一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是一種好氧出水回流至厭氧池稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，包括厭氧反應(yīng)器、水解酸化反應(yīng)器、好氧反應(yīng)器、缺氧反應(yīng)器，將總水量為 Q 的原廢水量乘以0%-50%的分流系數(shù) f 的水量直接進(jìn)入水解酸化反應(yīng)器；剩余 （ 1-f ） Q 水量和從好氧反應(yīng)器回流的水量 RQ 進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，分流了進(jìn)入水解酸化反應(yīng)器的氨氮進(jìn)入好氧反應(yīng)器后在好氧硝化菌的作用下生成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，然后回流進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器在厭氧氨氧化菌的作用下，用氨氮將其還原為氮?dú)?。其特點(diǎn)是：將好氧反應(yīng)器出水以0%-100%的回流比R回流至厭氧反應(yīng)器。具有科學(xué)合理，流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)廢水中有機(jī)物能夠充分降解，水處理效果好，便于推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]新型煤化工技術(shù)是一種煤炭潔凈利用技術(shù)，它以煤氣化為龍頭，以碳化工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，合成、制取各種化工產(chǎn)品和燃料油。其排放的廢水主要來(lái)源于煤煉焦、煤氣凈化及化工產(chǎn)品回收精制等過(guò)程。煤化工廢水成分復(fù)雜，高氨高酚，色度和毒性高并且可生化性較差。同時(shí)，在煤化工廢水中還含有很多具有生色團(tuán)和助色團(tuán)的有機(jī)物，使得煤化工廢水具有色度和濁度也很高的特點(diǎn)。
[0003]為了踐行可持續(xù)發(fā)展，目前我國(guó)正對(duì)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，大力發(fā)展清潔能源。其中對(duì)煤綜合利用特別是煤的清潔利用提出了更高的要求。煤氣化是煤清潔利用的一個(gè)重要例?；趪?guó)家社會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視，對(duì)以煤氣化廢水為代表的高濃度含酚廢水一直是研究的熱點(diǎn)。煤化廢水處理工藝包括預(yù)處理，核心處理和深度處理三個(gè)部分。預(yù)處理的任務(wù)是去除SS、固體顆粒、除油、氨和酚的脫除與回收以及提高廢水后續(xù)處理的可操作性；深度處理主要采用混凝沉活、性炭吸附和臭氧氧化等方法實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的進(jìn)一步去除?？紤]到經(jīng)濟(jì)性，其核心處理工藝主要采用生物法。
[0004]厭氧法是用來(lái)處理高濃度有機(jī)廢水的最佳工藝，最主要特點(diǎn)是可提高難降解有機(jī)物的去除效率。但是由于煤氣化廢水的毒性，抑制了厭氧細(xì)菌的代謝活性，傳統(tǒng)厭氧過(guò)程的去除效果不是很理想。為了使廢水排放達(dá)標(biāo)，需要強(qiáng)化厭氧過(guò)程，并且還需采用好氧法對(duì)污染物實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的去除。同時(shí)，為了取得更好的脫氮效果，好氧處理的出水還需進(jìn)入缺氧反應(yīng)器，以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)反硝化脫氮的目的。
[0005]而自20世紀(jì)90年代以來(lái)，荷蘭Delft科技大學(xué)的研究者在厭氧流化床反應(yīng)器中發(fā)現(xiàn)一種新的含高濃度氨氮廢水脫氮反應(yīng)過(guò)程，并由此提出了一些列新型脫氮工藝，其中包括最有應(yīng)用前景的厭氧氨氧化(ΑΝΑΜΜ0Χ)工藝、短程硝化一反硝化(SHARON)工藝。
[0006]ΑΝΑΜΜ0Χ工藝是在厭氧條件下以亞硝酸鹽為電子受體，利用自養(yǎng)菌將氨氮直接氧化為N2而實(shí)現(xiàn)脫氮處理。ΑΝΑΜΜ0Χ工藝與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝相比，可節(jié)省約60%的供氧量，不需要外加碳源，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。但是ΑΝΑΜΜ0Χ菌是最初是在僅含NH4+—N和NO2-+N的無(wú)機(jī)底物作為進(jìn)水的流化床中發(fā)現(xiàn)的，故目前ΑΝΑΜΜ0Χ工藝只是應(yīng)用于低C/N比的廢水處理中。并且ΑΝΑΜΜ0Χ工藝對(duì)基質(zhì)濃度有一定的要求，包括有機(jī)污染物濃度、NH4-N和NO2——N的濃度。而NH4+— N和NO2——N既是ΑΝΑΜΜ0Χ菌的基質(zhì)利用物同時(shí)也是其抑制物，因?yàn)檫^(guò)高的NH4+— N和NO2——N濃度會(huì)對(duì)ΑΝΑΜΜ0Χ菌起明顯的抑制作用；
SHARON工藝是一種基于短程反硝化原理實(shí)現(xiàn)脫氮的工藝，該工藝是通過(guò)合理的控制好氧段的溫度和停留時(shí)間等因素，使反應(yīng)器的運(yùn)行條件成為亞硝化菌生存的最佳環(huán)境，進(jìn)而使硝化段控制在亞硝化階段，以NO2——N為終產(chǎn)物，在缺氧段實(shí)現(xiàn)反硝化過(guò)程。該工藝的特點(diǎn)是將硝化過(guò)程穩(wěn)定地控制在亞硝化階段，以NO2一一N為硝化終產(chǎn)物，與傳統(tǒng)的硝化一反硝化工藝相比，可節(jié)省25%的供氧量和節(jié)省40%甲醇(外碳源)，但是在SHARON工藝中，也需要對(duì)硝化反應(yīng)器進(jìn)行堿度的補(bǔ)充，同時(shí)亞硝化菌是自養(yǎng)菌，當(dāng)硝化反應(yīng)器進(jìn)水有機(jī)物濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)使增殖速度較高的異養(yǎng)型細(xì)菌迅速增殖，從而使自養(yǎng)型的亞硝化菌得不到優(yōu)勢(shì)，不能成為優(yōu)占菌屬，亞硝化反應(yīng)最終將無(wú)法進(jìn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是對(duì)現(xiàn)有ΑΝΑΜΜ0Χ工藝和SHARON工藝進(jìn)行有機(jī)的組合，并進(jìn)行實(shí)質(zhì)性改進(jìn)和創(chuàng)新，將其運(yùn)用到煤氣化廢水處理中，在充分利用兩者優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，克服現(xiàn)有兩種工藝各自存在的缺點(diǎn)，提供一種科學(xué)合理、流程簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)煤氣化廢水中有機(jī)物能夠充分降解，水處理效果好，便于推廣應(yīng)用的一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣化廢水的方法。
[0008]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是:一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，它包括厭氧反應(yīng)器、水解酸化反應(yīng)器、好氧反應(yīng)器、缺氧反應(yīng)器，將總水量為Q的原廢水量乘以0%-50%分流系數(shù)f的水量直接進(jìn)入水解酸化反應(yīng)器；剩余(H) Q水量以及從好氧反應(yīng)器回流的水量湖進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，分流了進(jìn)入水解酸化反應(yīng)器的氨氮進(jìn)入好氧反應(yīng)器后在好氧硝化菌的作用下生成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，然后回流進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器在厭氧氨氧化菌的作用下，用氨氮將其還原為氮?dú)?，其特征在?將好氧反應(yīng)器出水以0%-100%的回流比R回流至厭氧反應(yīng)器。
[0009]所述厭氧反應(yīng)器為至少一級(jí)厭氧反應(yīng)器。
[0010]所述厭氧反應(yīng)器的每級(jí)厭氧反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為10-80h。
[0011]所述水解酸化反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為10-80h。
[0012]所述好氧反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為10_50h。
[0013]所述缺氧反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為10_50h。
[0014]所述厭氧反應(yīng)器為厭氧濾反應(yīng)器、厭氧折流板反應(yīng)器、厭氧膨脹床、厭氧流化床、升流式厭氧污泥床或內(nèi)循環(huán)式厭氧污泥塔。
[0015]所述好氧反應(yīng)器為好氧懸浮反應(yīng)器或生物膜反應(yīng)器。
[0016]本發(fā)明的一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，將煤氣化廢水分為兩個(gè)部分，一部分進(jìn)入水解酸化反應(yīng)器，將復(fù)雜有機(jī)物在水解發(fā)酵細(xì)菌作用下，將各類(lèi)復(fù)雜有機(jī)質(zhì)水解成簡(jiǎn)單的有機(jī)物，以提高廢水的可生化性。水解酸化的出水進(jìn)入好氧反應(yīng)器，在好氧段主要實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解及硝化功能，并且盡可能使硝化階段控制在亞硝化階段。另一部分的煤氣化廢水聯(lián)同好氧反應(yīng)器的部分出水回流到厭氧反應(yīng)器可實(shí)現(xiàn)稀釋厭氧進(jìn)水中有機(jī)物的濃度和NH4+— N、NO2——N的濃度，有效的改善基質(zhì)濃度對(duì)ΑΝΑΜΜ0Χ菌的抑制作用,有利于厭氧氨氧化反應(yīng)的順利進(jìn)行。厭氧氨氧化反應(yīng)會(huì)消耗H+，產(chǎn)生的堿度可對(duì)好氧反應(yīng)器中硝化過(guò)程造成的堿度消耗進(jìn)行補(bǔ)充而無(wú)需外加堿度物質(zhì)。同時(shí)，厭氧處理可去除一定的有機(jī)物，使好氧進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷得以降低，對(duì)保障亞硝化菌成為優(yōu)占菌有很重要作用。而厭氧反應(yīng)器出水與水解酸化反應(yīng)器的出水一同進(jìn)入到好氧反應(yīng)器，好氧反應(yīng)器的出水在進(jìn)入到缺氧反應(yīng)器，在缺氧反應(yīng)器只要實(shí)現(xiàn)反硝化功能。若能將好氧反應(yīng)器很好的控制在亞硝化階段的話(huà)，則可實(shí)現(xiàn)短程硝化一反硝化過(guò)程。同時(shí)通過(guò)各個(gè)階段停留時(shí)間的合理控制以及正確選取反應(yīng)器類(lèi)型，以實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的最大化降解。由于本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有的ANAMMOX工藝和SHARON工藝進(jìn)行了有機(jī)的組合，并開(kāi)創(chuàng)性地將好氧反應(yīng)器出水以0%-100%的回流比R回流至厭氧反應(yīng)器，可有效減少硝化段的供氧量和反硝化段的碳源量，具有科學(xué)合理、流程簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)煤氣化廢水中有機(jī)物能夠充分降解，水處理效果好，便于推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為實(shí)施例1的一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣化廢水的方法流程簡(jiǎn)圖；
圖2為實(shí)施例2的一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣化廢水的方法流程簡(jiǎn)圖；
圖3為實(shí)施例3的一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣化廢水的方法流程簡(jiǎn)圖；
圖4為實(shí)施例4的一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣化廢水的方法流程簡(jiǎn)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面利用附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]本發(fā)明的一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，包括厭氧反應(yīng)器、水解酸化反應(yīng)器、好氧反應(yīng)器、缺氧反應(yīng)器，將總水量為Q的原廢水量乘以0%-50%分流系數(shù)/的水量直接進(jìn)入水解酸化反應(yīng)器；剩余水量以及從好氧反應(yīng)器回流的水量湖進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，分流了進(jìn)入水解酸化反應(yīng)器的氨氮進(jìn)入好氧反應(yīng)器后在好氧硝化菌的作用下生成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，然后回流進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器在厭氧氨氧化菌的作用下，用氨氮將其還原為氮?dú)?，將好氧反?yīng)器出水以0%-100%的回流比R回流至厭氧反應(yīng)器。
[0020]所述厭氧反應(yīng)器為至少一級(jí)厭氧反應(yīng)器；所述厭氧反應(yīng)器的每級(jí)厭氧反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為1-SOh ;所述水解酸化反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為1-SOh ;所述好氧反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為10-50h ;所述缺氧反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為10-50h。
[0021]所述厭氧反應(yīng)器為厭氧濾反應(yīng)器、厭氧折流板反應(yīng)器、厭氧膨脹床、厭氧流化床、升流式厭氧污泥床或內(nèi)循環(huán)式厭氧污泥塔；所述好氧反應(yīng)器為好氧懸浮反應(yīng)器或生物膜反應(yīng)器。
[0022]實(shí)施例1:參照?qǐng)D1，本發(fā)明是一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，將總水量為Q的廢水分為兩部分，fQ的廢水進(jìn)入水解酸化反應(yīng)器，另一部分(Ι-fQ)原廢水聯(lián)同好氧反應(yīng)器的部分出水RQ進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)反應(yīng)器，厭氧反應(yīng)反應(yīng)器和水解酸化反應(yīng)器的出水一同進(jìn)入好氧反應(yīng)器，緊接著好氧反應(yīng)器的出水進(jìn)入缺氧反應(yīng)器。水解酸化反應(yīng)器可達(dá)到提高原廢水可生化性的目的；厭氧反應(yīng)器不僅能除去有機(jī)物，并且通過(guò)好氧反應(yīng)器的出水回流，可起到稀釋厭氧進(jìn)水濃度及即減輕了原廢水的毒性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化的功能，通過(guò)控制好氧反應(yīng)器的運(yùn)行條件，使硝化階段控制在亞硝化段，與缺氧反應(yīng)器聯(lián)合實(shí)現(xiàn)短程硝化一反硝化的目的。
[0023]實(shí)施例2，參照?qǐng)D2，實(shí)施例2與實(shí)施例1基本相同。與實(shí)施例1不同的是:厭氧反應(yīng)器設(shè)置了兩級(jí)，(Ι-fQ)原廢水聯(lián)同好氧反應(yīng)器的部分出水RQ進(jìn)入一級(jí)厭氧反應(yīng)器Al，厭氧反應(yīng)器Al的出水進(jìn)入到二級(jí)厭氧反應(yīng)器A2中，這樣設(shè)置的原因是，一級(jí)厭氧反應(yīng)器Al主要去除易生物降解的有機(jī)物，同時(shí)達(dá)到實(shí)施例1中厭氧反應(yīng)器的效果。而二級(jí)厭氧反應(yīng)器A2的設(shè)置主要是進(jìn)一步降解在一級(jí)厭氧反應(yīng)器Al中沒(méi)被去除的難降解的有機(jī)物，所以設(shè)置兩級(jí)厭氧反應(yīng)器目的是實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的最大化降解，減輕廢水的毒性，為好氧段的運(yùn)行提高一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)使好氧段高效率運(yùn)行。
[0024]實(shí)施例3:參照?qǐng)D3，實(shí)施例3與實(shí)施例2基本相同。不同的是將好氧反應(yīng)器出水部分回流至厭氧反應(yīng)器A2中，可達(dá)到稀釋一級(jí)厭氧反應(yīng)器Al進(jìn)入到二級(jí)厭氧反應(yīng)器A2中難降解有機(jī)物的濃度及毒性，這有利于二級(jí)厭氧反應(yīng)器A2中厭氧菌代謝功活性的增加，同時(shí)實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化的目的，使二級(jí)厭氧反應(yīng)器A2的功能得到充分發(fā)揮。
[0025]實(shí)施例4:參照?qǐng)D4，實(shí)施例4與實(shí)施例2和3基本相同。不同的是好氧反應(yīng)器出水回流的部分一分為二，按一定的比例分別進(jìn)入一級(jí)厭氧反應(yīng)器Al和二級(jí)厭氧反應(yīng)器A2中，綜合了實(shí)施例3和實(shí)施例4的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)運(yùn)行條件的控制，可實(shí)現(xiàn)實(shí)施例3和實(shí)施例4的運(yùn)行效果。
[0026]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】并非窮舉，任何不經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)的簡(jiǎn)單變換和改進(jìn)均屬于本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，它包括厭氧反應(yīng)器、水解酸化反應(yīng)器、好氧反應(yīng)器、缺氧反應(yīng)器，將總水量為^的原廢水量乘以0%-50%分流系數(shù)f的水量直接進(jìn)入水解酸化反應(yīng)器；剩余(H) Q水量以及從好氧反應(yīng)器回流的水量湖進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，分流了進(jìn)入水解酸化反應(yīng)器的氨氮進(jìn)入好氧反應(yīng)器后在好氧硝化菌的作用下生成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，然后回流進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器在厭氧氨氧化菌的作用下，用氨氮將其還原為氮?dú)?，其特征在?將好氧反應(yīng)器出水以0%-100%的回流比R回流至厭氧反應(yīng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，其特征在于:所述厭氧反應(yīng)器為至少一級(jí)厭氧反應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，其特征在于:所述厭氧反應(yīng)器的每級(jí)厭氧反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為10-80h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，其特征在于:所述水解酸化反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為10-80h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，其特征在于:所述好氧反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為10-50h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，其特征在于:所述缺氧反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為10-50h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，其特征在于:所述厭氧反應(yīng)器為厭氧濾反應(yīng)器、厭氧折流板反應(yīng)器、厭氧膨脹床、厭氧流化床、升流式厭氧污泥床或內(nèi)循環(huán)式厭氧污泥塔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧出水回流至厭氧反應(yīng)器稀釋并厭氧氨氧化處理煤氣廢水的方法，其特征在于:所述好氧反應(yīng)器為好氧懸浮反應(yīng)器或生物膜反應(yīng)器。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK104326631SQ201410620787
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】楊世東, 廖路花, 王偉卓, 張?zhí)m河, 崔鳳國(guó) 申請(qǐng)人:東北電力大學(xué)