一种高氨氮低C/N比废水处理系统及处理工艺

摘要

一种高氨氮低C/N比废水处理系统及处理工艺，属于废水处理技术领域，包括水解酸化池、缺氧池、微氧亚硝化池和好氧池；所述水解酸化池与缺氧池连通；所述缺氧池和微氧亚硝化池通过管路连接；所述微氧亚硝化池和好氧池通过管路连接；所述微氧亚硝化池和缺氧池之间设置有亚硝化液回流管道；所述好氧池和缺氧池之间设置有亚硝化液回流管道。本处理系统及处理工艺对皮革废水、合成氨和氮肥工艺废水处理及改造具有很好的提升效果，适用于具有高氨氮低C/N比特征废水的处理。本处理系统及处理工艺具有脱氮效果好，运行费用低，可实现氨氮和总氮同时去除的目的。

权利要求

1.一种高氨氮低C/N比废水处理系统，其特征在于，包括水解酸化池（2）、缺氧池（4）、微氧亚硝化池（5）和好氧池（6）；所述水解酸化池（2）与缺氧池（4）连通；所述缺氧池（4）和微氧亚硝化池（5）通过管路连接；所述微氧亚硝化池（5）和好氧池（6）通过管路连接；所述微氧亚硝化池（5）和缺氧池（4）之间设置有亚硝化液回流管道；所述好氧池（6）和缺氧池（4）之间设置有亚硝化液回流管道；还包括初沉池（1）和中间沉淀池（3）；所述初沉池（1）和水解酸化池（2）通过管路连接；所述中间沉淀池（3）设置在水解酸化池（2）和缺氧池（4）之间，且中间沉淀池（3）通过管路连接水解酸化池（2）和缺氧池（4）；所述中间沉淀池（3）和水解酸化池（2）之间设置有污泥回流管道；还包括二沉池（7）；所述二沉池（7）与好氧池（6）通过管路连接；

在缺氧池（4）、微氧亚硝化池（5）和好氧池（6）中，均投加聚氨酯海绵填料；所述聚氨酯海绵填料填充率为30%～60%；所述聚氨酯海绵填料固定微生物；所述水解酸化池（2）接种水解复合菌、枯草芽孢杆菌CM-A12，缺氧池（4）接种反硝化细菌CM-NRD3，微氧亚硝化池（5）接种氨氧化细菌CM-NRO14；好氧池（6）接种COD降解复合菌、枯草芽孢杆菌CM-A12。

2.一种采用如权利要求1所述的高氨氮低C/N比废水处理系统的处理工艺，其特征在于，采用水解酸化+A+O1+O2的组合工艺对高氨氮低C/N比废水进行处理，其中，水解酸化代表水解酸化阶段，A代表缺氧阶段，O1代表微氧亚硝化阶段，O2代表好氧阶段；本工艺包括以下步骤：步骤一，水解酸化阶段：废水在水解酸化池（2）中水解酸化处理，废水经过水解微生物作用将废水中的有机氮转化为的无机氨氮，同时将废水中的大分子有机物进行水解变成小分子有机物；

步骤二，A阶段：废水从水解酸化池（2）流入缺氧池（4），进行反硝化脱氮处理；

步骤三，O1阶段：废水从缺氧池（4）流入微氧亚硝化池（5），进行生物强化亚硝化处理，并在微氧亚硝化池（5）和缺氧池（4）之间设置亚硝化液回流；

步骤四，O2阶段：废水从微氧亚硝化池（5）流入好氧池（6）进行生化处理，除去剩余的COD、氨氮、硝氮及亚硝氮，确保出水达标排放；并在好氧池（6）和缺氧池（4）设置亚硝化液回流。

3.如权利要求2所述的一种高氨氮低C/N比废水处理系统的处理工艺，其特征在于，步骤一中，水解酸化池HRT控制在8-10h；步骤二中，缺氧池HRT控制在3.5-4.5h；步骤三中，微氧亚硝化池HRT控制在6.5-7.5h；步骤四中，好氧池HRT控制在3-5h；HRT表示水力停留时间。

4.如权利要求2所述的一种高氨氮低C/N比废水处理系统的处理工艺，其特征在于，步骤二中，缺氧池DO控制在0.5-1.0mg/L；步骤三中，微氧亚硝化池DO控制在0.5-2.0mg/L；步骤四中，好氧池DO控制在≥2.0 mg/L。

5.如权利要求2所述的一种高氨氮低C/N比废水处理系统的处理工艺，其特征在于，步骤三中，微氧亚硝化池（5）和缺氧池（4）之间回流比为200%；步骤四中，好氧池（6）和缺氧池（4）之间回流比为100%。

6.如权利要求2所述的一种高氨氮低C/N比废水处理系统的处理工艺，其特征在于，还包括初沉池（1）和中间沉淀池（3）；所述初沉池（1）和水解酸化池（2）通过管路连接；所述中间沉淀池（3）设置在水解酸化池（2）和缺氧池（4）之间，且中间沉淀池（3）通过管路连接水解酸化池（2）和缺氧池（4）；废水依次流经初沉池（1）、水解酸化池（2）、中间沉淀池（3）后流入缺氧池（4）。

7.如权利要求2所述的一种高氨氮低C/N比废水处理系统的处理工艺，其特征在于，还包括二沉池（7）；所述二沉池（7）与好氧池（6）通过管路连接；废水从好氧池（6）流入二沉池（7）；氨氮去除率为95%-99%，总氮去除率为80%-85%。

说明书

一种高氨氮低C/N比废水处理系统及处理工艺

技术领域

[0001] 本发明属于废水处理技术领域，具体涉及为一种高氨氮低C/N比废水处理系统及处理工艺。

背景技术

[0002] 随着水资源的短缺、水环境质量的恶化日益成为社会经济发展的障碍，提高污水处理效率和处理程度，加强污水处理厂的脱氮除磷效能、消除水体富营养化的根源，降低污水处理的成本成为当务之急。近年来国家环境保护总局发布污水排放标准的提高，各污水处理厂出水水质也相应的得到提高，但仍然普遍出现碳源不足，脱氮效果不佳的现象。如何提高污水处理工艺碳源的高效利用、有效去除污水中氮源污染物已成为亟需解决的难题。

[0003] 目前，常采用的生物脱氮法--传统的硝化反硝化，此处理过程包括硝化和反硝化阶段，SBR、MBR、A/O、CASS、氧化沟等工艺就属于传统的脱氮工艺。传统的硝化反硝化在污水脱氮过程中起到了一定的作用，但仍然存在一些不足，例如①反硝化阶段需要一定的有机物作为碳源及电子供体为反硝化菌提供能量，但废水中的COD经过曝气，大部分有机物被去除，因此反硝化时通常需要额外加入碳源；②硝化阶段是在有氧条件下完成的，能耗大；③硝化阶段产生大量的酸，影响整个工艺的脱氮效果，需加碱中和，增加了废水处理运行费用。据统计资料显示，我国约有近240座污水处理厂采用A/O工艺，其总设计处理能力约达2000万m 3/d。但该传统工艺流程中的脱氮容易受进水有机物冲击负荷的影响，导致脱氮效果不稳定。

[0004] 针对上述不足和弊端出现的新的生物脱氮工艺短程硝化反硝化，与传统的硝化反硝化相比：①减少了亚硝酸盐氧化成硝酸盐、硝酸盐再还原成亚硝酸盐的反应，提高了反应速率，缩短反应时间；②降低了需氧量、反硝化阶段有机物的投加量，降低了能耗、运行费用。

[0005] 综上所述，根据废水的特点，如何优化配置废水处理流程的运行状态，利用有限的碳源，实现污水中氮源污染物的有效去除是污水脱氮技术研究的热点和难点。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种高氨氮低C/N比废水的处理系统。

[0007] 本发明的另有目的在于提供一种高氨氮低C/N比废水处理工艺。

[0008] 本发明实现其目的采用的技术方案如下。

[0009] 一种高氨氮低C/N比废水处理系统，包括水解酸化池、缺氧池、微氧亚硝化池和好氧池；所述水解酸化池与缺氧池连通；所述缺氧池和微氧亚硝化池通过管路连接；所述微氧亚硝化池和好氧池通过管路连接；所述微氧亚硝化池和缺氧池之间设置有亚硝化液回流管道；所述好氧池和缺氧池之间设置有亚硝化液回流管道。

[0010] 一种高氨氮低C/N比废水处理系统，还包括初沉池和中间沉淀池；所述初沉池和水解酸化池通过管路连接；所述中间沉淀池设置在水解酸化池和缺氧池之间，且中间沉淀池通过管路连接水解酸化池和缺氧池，所述中间沉淀池和水解酸化池之间设置有污泥回流管道。

[0011] 一种高氨氮低C/N比废水处理系统，还包括二沉池；所述二沉池与好氧池通过管路连接。

[0012] 一种采用上述的高氨氮低C/N比废水处理系统的处理工艺，采用“水解酸化+A+O1+O2”组合工艺对高氨氮低C/N比废水进行处理，其中，水解酸化代表水解酸化阶段，A代表缺氧阶段，O1代表微氧亚硝化阶段，O2代表好氧阶段；本工艺包括以下步骤：

[0013] 步骤一，水解酸化阶段：废水在水解酸化池中水解酸化处理，废水经过水解微生物作用将废水中的有机氮转化为的无机氨氮，同时将废水中的大分子有机物进行水解变成小分子有机物；

[0014] 步骤二，A阶段：废水从水解酸化池流入缺氧池，进行反硝化脱氮处理；

[0015] 步骤三，O1阶段：废水从缺氧池流入微氧亚硝化池，进行生物强化亚硝化处理，并在微氧亚硝化池和缺氧池之间设置亚硝化液回流；

[0016] 步骤四，O2阶段：废水从微氧亚硝化池流入好氧池进行生化处理，除去剩余的COD、氨氮、硝氮及亚硝氮，确保出水达标排放；并在好氧池和缺氧池设置亚硝化液回流。

[0017] 进一步地，步骤一中，水解酸化池HRT控制在8-10h；步骤二中，缺氧池HRT控制在3.5-4.5h；步骤三中，微氧亚硝化池HRT控制在6.5-7.5h；步骤四中，好氧池HRT控制在3-5h；
HRT表示水力停留时间。

[0018] 进一步地，步骤二中，缺氧池DO控制在0.5-1.0mg/L；步骤三中，微氧亚硝化池DO控制在0.5-2.0mg/L；步骤四中，好氧池DO控制在≥2.0 mg/L。调节各个池子的溶解氧，形成缺氧-微氧-好氧的工艺条件，并通过在缺氧进水前段补充适量有机碳源，可提高短程硝化中反硝化作用效能。

[0019] 进一步地，步骤三中，微氧亚硝化池和缺氧池之间回流比为200%；步骤四中，好氧池和缺氧池之间回流比为100%。回流的大部分亚硝化液及少量硝化液利用缺氧池的碳源进行反硝化反应，去除污水中的总氮。同时降低了进入微氧亚硝化池废水中的化学需氧量，从而抑制了微氧亚硝化池中硝化作用的发生，促进了短程硝化作用的进程。

[0020] 作为优选，在缺氧池、微氧亚硝化池和好氧池中，均投加聚氨酯海绵填料；所述聚氨酯海绵填料填充率为30%～60%；所述聚氨酯海绵填料起固定微生物作用；所述水解酸化池接种水解复合菌、枯草芽孢杆菌CM-A12，缺氧池接种反硝化细菌CM-NRD3，微氧亚硝化池接种氨氧化细菌CM-NRO14；好氧池接种COD降解复合菌、枯草芽孢杆菌CM-A12。

[0021] 作为优选，一种高氨氮低C/N比废水处理工艺，还包括初沉池和中间沉淀池；所述初沉池和水解酸化池通过管路连接；所述中间沉淀池设置在水解酸化池和缺氧池之间，且中间沉淀池通过管路连接水解酸化池和缺氧池；废水依次流经初沉池、水解酸化池、中间沉淀池后流入缺氧池。

[0022] 作为优选， 一种高氨氮低C/N比废水处理工艺，还包括二沉池；所述二沉池与好氧池通过管路连接；废水从好氧池流入二沉池。

[0023] 进一步，氨氮去除率为95%-99%，总氮去除率为80%-85%。

[0024] 本处理系统及处理工艺对皮革废水、合成氨和氮肥工艺废水处理及改造具有很好的提升效果，适用于具有高氨氮低C/N比特征废水的处理。本处理系统及处理工艺具有脱氮效果好，运行费用低，可实现氨氮和总氮同时去除的目的。

附图说明

[0025] 图1是本系统的结构示意图；

[0026] 图2是本工艺的流程图；

[0027] 图中：1-初沉池、2-水解酸化池、3-中间沉淀池、4-缺氧池、5-微氧亚硝化池、6-好氧池、7-二沉池。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图，对本发明作进一步详细说明，图中：实线表示水路，虚线表示泥路。

[0029] 一种高氨氮低C/N比废水处理系统，包括初沉池1、水解酸化池2、中间沉淀池3、缺氧池4、微氧亚硝化池5、好氧池6和二沉池7。

[0030] 所述初沉池1和水解酸化池2通过管路连接；所述水解酸化池2和中间沉淀池3通过管路连接；所述中间沉淀池3和缺氧池4通过管路连接；所述缺氧池4和微氧亚硝化池5通过管路连接；所述微氧亚硝化池5和好氧池6通过管路连接；所述好氧池6和二沉池7通过管路连接。

[0031] 所述中间沉淀池3和水解酸化池2之间设置有污泥回流管道,回流的污泥及时补充流失的水解微生物,提高水解效率。

[0032] 所述微氧亚硝化池5和缺氧池4之间设置有亚硝化液回流管道；所述好氧池6和缺氧池4之间设置有亚硝化液回流管道。

[0033] 回流的大部分亚硝化液及少量硝化液利用缺氧池4的碳源进行反硝化反应，去除污水中的总氮。同时降低了进入微氧亚硝化池5废水中的化学需氧量，从而抑制了微氧亚硝化池5中硝化作用的发生，促进了短程硝化作用的进程。

[0034] 一种高氨氮低C/N比废水处理系统，采用“水解酸化+A+O1+O2”组合工艺对高氨氮低C/N比废水进行处理，其中，水解酸化代表水解酸化阶段，A代表缺氧阶段，O1代表微氧亚硝化阶段，O2代表好氧阶段。

[0035] 本工艺包括以下步骤：

[0036] 步骤一，水解酸化阶段：废水在水解酸化池2中水解酸化处理，废水经过水解微生物作用将废水中不易被生物利用的有机氮转化为利于生物降解的无机氨氮，增强脱氮效率，同时将废水中难降解的大分子有机物进行水解变成小分子有机物，提高废水的B/C、提高废水的可生化性；水解酸化池HRT控制在8-10h；HRT表示水力停留时间。

[0037] 步骤二，A阶段：废水从水解酸化池2流入缺氧池4，缺氧池4里的反硝化菌利用有机碳源进行脱氮处理；缺氧池DO控制在0.5-1.0mg/L；缺氧池HRT控制在3.5-4.5h；

[0038] 作为优选，废水从水解酸化池2经过中间沉淀池3的沉淀后与亚硝化液回流管道中回流的亚硝化液一同进入缺氧池4。缺氧池4为回流的亚硝化液提供碳源进行反硝化作用。

[0039] 步骤三，O1阶段：废水从缺氧池4流入微氧亚硝化池5，进行生物强化短程硝化反硝化处理，并在微氧亚硝化池5和缺氧池4之间设置亚硝化液回流；微氧亚硝化池DO控制在0.5-2.0mg/L；微氧亚硝化池HRT控制在6.5-7.5h；

[0040] 微氧亚硝化池5内脱氮功能菌将废水中的氨氮吸收利用后转化为NO2--N，回流到缺氧池4被反硝化细菌还原成为氮气扩散到空气中，从而去除废水中的TN和氨氮。

[0041] 废水在微氧亚硝化池5中进行亚硝化反应， NH4+-N 氧化成 NO2--N，反应池中的微氧环境抑制了硝化作用的发生，使氨氧化作用主要停留在亚硝酸盐氮阶段，可大幅减少反硝化作用停留时间和能耗。

[0042] 微氧亚硝化池5和缺氧池4之间回流比为200%，回流的大部分亚硝化液及少量硝化液利用缺氧池4的碳源进行反硝化反应，去除污水中的总氮。同时降低了进入微氧亚硝化池5废水中的化学需氧量，从而抑制了微氧亚硝化池5中硝化作用的发生，促进了短程硝化作用的进程。

[0043] 步骤四，O2阶段：废水从微氧亚硝化池5流入好氧池6进行生化处理，好氧池6内大量的好氧微生物、原生动物利用废水中的有机物，除去COD、使出水达标排放；并在好氧池6和缺氧池4设置亚硝化液回流；微好氧池6和缺氧池4之间回流比为100%。好氧池DO控制在≥2.0 mg/L，氨氮去除率为95%-99%，总氮去除率为80%-85%；好氧池HRT控制在3-5h。

[0044] 好氧池6出水经二沉池7沉淀后达标排放。

[0045] 本文中的DO表示溶解氧。调节各个池子的溶解氧，形成缺氧-微氧-好氧的工艺条件，并通过在缺氧进水前段补充适量有机碳源，可提高短程硝化中反硝化作用效能。

[0046] 在缺氧池4、微氧亚硝化池5和好氧池6中，均投加聚氨酯海绵填料。聚氨酯海绵填料具有较大的比表面积，能为微生物附着生长提供了足够和稳定的生存环境，并且具有耐冲击性强、性能稳定、挂膜迅速和系统调试时间短等优点。

[0047] 聚氨酯海绵填料易于反硝化菌、氨氧化菌等微生物形成生物膜，无需向反应池中投加大量活性污泥，减少了水处理中污泥的外排，节约处理成本。作为优选，所述聚氨酯海绵填料填充率为30%～60%。填充率采用体积比。

[0048] 采用固定化微生物技术，用聚氨酯海绵填料作为固定化微生物的载体，所用的微生物为功能菌，例如氨氧化细菌CM-NRO14、反硝化细菌CM-NRD3,水解复合菌、脱色菌CM-T1、COD降解复合菌、枯草芽孢杆菌CM-A12等。在水解酸化池2、缺氧池4、微氧亚硝化池5和好氧池6中投加功能微生物。功能微生物为实验室筛选获得的高效功能微生物菌种。所述水解酸化池2接种水解复合菌、枯草芽孢杆菌CM-A12，缺氧池4接种反硝化细菌CM-NRD3，微氧亚硝化池5接种氨氧化细菌CM-NRO14；好氧池6接种COD降解复合菌、枯草芽孢杆菌CM-A12。

[0049] 本处理工艺对制革废水、合成氨和氮肥工艺废水处理及改造具有很好的提升效果，适用于具有高氨氮低C/N特征废水的处理和回用。

[0050] 实施例1

[0051] 某污水处理厂以工业污水为主，占到80％以上，工业污水以合成革DMF废水和纺织废水为主，含有部分制药废水、电镀废水。现有处理生化工艺为“细格栅+旋流沉砂池+调节、沉淀池+水解酸化池+改良型SBR+机械反应池絮凝池+纤维滤池D型滤池+ClO2消毒池”。主要进水水质指标CODCr平均250mg/L、NH4+-N平均51mg/L、总氮平均71mg/L。现有工艺处理后出水CODCr平均47mg/L、NH4+-N平均13mg/L、总氮平均22mg/L，NH4+-N、总氮无法达到相关出水排放标准。采用“水解酸化池+缺氧池+微氧亚硝化池+好氧池”组合工艺在现场进行中试实验，中试装置处理规模为0.8m3/h，即本中试过程设计污水处理量为20m3/d。缺氧池、微氧亚硝化池和好氧池投加聚氨酯海绵填料为载体，水解酸化池接种水解复合菌、枯草芽孢杆菌CM-A12，缺氧池接种反硝化细菌CM-NRD3，微氧亚硝化池接种氨氧化细菌CM-NRO14，好氧池接种COD降解复合菌、枯草芽孢杆菌CM-A12。进水为该污水处理厂调节池出水，进水CODCr平均250mg/L，出水CODCr平均45mg/L，进水NH4+-N平均25mg/L，出水NH4+-N 3mg/L以下，进水总氮平均45mg/L，出水总氮12mg/L以下，各指标均达到城镇污水排放标准。

[0052] 实施例2

[0053] 某化工有限公司具有年产合成氨12万吨、尿素15万吨、甲醇3万吨的生产能力，企业在生产过程中，每天排放的氨氮废水约1700m3。采用“水解酸化池+缺氧池+微氧亚硝化池3
+好氧池”组合工艺在现场进行中试实验，中试装置处理规模为0.875m /h，即本中试过程设计污水处理量为21m3/d。缺氧池、微氧亚硝化池和好氧池投加聚氨酯海绵填料为载体，水解酸化池接种水解复合菌、枯草芽孢杆菌CM-A12，缺氧池接种反硝化细菌CM-NRD3，微氧亚硝化池接种氨氧化细菌CM-NRO14，好氧池接种COD降解复合菌、枯草芽孢杆菌CM-A12。中试实+
验稳定运行3个月，进水CODCr平均850mg/L，出水CODCr平均89mg/L，进水NH4-N平均600mg/L，出水NH4+-N平均4.5mg/L，改组合工艺出水可稳定达到合成氨工业水污染物排放。

[0054] 通过实施例可以看出，本发明的废水处理工艺对于不同性质的高氨氮低C/N比废水，都具有良好的处理效果，其出水都能达到相应排放标准。

[0055] 本发明按照实施例进行了说明，在不脱离本原理的前提下，本装置还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。