、第一 提升水井、硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置、第一沼氣貯罐、生物脫臭塔、第一 單質(zhì)硫分離裝置、單質(zhì)硫回收裝置、混合池、第二換熱器、第二提升水井、碳 氮硫同步脫除裝置、第二單質(zhì)硫分離裝置、硝化反應(yīng)器、沉淀池、集泥井、濃縮池、厭氧污泥硝化裝置、污泥離心裝置、第二沼氣貯罐、排出管、連接管、
虹吸管、鼓風(fēng)機(jī)、曝氣頭和進(jìn)水管組成；進(jìn)水管的出水口與調(diào)節(jié)池的進(jìn)水口連 通，調(diào)節(jié)池下部的出水口與第一換熱器頂部的進(jìn)水口連通，第一換熱器底部的 出水口與第一提升水井底部的進(jìn)水口連通，第一提升水井底部的出水口與硫酸 鹽還原和有機(jī)物去除裝置頂部的進(jìn)水口連通，硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置上 部的出水口與混合池下部的進(jìn)水口連通，混合池下部的出水口與第二換熱器底 部的進(jìn)水口連通，第二換熱器頂部的出水口與第二提升水井底部的進(jìn)水口連 通，第二提升水井底部的出水口與碳氮硫同步脫除裝置下部的進(jìn)水口連通，碳 氮硫同步脫除裝置上部的出水口與硝化反應(yīng)器上部的進(jìn)水口連通，硝化反應(yīng)器 上部的出水口與沉淀池上部的進(jìn)水口連通，沉淀池上部的出水口與位于混合池 底部的進(jìn)水口連通，沉淀池靠近內(nèi)壁一側(cè)設(shè)置有虹吸管，虹吸管的一端伸入到 沉淀池下部，虹吸管的另一端與大氣相通，虹吸管中部的出泥口與集泥井的進(jìn) 泥口連通，集泥井下部的出泥口分別與濃縮池頂部的進(jìn)泥口、硝化反應(yīng)器上部 的進(jìn)泥口連通，同時(shí)濃縮池頂部的進(jìn)泥口與硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置底部 的出泥口連通，連接管的進(jìn)泥口穿過(guò)濃縮池池壁伸入濃縮池的底部，連接管的 出泥口與厭氧污泥硝化裝置的進(jìn)泥口連通，厭氧污泥硝化裝置溢水堰底部的出 泥口與污泥離心裝置頂部的進(jìn)泥口連通，排出管的進(jìn)口分別與濃縮池上部的出 水口和污泥離心裝置底部的出泥口連通，厭氧污泥硝化裝置頂部的出氣口與第 二沼氣貯罐底部的進(jìn)氣口連通，硝化反應(yīng)器底部設(shè)置有曝氣頭，曝氣頭的進(jìn)氣 口與鼓風(fēng)機(jī)的出氣口連通，硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置頂部的沼氣出氣口與 第一沼氣貯罐底部的進(jìn)氣口連通，硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置頂部的H2S 氣體出氣口與生物脫臭塔下部的進(jìn)氣口連通，生物脫臭塔下部的出氣口與第一 單質(zhì)硫分離裝置下部的進(jìn)口連通，單質(zhì)硫回收裝置底部的進(jìn)口分別與第一單質(zhì) 硫分離裝置及第二單質(zhì)硫分離裝置下部的出口連通，碳氮硫同步脫除裝置下部 的出水口與第二單質(zhì)硫分離裝置下部的進(jìn)口連通。
所述的硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置4為專(zhuān)利號(hào)為ZL 00206243.7 (其公 告號(hào)為CN2420272，公告日為2001.02.21)中所述的一體化兩相厭氧生物處 理反應(yīng)器或厭氧折流板式反應(yīng)器。碳氮硫同步脫除裝置12是中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?為200710072195.0 (其公開(kāi)號(hào)為CN101050031，
公開(kāi)日為2007.10.10)中所述的反應(yīng)器或顆粒污泥膨脹床反應(yīng)器。硝化反應(yīng)器14為專(zhuān)利號(hào)為ZL96251960.X (其公告號(hào)為CN2258163，
公開(kāi)日為1997.07.23)中所述的交叉流污水生物處 理裝置。
本發(fā)明同步脫除廢水中碳氮硫的方法是由下述步驟實(shí)現(xiàn)的 一、調(diào)節(jié)廢水 使其硫酸根的濃度在1000~10000mg/L范圍內(nèi)，并調(diào)節(jié)COD與SO^的質(zhì)量比 大于3; 二、調(diào)節(jié)經(jīng)步驟一處理后的無(wú)機(jī)廢水的溫度為25 35t:;三、采用顆 粒污泥對(duì)經(jīng)步驟二處理后的廢水進(jìn)行處理，有機(jī)物大部分轉(zhuǎn)化為C02，剩余的 有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)酸，硫酸鹽還原菌將硫酸根代謝生成H2S和S2—，其 中將pH值控制在8.0 10.0，水力停留時(shí)間為24~72小時(shí)；四、將步驟三處 理后的廢水與回流廢水混合，然后調(diào)節(jié)水溫為25~35°C，水中的小分子有 機(jī)酸轉(zhuǎn)化為C02， S^轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，硝酸鹽全部反硝化為N2;同時(shí)將步驟三 得到的H2S氣體轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，回收單質(zhì)硫；并將步驟三產(chǎn)生的沼氣儲(chǔ)存； 五、經(jīng)步驟四處理后的廢水進(jìn)行硝化處理，pH控制在7.5 9.5之間，DO為 2~40mg/L，水力停留時(shí)間(HRT)控制在4~12h，溫度控制在25~35°C，氨氮濃 度為100mg/L 3000mg/L;六、將經(jīng)步驟五處理后的廢水沉淀l 5h,將沉淀后 的廢水回流；七、將經(jīng)沉淀處理的污泥與步驟三排出的剩余污泥濃縮，將濃縮 處理后的廢水排放，然后將濃縮處理后的污泥進(jìn)行厭氧硝化處理，厭氧硝化的 溫度為25 35i:，以CaO計(jì)將堿度控制在100~150度，生污泥與熟污泥質(zhì)量 比為5%~12%，碳氮比為10 20 :1，將產(chǎn)生的沼氣儲(chǔ)存，將剩余污泥排出。 其中步驟三中回流廢水為經(jīng)步驟六沉淀處理后的廢水；步驟六中的出水回流率 在50%~400%之間。
本發(fā)明工藝系統(tǒng)及方法將水中的碳氮硫同時(shí)去除，將廢水中的有機(jī)物、硫 酸鹽和氨氮分別轉(zhuǎn)化為二氧化碳、單質(zhì)硫和氮?dú)猓瑢庀嘀写x產(chǎn)生的H2S 和NH3轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫和氮?dú)?，并將微生物生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的污泥降解掉，從 而實(shí)現(xiàn)廢水中碳氮硫的同步去除，并將產(chǎn)生的生物固體中單質(zhì)硫被回收再利 用，剩余污泥經(jīng)穩(wěn)定化和減量化后再利用，且出水中不含亞硝酸鹽。本發(fā)明方 法的處理效率高、工藝簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染、運(yùn)行費(fèi)用低及單質(zhì)硫全部被回收等 優(yōu)點(diǎn)；有機(jī)物、硫酸鹽和氨氮的轉(zhuǎn)化率均在95%以上。本發(fā)明的工藝系統(tǒng)占地 面積省、且便于操作。


圖1是本發(fā)明工藝系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1進(jìn)行說(shuō)明，本實(shí)施方式中同步脫除廢水中碳氮 硫的工藝系統(tǒng)是由調(diào)節(jié)池1、第一換熱器2、第一提升水井3、硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置4、第一沼氣貯罐5、生物脫臭塔6、第一單質(zhì)硫分離裝置7、 單質(zhì)硫回收裝置8、混合池9、第二換熱器IO、第二提升水井ll、碳氮硫同步 脫除裝置12、第二單質(zhì)硫分離裝置13、硝化反應(yīng)器14、沉淀池15、集泥井 16、濃縮池17、厭氧污泥硝化裝置18、污泥離心裝置19、第二沼氣貯罐20、 排出管21、連接管22、虹吸管23、鼓風(fēng)機(jī)24、曝氣頭25和進(jìn)水管26組成； 進(jìn)水管26的出水口與調(diào)節(jié)池1的進(jìn)水口連通，調(diào)節(jié)池1下部的出水口與第一 換熱器2頂部的進(jìn)水口連通，第一換熱器2底部的出水口與第一提升水井3 底部的進(jìn)水口連通，第一提升水井3底部的出水口與硫酸鹽還原和有機(jī)物去除 裝置4頂部的進(jìn)水口連通，硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置4上部的出水口與混 合池9下部的進(jìn)水口連通，混合池9下部的出水口與第二換熱器10底部的進(jìn) 水口連通，第二換熱器IO頂部的出水口與第二提升水井11底部的進(jìn)水口連通， 第二提升水井11底部的出水口與碳氮硫同步脫除裝置12下部的進(jìn)水口連通， 碳氮硫同步脫除裝置12上部的出水口與硝化反應(yīng)器14上部的進(jìn)水口連通，硝 化反應(yīng)器14上部的出水口與沉淀池15上部的進(jìn)水口連通，沉淀池15上部的 出水口與位于混合池9底部的進(jìn)水口連通，沉淀池15靠近內(nèi)壁一側(cè)設(shè)置有虹 吸管23，虹吸管23的一端伸入到沉淀池下部，虹吸管23的另一端與大氣相 通，虹吸管23中部的出泥口與集泥井16的進(jìn)泥口連通，集泥井16下部的出 泥口分別與濃縮池17頂部的進(jìn)泥口、硝化反應(yīng)器14上部的進(jìn)泥口連通，同時(shí) 濃縮池17頂部的進(jìn)泥口與硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置4底部的出泥口連通， 連接管22的進(jìn)泥口穿過(guò)濃縮池17池壁伸入濃縮池17的底部，連接管22的出 泥口與厭氧污泥硝化裝置18的進(jìn)泥口連通，厭氧污泥硝化裝置18溢水堰底部 的出泥口與污泥離心裝置19頂部的進(jìn)泥口連通，排出管21的進(jìn)口分別與濃縮 池17上部的出水口和污泥離心裝置19底部的出泥口連通，厭氧污泥硝化裝置 18頂部的出氣口與第二沼氣貯罐20底部的進(jìn)氣口連通，硝化反應(yīng)器14底部設(shè)置有曝氣頭25，曝氣頭25的進(jìn)氣口與鼓風(fēng)機(jī)24的出氣口連通，硫酸鹽還 原和有機(jī)物去除裝置4頂部的沼氣出氣口與第一沼氣貯罐5底部的進(jìn)氣口連 通，硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置4頂部的H2S氣體出氣口與生物脫臭塔6 下部的進(jìn)氣口連通，生物脫臭塔6下部的出氣口與第一單質(zhì)硫分離裝置7下部 的進(jìn)口連通，單質(zhì)硫回收裝置8底部的進(jìn)口分別與第一單質(zhì)硫分離裝置7及第 二單質(zhì)硫分離裝置13下部的出口連通，碳氮硫同步脫除裝置12下部的出水口 與第二單質(zhì)硫分離裝置13下部的進(jìn)口連通。本實(shí)施方式單質(zhì)硫回收和污泥回收各種裝置均按照常規(guī)設(shè)計(jì)即可，無(wú)其他 特殊要求。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是硫酸鹽還原和有 機(jī)物去除裝置4為專(zhuān)利號(hào)為ZL 00206243.7 (其公告號(hào)為CN2420272，公告日 為2001.02.21)中所述的一體化兩相厭氧生物處理反應(yīng)器或厭氧折流板式反應(yīng) 器。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是碳氮硫同步脫除 裝置12是中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00710072195.0 (其公開(kāi)號(hào)為CN101050031，公 開(kāi)日為2007.10.10)中所述的反應(yīng)器或顆粒污泥膨脹床反應(yīng)器。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同是硝化反應(yīng)器14為 專(zhuān)利號(hào)為ZL96251960.X (其公告號(hào)為CN2258163，
公開(kāi)日為1997.07.23)中 所述的交叉流污水生物處理裝置。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式同步脫除廢水中碳氮硫的工藝系統(tǒng)及方法是 由下述步驟實(shí)現(xiàn)的 一、調(diào)節(jié)廢水使其硫酸根的濃度在1000 10000mg/L范圍 內(nèi)，并調(diào)節(jié)COD與SO^的質(zhì)量比大于3; 二、調(diào)節(jié)經(jīng)步驟一處理后的無(wú)機(jī)廢 水的溫度為25 35T:;三、采用顆粒污泥對(duì)經(jīng)步驟二處理后的廢水進(jìn)行處理， 有機(jī)物大部分轉(zhuǎn)化為co2，剩余的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)酸，硫酸鹽還原菌 將硫酸根代謝生成H2S和S2、其中將pH值控制在8.0 10.0，水力停留時(shí)間 為24 72小時(shí)；四、將步驟三處理后的廢水與回流廢水混合，然后調(diào)節(jié)水 溫為25 35。C，水中的小分子有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為C02， S^轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，硝酸鹽全 部反硝化為N2;同時(shí)將步驟三得到的H2S氣體轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，回收單質(zhì)硫； 并將步驟三產(chǎn)生的沼氣儲(chǔ)存；五、經(jīng)步驟四處理后的廢水進(jìn)行硝化處理，pH控制在7.5 9.5之間，DO為2 40mg/L，水力停留時(shí)間(HRT)控制在4~12h，溫 度控制在25 35。C，氨氮濃度為100mg/L~3000mg/L;六、將經(jīng)步驟五處理后 的廢水沉淀l~5h，將沉淀后的廢水回流；七、將經(jīng)沉淀處理的污泥與步驟三 排出的剩余污泥濃縮，將濃縮處理后的廢水排放，然后將濃縮處理后的污泥進(jìn) 行厭氧硝化處理，厭氧硝化的溫度為25~35°C，以CaO計(jì)將堿度控制在 100 150度，生污泥與熟污泥質(zhì)量比為5%~12%，碳氮比為10 20 :1，將產(chǎn) 生的沼氣儲(chǔ)存，將剩余污泥排出。本實(shí)施方式步驟三中回流廢水為經(jīng)步驟六沉淀處理后的廢水；步驟六中的 出水回流率在50%~400%之間。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟一中COD 與SO,的質(zhì)量比為5 20。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟一中COD 與SO^的質(zhì)量比為10。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體方式五不同的是步驟一中顆粒污泥為產(chǎn)甲垸菌顆粒污泥。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體方式五不同的是步驟二中調(diào)節(jié)經(jīng)步驟一處理后的無(wú)機(jī)廢水的溫度為3(TC。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟七中厭氧 硝化處理使用的功能菌為產(chǎn)甲烷菌。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
十一結(jié)合圖l進(jìn)行說(shuō)明，本實(shí)施方式同步脫除廢水中碳氮 硫的工藝系統(tǒng)及方法是由下述步驟實(shí)現(xiàn)的 一、將廢水通入調(diào)節(jié)池l，調(diào)節(jié)廢水使其硫酸根的濃度在1000 10000mg/L范圍內(nèi)，并調(diào)節(jié)COD與S(V—的質(zhì)量 比大于3; 二、再將經(jīng)步驟一處理后的廢水通入第一換熱器2，調(diào)節(jié)廢水的溫 度為25 35i:;三、將步驟二處理后的廢水然經(jīng)第一提升井3后通入硫酸鹽還 原和有機(jī)物去除裝置4中，硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置4內(nèi)接種的產(chǎn)甲烷菌 顆粒污泥對(duì)污水進(jìn)行處理，產(chǎn)甲烷菌顆粒污泥的接種量為總?cè)莘e的20%~50%， 有機(jī)物大部分生成C02，其余小分子有機(jī)酸，硫酸鹽還原菌將硫酸根代謝生成 H2S和S2、其中硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置4內(nèi)的pH值控制在8.0 10.0， 水力停留時(shí)間(HRT)為24 72小時(shí)；四、將步驟三處理后的廢水與沉淀池15回流的廢水一同通入混合池9，再經(jīng)第二換熱器IO、第二提升水井ll流入碳 氮硫同步脫除裝置12，水中的小分子有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為C02， S2—轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫， 硝酸鹽全部反硝化為N2;同時(shí)將步驟三得到的H2S氣體經(jīng)生物脫臭塔6、第 一單質(zhì)硫分離裝置7處理后得到單質(zhì)硫，再與第二單質(zhì)硫分離裝置13處理得 到單質(zhì)硫同被單質(zhì)硫回收裝置8回收；并且硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置4 排出的沼氣儲(chǔ)于第一沼氣貯罐5內(nèi)；步驟四中碳氮硫同步脫除裝置12內(nèi)運(yùn)行 的工藝條件運(yùn)行溫度為25 35t:，水力停留時(shí)間(HRT )為4~12小時(shí)，進(jìn) 水的pH值為7.5~9.5，出水回流控制上升流速在3 10m/h，進(jìn)水中碳、氮、硫 的摩爾比為3/4 1.26:l:l，進(jìn)水硫化物濃度為100mg/L~1000mg/L。五、經(jīng)步驟 四處理后的廢水通入硝化反應(yīng)器14，對(duì)廢水進(jìn)行硝化處理，其中pH控制在 7.5~9.5之間，DO在2 40mg/L，水力停留時(shí)間(HRT)控制在4 12h，溫度控制 在25 35"C，氨氮濃度為100mg/L 3000mg/L;六、將經(jīng)步驟五處理后的廢水 通入沉淀池15進(jìn)行沉淀l~5h，經(jīng)沉淀處理的廢水通入混合池9，出水回流率 在50%~400%之間；七、將沉淀得到的污泥通入集泥井16，然后與硫酸鹽還 原和有機(jī)物去除裝置4內(nèi)的剩余污泥一同通入濃縮池17，再通入?yún)捬跷勰嘞?化裝置18，在25 35'C條件下，在產(chǎn)甲垸微生物的作用下，以CaO計(jì)將堿度 控制在100 150度，生污泥與熟污泥質(zhì)量比為5% 12%，碳氮比為10 20 :1，將產(chǎn)生的沼氣儲(chǔ)于第二沼氣貯罐20內(nèi)，將剩余污泥采用污泥離心裝 置19離心后排放，并將濃縮池17處理的廢水排出。本實(shí)施方式的步驟二中接種污泥采用產(chǎn)甲垸顆粒污泥，接種量為總?cè)莘e的 30%.步驟四中接種污泥采用產(chǎn)甲烷顆粒污泥，接種量為總?cè)莘e的40%~60%。 步驟四生物脫臭塔6進(jìn)氣濃度250 1700mg/m3，即容積負(fù)荷在13 90g/(m3.h); 控制循環(huán)液噴淋量為10 60L/s;氣體流速為100 400L/s;氣體停留時(shí)間控制 在20 70秒；pH控制在2 7;溫度控制在15 30°C;添加循環(huán)液的周期為 9 15天，每升循環(huán)液組成成份如下0.08 0.12g萄萄糖、0.5 1.0g蛋白胨、 0.55 0.65g磷酸氫二鉀、0.55 0.65g磷酸二氫鉀、0.08 0.12g氯化鎂、0.18 0.22g NH4Cl、 0.015 0.03g硫酸亞鐵、0.015 0.03g硫酸鎂和余量為水。經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施方式中有機(jī)物、硫酸鹽和氨氮的轉(zhuǎn)化率均在95%以上。
權(quán)利要求
1、一種同步脫除廢水中碳氮硫的工藝系統(tǒng)，它是由調(diào)節(jié)池(1)、第一換熱器(2)、第一提升水井(3)、硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置(4)、第一沼氣貯罐(5)、生物脫臭塔(6)、第一單質(zhì)硫分離裝置(7)、單質(zhì)硫回收裝置(8)、混合池(9)、第二換熱器(10)、第二提升水井(11)、碳氮硫同步脫除裝置(12)、第二單質(zhì)硫分離裝置(13)、硝化反應(yīng)器(14)、沉淀池(15)、集泥井(16)、濃縮池(17)、厭氧污泥硝化裝置(18)、污泥離心裝置(19)、第二沼氣貯罐(20)、排出管(21)、連接管(22)、虹吸管(23)、鼓風(fēng)機(jī)(24)、曝氣頭(25)和進(jìn)水管(26)組成；其特征在于進(jìn)水管(26)的出水口與調(diào)節(jié)池(1)的進(jìn)水口連通，調(diào)節(jié)池(1)下部的出水口與第一換熱器(2)頂部的進(jìn)水口連通，第一換熱器(2)底部的出水口與第一提升水井(3)底部的進(jìn)水口連通，第一提升水井(3)底部的出水口與硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置(4)頂部的進(jìn)水口連通，硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置(4)上部的出水口與混合池(9)下部的進(jìn)水口連通，混合池(9)下部的出水口與第二換熱器(10)底部的進(jìn)水口連通，第二換熱器(10)頂部的出水口與第二提升水井(11)底部的進(jìn)水口連通，第二提升水井(11)底部的出水口與碳氮硫同步脫除裝置(12)下部的進(jìn)水口連通，碳氮硫同步脫除裝置(12)上部的出水口與硝化反應(yīng)器(14)上部的進(jìn)水口連通，硝化反應(yīng)器(14)上部的出水口與沉淀池(15)上部的進(jìn)水口連通，沉淀池(15)上部的出水口與位于混合池(9)底部的進(jìn)水口連通，沉淀池(15)靠近內(nèi)壁一側(cè)設(shè)置有虹吸管(23)，虹吸管(23)的一端伸入到沉淀池下部，虹吸管(23)的另一端與大氣相通，虹吸管(23)中部的出泥口與集泥井(16)的進(jìn)泥口連通，集泥井(16)下部的出泥口分別與濃縮池(17)頂部的進(jìn)泥口、硝化反應(yīng)器(14)上部的進(jìn)泥口連通，同時(shí)濃縮池(17)頂部的進(jìn)泥口與硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置(4)底部的出泥口連通，連接管(22)的進(jìn)泥口穿過(guò)濃縮池(17)池壁伸入濃縮池(17)的底部，連接管(22)的出泥口與厭氧污泥硝化裝置(18)的進(jìn)泥口連通，厭氧污泥硝化裝置(18)溢水堰底部的出泥口與污泥離心裝置(19)頂部的進(jìn)泥口連通，排出管(21)的進(jìn)口分別與濃縮池(17)上部的出水口和污泥離心裝置(19)底部的出泥口連通，厭氧污泥硝化裝置(18)頂部的出氣口與第二沼氣貯罐(20)底部的進(jìn)氣口連通，硝化反應(yīng)器(14)底部設(shè)置有曝氣頭(25)，曝氣頭(25)的進(jìn)氣口與鼓風(fēng)機(jī)(24)的出氣口連通，硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置(4)頂部的沼氣出氣口與第一沼氣貯罐(5)底部的進(jìn)氣口連通，硫酸鹽還原和有機(jī)物去除裝置(4)頂部的H2S氣體出氣口與生物脫臭塔(6)下部的進(jìn)氣口連通，生物脫臭塔(6)下部的出氣口與第一單質(zhì)硫分離裝置(7)下部的進(jìn)口連通，單質(zhì)硫回收裝置(8)底部的進(jìn)口分別與第一單質(zhì)硫分離裝置(7)及第二單質(zhì)硫分離裝置(13)下部的出口連通，碳氮硫同步脫除裝置(12)下部的出水口與第二單質(zhì)硫分離裝置(13)下部的進(jìn)口連通。
2、 利用權(quán)利要求1所述的工藝系統(tǒng)同步脫除廢水中碳氮硫的方法，其特 征在于同步脫除廢水中碳氮硫的方法是由下述步驟實(shí)現(xiàn)的 一、調(diào)節(jié)廢水使其 硫酸根的濃度在1000~10000mg/L范圍內(nèi)，并調(diào)節(jié)COD與SO,的質(zhì)量比大于 3; 二、調(diào)節(jié)經(jīng)步驟一處理后的無(wú)機(jī)廢水的溫度為25 35°C;三、采用顆粒污 泥對(duì)經(jīng)步驟二處理后的廢水進(jìn)行處理，有機(jī)物大部分轉(zhuǎn)化為co2，剩余的有機(jī) 物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)酸，硫酸鹽還原菌將硫酸根代謝生成H2S和S2、其中將 pH值控制在8.0 10.0，水力停留時(shí)間為24 72小時(shí)；四、將步驟三處理后的 廢水與回流廢水混合，然后調(diào)節(jié)水溫為25~35°C，水中的小分子有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為C02， S^轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，硝酸鹽全部反硝化為N2;同時(shí)將步驟三得到的H2S 氣體轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，回收單質(zhì)硫；并將步驟三產(chǎn)生的沼氣儲(chǔ)存；五、經(jīng)步驟 四處理后的廢水進(jìn)行硝化處理，pH控制在7.5~9.5之間，DO為2~40mg/L， 水力停留時(shí)間控制在4 12h，溫度控制在25 35°C ，氨氮濃度為 100mg/L~3000mg/L;六、將經(jīng)步驟五處理后的廢水沉淀l~5h，將沉淀后的廢 水回流；七、將經(jīng)沉淀處理的污泥與步驟三排出的剩余污泥濃縮，將濃縮處理 后的廢水排放，然后將濃縮處理后的污泥進(jìn)行厭氧硝化處理，厭氧硝化的溫度 為25 35"C，以CaO計(jì)將堿度控制在100 150度，生污泥與熟污泥質(zhì)量比為 5%~12%，碳氮比為10~20 :1，將產(chǎn)生的沼氣儲(chǔ)存，將剩余污泥排出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步脫除廢水中碳氮硫的方法，其特征在于步 驟三中回流廢水為經(jīng)步驟六沉淀處理后的廢水。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步脫除廢水中碳氮硫的方法，其特征在于步 驟一中COD與SO/.的質(zhì)量比為5~20。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步脫除廢水中碳氮硫的方法，其特征在于步 驟一中COD與SO/.的質(zhì)量比為10。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步脫除廢水中碳氮硫的方法，其特征在于步 驟一 中顆粒污泥為產(chǎn)甲垸菌顆粒污泥。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步脫除廢水中碳氮硫的方法，其特征在于步 驟二中調(diào)節(jié)經(jīng)步驟一處理后的無(wú)機(jī)廢水的溫度為30°C。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步脫除廢水中碳氮硫的方法，其特征在于步 驟七中厭氧硝化處理使用的功能菌為產(chǎn)甲烷菌。
全文摘要
一種同步脫除廢水中碳氮硫的工藝系統(tǒng)及方法，它涉及一種處理廢水的裝置及方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)脫除廢水中碳氮硫的工藝復(fù)雜、運(yùn)行成本高、處理效率低，及單質(zhì)硫難以分離的缺點(diǎn)。本發(fā)明工藝系統(tǒng)碳氮硫同步脫除裝置的出水口與硝化反應(yīng)器的進(jìn)水口連通，硝化反應(yīng)器的出水口與沉淀池的進(jìn)水口連通。本發(fā)明方法是將廢水中的有機(jī)物、硫酸鹽和氨氮分別轉(zhuǎn)化為二氧化碳、單質(zhì)硫和氮?dú)?，將氣相中代謝產(chǎn)生的H₂S和NH₃轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫和氮?dú)?，并將微生物生長(zhǎng)產(chǎn)生的污泥降解掉。本發(fā)明方法的處理效率高、無(wú)二次污染、工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低及單質(zhì)硫被全部回收等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明工藝系統(tǒng)占地面積省且便于操作。
文檔編號(hào)C02F1/70GK101302069SQ200810064858
公開(kāi)日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者任南琪, 劉春爽, 畢建培, 王愛(ài)杰, 鄧旭亮, 川 陳, 韓洪軍 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)