專利名稱：一種高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高氨氮廢水處理工藝，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高氨 氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝。
背景技術(shù)：
近年來，煉焦、農(nóng)藥、化肥、化工、稀土冶煉等行業(yè)發(fā)展迅速，相應(yīng)地排放了大量的 高濃度氨氮廢水。大量的氨氮排入水體，會導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，水體富營養(yǎng)化不僅降低水 中的溶解氧，破壞水體原有的自然生態(tài)環(huán)境，而且會影響水源地用水安全與衛(wèi)生，喪失水體 的原有功能。對于城市污水處理廠，高氨氮廢水的排入將導(dǎo)致污水處理廠出水超標(biāo)，影響污 水處理廠的正常運(yùn)行。高濃度氨氮廢水的處理一直以來是個難點。物化處理方法由于投資和運(yùn)行費(fèi)用較 高，并且容易引起二次污染，大大限制了其使用范圍。生物脫氮的方法以其工藝簡單、運(yùn)行 維護(hù)費(fèi)用低、無二次污染等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于含氮廢水的處理工藝中。但是傳統(tǒng)的生物脫 氮工藝如A/0法、A2/0法等，仍存在以如下一些問題①硝化菌群由于增殖速度慢而難以維 持較高生物濃度，因此造成系統(tǒng)總水力停留時間較長，負(fù)荷較低，增加了基建投資和運(yùn)行費(fèi) 用；②抗沖擊能力弱，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)變化較大時，系統(tǒng)運(yùn)行情況受到嚴(yán)重影響。③對高氨氮水 處理能力差，當(dāng)生化系統(tǒng)中氨氮濃度高于500mg/L時，會對微生物產(chǎn)生嚴(yán)重的抑制，進(jìn)而影 響系統(tǒng)的的穩(wěn)定運(yùn)行和出水水質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，以微生物固定化、射流聯(lián)合曝氣和 膜截留技術(shù)三者相結(jié)合的方式，提供了一種高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案如下設(shè)計一種高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝，其特征在于在高氨氮廢水中有溶解氧 存在的條件下，設(shè)立缺氧池、好氧濾池和膜池，利用好氧微生物的代謝作用促使高有機(jī)物降 解，把高分子量、高能量的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為低分子量、低能量的物質(zhì)所述的缺氧池池采用內(nèi) 循環(huán)和大比例外循環(huán)水力攪拌；所述的好氧濾池采用固定的新型酶浮填料填充，固定化微 生物，采用微孔曝氣和射流曝氣聯(lián)合曝氣充氧，改善硝化濾池流態(tài)；所述的末端膜池采用超 濾膜出水。所述的缺氧池不設(shè)置攪拌器，靠缺氧池的內(nèi)回流和大比例硝化液外回流提供水力 攪拌，實現(xiàn)缺氧池的泥水完全混合。所述的好氧濾池所采用的固定式新型酶浮填料為酶浮@系列離子型酶促懸浮填 料，實現(xiàn)了填料的雙層膜和空隙層的特殊結(jié)構(gòu)，大大提高填料比表面積及孔隙率，從而使整 個生化反應(yīng)區(qū)微生物量增加，有效生物濃度約為常規(guī)活性污泥法及生物膜法的2-5倍，凈 化能力得到顯著提升。所述的好氧濾池采用微孔曝氣和射流曝氣聯(lián)合曝氣充氧。
所述的好氧濾池處理高有機(jī)物和高氨氮廢水時可以采取多級串聯(lián)的方式運(yùn)行。所述的設(shè)有大比例硝化液和污泥回流至缺氧池，與進(jìn)水混合后進(jìn)入生化系統(tǒng)，降 低反應(yīng)池中的氨氮濃度，減輕對微生物的抑制作用。所述的末端膜池采用膜生物反應(yīng)器替代二沉池，出水水質(zhì)好，同時膜截留了幾乎 所有的微生物，系統(tǒng)中污泥濃度很高，有機(jī)負(fù)荷得到顯著提高。所述的膜池上設(shè)有排放剩余污泥進(jìn)入脫水處理。本發(fā)明中所述的高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝融合了微生物固定化、射流聯(lián)合 曝氣和膜截留技術(shù)三者的優(yōu)點，其工作原理如下好氧濾池依靠固定于新型酶浮填料表面的生物膜及懸浮活性污泥共同降解有機(jī) 物，反應(yīng)池中有效微生物的數(shù)量大大增加，生化處理能力得到顯著增加，同時酶浮填料的加 入使得微生物生存的環(huán)境由原來的氣、液兩相轉(zhuǎn)變成氣、液、固三相，這種轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸飫?chuàng) 造了更豐富的存在形式，形成一個更為復(fù)雜的縱橫兩個方向上相互關(guān)聯(lián)的復(fù)合式生態(tài)系 統(tǒng)?？v向上，微生物構(gòu)成了一個由細(xì)菌、真菌、藻類、原生動物、后生動物等多個營養(yǎng)級別組 成的復(fù)雜生物鏈。橫向上，沿著液體到載體的方向，構(gòu)成了一個懸浮好氧型、附著好氧型、附 著兼氧型、附著厭氧型的多種呼吸類型、營養(yǎng)類型的微生物系統(tǒng)，從而使得系統(tǒng)可同時完成 有機(jī)物的去除和同步硝化反硝化的任務(wù)。射流曝氣工藝融合了當(dāng)今的高速射流曝氣、物相強(qiáng)化傳遞、紊流剪切等技術(shù)，利用 循環(huán)水泵提升高壓水流經(jīng)噴頭射入反應(yīng)器，由于負(fù)壓作用同時吸入大量空氣，水流和氣流 的共同作用又使噴頭下方形成高速紊流剪切區(qū)，把吸入的氣體分散成細(xì)小的氣泡，富含溶 解氧的混合污水經(jīng)導(dǎo)流筒達(dá)到反應(yīng)器底部后，又向上返流形成環(huán)流，再經(jīng)剪切向下射流，如 此循環(huán)往復(fù)運(yùn)行，污水被反復(fù)充氧，氣泡和微生物菌團(tuán)被不斷剪切細(xì)化，并形成致密細(xì)小的 絮凝體。同時聯(lián)合微孔曝氣，好氧濾池中氧氣利用率高，傳質(zhì)效果好，處理效率高。末端采用膜生物反應(yīng)器替代二沉池，出水水質(zhì)好，同時膜截留了幾乎所有的微生 物，使得系統(tǒng)中污泥濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)活性污泥法和生物膜法，有機(jī)負(fù)荷得到顯著提高，同 時氨氧化菌、硝化菌等功能行微生物得到很大程度的富集，進(jìn)一步保證了良好的氨氮去除 效果。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(1)占地面積少，基建費(fèi)用低。好氧濾池中酶浮填料上所附生物膜以及末端膜池截 留作用，使得系統(tǒng)中污泥濃度遠(yuǎn)高于常規(guī)生化系統(tǒng)，相應(yīng)的系統(tǒng)中有效微生物的數(shù)量大大 增加，容積負(fù)荷得到顯著提高；同時酶浮填料表面的生物膜存在一定程度的同步硝化和反 硝化作用，上述兩方面的因素使得池容大為減少，從而減少占地面積及基建投資。相比于傳 統(tǒng)脫氮工藝，本發(fā)明的基建投資要節(jié)省30%以上。(2)空氣氧轉(zhuǎn)化利用率高，傳質(zhì)效果好。酶浮填料的填充，對于底部微孔曝氣所釋 放的氣泡起到二次剪切及防止并聚系統(tǒng)，相應(yīng)延長了空氣與水、微生物傳質(zhì)時間，同時射流 曝氣和填料攔截所形成的紊流水力剪切，使氣泡高度細(xì)化并均勻分散，決定了系統(tǒng)內(nèi)空氣 氧的轉(zhuǎn)化利用率高，傳質(zhì)效果好。(3)系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)好。好氧濾池中酶浮填料上所附生物膜以及 末端膜池截留作用，使得系統(tǒng)中污泥濃度遠(yuǎn)高于常規(guī)生化系統(tǒng)，同時射流曝氣使得好氧濾 池中污泥混合液混合更加快速、均勻，因此系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷的能力較強(qiáng)。好氧濾池中的同步硝化與反硝化作用也減輕了系統(tǒng)內(nèi)抑制物質(zhì)對微生物的影響。工藝還采用大比例硝化液回 流，對進(jìn)水的高濃度氨氮及其他抑制物質(zhì)濃度進(jìn)行稀釋，也使得沖擊負(fù)荷對系統(tǒng)的影響進(jìn) 一步減弱，出水水質(zhì)穩(wěn)定。(4)好氧濾池中存在短程硝化與同步反硝化，運(yùn)行費(fèi)用低。由于酶浮填料上所附 生物膜從外向內(nèi)依次形成好氧、缺氧、厭氧環(huán)境，有利于亞硝化菌與反硝化菌的同時存在。 一方面，亞硝化菌的產(chǎn)物可作為反硝化菌的底物，同時，反硝化時又會利用掉廢水中一部分 COD,從而節(jié)省降解碳源所耗氧量；而反硝化反應(yīng)所產(chǎn)生的堿度也會禰補(bǔ)硝化所需的一部分 堿度，從而減少堿度的投加量。(5)固液分離效果好，剩余污泥產(chǎn)量較少。由于生物膜脫落的污泥所含動物成分較 多和比重較大，且污泥顆粒個體較大，因而具有良好的污泥沉降性能，易于固液分離，并且 生物膜中食物鏈較長，因而剩余污泥量明顯減少。射流曝氣較高的剪切強(qiáng)度使得微生物膠 團(tuán)被不斷分割細(xì)化，膠團(tuán)內(nèi)部的氣孔減少，使其密度相對增加，總體積減少。好氧濾池中的 高射流剪切強(qiáng)度和末端膜池高曝氣強(qiáng)度，使得系統(tǒng)中微生物代謝較快，也減少了剩余污泥 量。(6)安裝方便，易于施工，尤其在改擴(kuò)工程中優(yōu)勢明顯。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合圖1和3個實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明不只限于這些實 施例。實施例1，采用本發(fā)明處理某糖精廠廢水，采用一級缺氧池+三級好氧濾池+膜 池的組合工藝，所采用的酶浮填料為酶浮 系列離子型酶促懸浮填料。進(jìn)水C0D&濃度 為2000-13000mg/L，NH3-N濃度為1000_5500mg/L，缺氧池溫度28-32 °C，好氧濾池溫度 25-30°C，總水力停留時間120h，無需外加碳源，而只需補(bǔ)充180mg/L左右的堿度(以CaCO3 計)，出水CODtt濃度為20-300mg/L，NH3-N濃度為0. 65_30mg/L。CODcr的平均去除率在90% 以上，NH3-N的平均去除率在99%以上。實施例2，采用本發(fā)明處理化肥廠廢水，采用一級缺氧池+兩級好氧濾池+膜 池的組合工藝，所采用的酶浮填料為酶浮 系列離子型酶促懸浮填料。進(jìn)水CODtt濃度為 300-700mg/L, NH3-N濃度為200_400mg/L，缺氧池溫度30-35°C，好氧濾池溫度20_30°C，總 水力停留時間72h，只需外加200mg/L左右甲醇作為碳源，出水C0D&濃度為10_50mg/L， NH3-N濃度為0. 10-2. 0mg/Lo CODcr的平均去除率在90%以上，NH3-N的平均去除率在99% 以上。實施例3，采用本發(fā)明處理某焦化廠廢水，采用一級缺氧池+三級好氧濾池+膜 池的組合工藝，所采用的酶浮填料為酶浮 系列離子型酶促懸浮填料。進(jìn)水C0D&濃度為 2500-5500mg/L, NH3-N 濃度為 300_600mg/L，缺氧池溫度 30-35°C，好氧濾池溫度 25_30°C， 總水力停留時間64h，出水CODtt濃度為40-150mg/L，NH3-N濃度為0. 20-4. Omg/L。CODcr的 平均去除率在90%以上，NH3-N的平均去除率在99%以上。
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由以上實例可知，本發(fā)明對于不同種類的高氨氮廢水均有良好的去除效果。
權(quán)利要求
一種高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝，其特征在于在高氨氮廢水中有溶解氧存在的條件下，設(shè)立括缺氧池、好氧濾池和膜池，利用好氧微生物的代謝作用促使高有機(jī)物降解，把高分子量、高能量的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為低分子量、低能量的物質(zhì)所述的缺氧池池采用內(nèi)循環(huán)和大比例外循環(huán)水力攪拌；所述的好氧濾池采用固定的新型酶浮填料填充，固定化微生物，采用微孔曝氣和射流曝氣聯(lián)合曝氣充氧，改善硝化濾池流態(tài)；所述的末端膜池采用超濾膜出水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝，其特征在于缺氧池不設(shè) 置攪拌器，靠缺氧池的內(nèi)回流和大比例硝化液外回流提供水力攪拌，實現(xiàn)缺氧池的泥水完 全混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝，其特征在于好氧濾池所 采用的固定式新型酶浮填料為酶浮 系列離子型酶促懸浮填料，實現(xiàn)了填料的雙層膜和空 隙層的特殊結(jié)構(gòu)，大大提高填料比表面積及孔隙率，從而使整個生化反應(yīng)區(qū)微生物量增加， 有效生物濃度約為常規(guī)活性污泥法及生物膜法的2-5倍，凈化能力得到顯著提升。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝，其特征在于好氧濾池采 用微孔曝氣和射流曝氣聯(lián)合曝氣充氧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝，其特征在于好氧濾池處 理高有機(jī)物和高氨氮廢水時可以采取多級串聯(lián)的方式運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝，其特征在于設(shè)有大比例 硝化液和污泥回流至缺氧池，與進(jìn)水混合后進(jìn)入生化系統(tǒng)，降低反應(yīng)池中的氨氮濃度，減輕 對微生物的抑制作用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝，其特征在于末端膜池采 用膜生物反應(yīng)器替代二沉池，出水水質(zhì)好，同時膜截留了幾乎所有的微生物，系統(tǒng)中污泥濃 度很高，有機(jī)負(fù)荷得到顯著提高。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝，其特征在于膜池上設(shè)有 排放剩余污泥進(jìn)入脫水處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理工藝，其特征在于在高氨氮廢水中有溶解氧存在的條件下，設(shè)立缺氧池、好氧濾池和膜池，利用好氧微生物的代謝作用促使高有機(jī)物降解，把高分子量、高能量的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為低分子量、低能量的物質(zhì)所述的缺氧池池采用內(nèi)循環(huán)和大比例外循環(huán)水力攪拌；所述的好氧濾池采用固定的新型酶浮填料填充，固定化微生物，采用微孔曝氣和射流曝氣聯(lián)合曝氣充氧，改善硝化濾池流態(tài)；本發(fā)明同現(xiàn)有的技術(shù)相比，系統(tǒng)中污泥濃度很高，對應(yīng)的容積負(fù)荷也很高，因而占地面積少，基建費(fèi)用低；空氣氧轉(zhuǎn)化利用率高，傳質(zhì)效果好，系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定；運(yùn)行費(fèi)用低；密度相對增加，固液分離效果好，剩余污泥產(chǎn)量較少。
文檔編號C02F9/14GK101973678SQ20101053009
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月3日
發(fā)明者周欣, 張寶, 張艷, 張雷, 李繼香, 毛勇先, 王文標(biāo), 王浩, 趙云翔, 高永軍 申請人:上海泓濟(jì)環(huán)保工程有限公司