專利名稱：含高濃度有機(jī)物和高濃度氨氮污水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理方法，尤其涉及一種含高濃度有機(jī)物和高濃度氨氮污水的處理方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有方法處理這類污水采用“厭氧+缺氧/好氧組合處理工藝”(A+A/O處理工藝)，其特征是先將廢水經(jīng)過厭氧生物處理單元處理，目的是將廢水中約80％左右的有機(jī)物通過產(chǎn)生沼氣予以去除，使污水中有機(jī)物濃度得到降低；而未被去除的剩余有機(jī)物和氨氮再通過后續(xù)的缺氧/好氧處理單元進(jìn)行去除。
實(shí)踐證明，現(xiàn)行的A+A/O處理工藝存在以下缺點(diǎn)(1)由于厭氧處理單元處理中含有較高濃度的有機(jī)物和氨態(tài)氮，所以后繼的A/O處理單元的脫氮效果較差、反應(yīng)時(shí)間長、動(dòng)力消耗高。
(2)由于厭氧處理單元出水濃度波動(dòng)較大，所以整個(gè)系統(tǒng)的處理效果不穩(wěn)定?；蛘邽榱颂岣哒麄€(gè)系統(tǒng)的處理穩(wěn)定性，則必須增大厭氧處理裝置的容積，從而導(dǎo)致整個(gè)處理設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用升高。
為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明提供的污水處理方法，采用兩步厭氧生物反應(yīng)和一步好氧反應(yīng)相串聯(lián)的三級(jí)處理方式，厭氧生物反應(yīng)系統(tǒng)采用兩個(gè)等容積的厭氧處理單元串聯(lián)構(gòu)成，第一級(jí)厭氧處理單元將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣，第二級(jí)厭氧處理單元同時(shí)將污水中的有機(jī)物和氨態(tài)氮及硝酸態(tài)氮分別轉(zhuǎn)化為沼氣和氮?dú)?，好氧處理單元同時(shí)將污水中的有機(jī)物和氨態(tài)氮分別轉(zhuǎn)化為CO2、H2O和硝酸態(tài)氮。污水經(jīng)三級(jí)處理后進(jìn)入好氧處理單元之后設(shè)置的沉淀澄清單元，以使其出水得到澄清，取一部分澄清后的出水作為回流水返回到第二級(jí)厭氧處理單元，剩余的作為處理水被排放。
污水在兩級(jí)厭氧處理單元中的水溫分別設(shè)定為53-57℃或33-37℃；流入第一級(jí)和第二級(jí)厭氧處理單元的水中的有機(jī)物濃度分別設(shè)定為2000-30000mg/LCODcr和300-6000mg/LCODcr，水力停留時(shí)間分別設(shè)定為20-40小時(shí)和10-20小時(shí)；好氧處理單元水中所需要的溶解氧通過蘿茨風(fēng)機(jī)供給，溶解氧的濃度設(shè)定為4-6mg/L，流入好氧處理單元水中的有機(jī)物濃度和氨氮濃度分別設(shè)定為100-500mg/LCODcr和30-100mg/L，水力停留時(shí)間設(shè)定為5-20小時(shí)，回流水的流量與所處理的污水的流量比例為1-2∶1。
污水通過水泵依次從底部流入采用了升流式厭氧污泥床(UASB)或厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)工藝設(shè)計(jì)的第一級(jí)厭氧處理單元和第二級(jí)厭氧處理單元，污水在厭氧污泥床中由下而上呈活塞流方式流動(dòng)，在流動(dòng)的過程中，污水中的污染物被顆粒污泥中的厭氧細(xì)菌降解，并產(chǎn)生出沼氣和氮?dú)?，未被去除的剩余污染物隨著第二級(jí)厭氧處理單元的出水流入好氧處理單元，通過好氧細(xì)菌的作用繼續(xù)被去除，在好氧處理單元之后設(shè)有一個(gè)沉淀澄清單元，以使其出水得到澄清，好氧處理單元水中所需要的溶解氧通過蘿茨風(fēng)機(jī)供給，好氧處理單元的出水有一部分作為回流水返回到第二級(jí)厭氧處理單元，剩余的作為處理水被排放。
本發(fā)明的厭氧處理單元所采用的裝置及方法見張振家的發(fā)明專利ZL97103589.5(2000年5月16日授權(quán)，證書號(hào)58997)；好氧處理單元所采用的裝置及方法見《污水好氧生物膜處理裝置》(中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?21577803)。
本發(fā)明的厭氧處理系統(tǒng)采用兩個(gè)等容積的厭氧處理裝置串聯(lián)構(gòu)成，總?cè)莘e只有現(xiàn)行單級(jí)厭氧處理系統(tǒng)容積的50％-60％，而有機(jī)物的去除率可提高10-20個(gè)百分點(diǎn)，沼氣產(chǎn)生量提高10-20個(gè)百分點(diǎn)，并克服了現(xiàn)行的單級(jí)厭氧處理系統(tǒng)在進(jìn)水濃度和水量發(fā)生波動(dòng)時(shí)，有機(jī)物的去除率波動(dòng)大，后繼好氧處理效果不穩(wěn)定，處理水達(dá)標(biāo)穩(wěn)定性差的問題。
本發(fā)明由第二級(jí)厭氧處理單元與好氧處理單元構(gòu)成了一個(gè)去除污水中氮的系統(tǒng)，可以在二級(jí)厭氧處理裝置的下部和上部分別形成兩個(gè)功能區(qū)脫氮功能區(qū)和產(chǎn)沼氣功能區(qū)。其原理是利用一級(jí)厭氧出水中所含有的有機(jī)物和氨態(tài)氮與好氧處理單元回流水中的硝酸態(tài)氮，在裝置下部脫氮功能區(qū)中進(jìn)行反硝化脫氮和氨氧化脫氮反應(yīng)，使污水中的氨態(tài)氮和硝酸態(tài)氮的濃度同時(shí)得到降低，從而有效地降低好氧處理單元進(jìn)水中的氨態(tài)氮濃度，使好氧處理單元的反應(yīng)時(shí)間和能量消耗降低；同時(shí)，在上述脫氮工程中沒有消耗完的有機(jī)物可以在水流上升過程中在裝置的上部產(chǎn)沼氣功能區(qū)中通過甲烷菌的代謝作用被轉(zhuǎn)化為沼氣，使有機(jī)物得到進(jìn)一步去除。
與現(xiàn)行的A/O法脫氮工藝不同，本發(fā)明的好氧處理單元主要為進(jìn)行硝化反應(yīng)，使氨態(tài)氮的濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)入好氧處理單元的水中所含有污染物主要為脫氮過程中所未被去除的氨態(tài)氮，有機(jī)物基本在厭氧處理系統(tǒng)被去除，因此，在好氧處理單元中有機(jī)物對(duì)于氨態(tài)氮硝化反應(yīng)的影響幾乎沒有，從而提高了硝化反應(yīng)的效率。
好氧處理單元中好氧微生物以形成生物膜的方式附著在預(yù)先安放在處理裝置中的載體填料表面，好氧微生物不隨水流流出，增值緩慢的硝化菌可以在處理裝置中大量保持，為提高硝化效率提供了基礎(chǔ)。
與現(xiàn)行的A/O法脫氮工藝不同，本發(fā)明的第二級(jí)厭氧處理單元與好氧處理單元所構(gòu)成的脫氮工藝中無沉淀澄清單元的污泥回流和好氧處理單元含有好氧微生物固體混和液的回流，而只是將經(jīng)過沉淀澄清的出水進(jìn)行部分清水回流，回流水中無好氧微生物。
通過本發(fā)明方法的實(shí)施，可以使污水中90％以上的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣，沼氣中甲烷的含量可以達(dá)到65％-70％，處理水中有機(jī)物濃度可以下降到100mg/LCODcr以下，氨態(tài)氮的濃度可以下降到15mg/L以下，使處理后的水質(zhì)達(dá)到《中華人民共和國污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)所規(guī)定的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
圖中，1、污水，2、厭氧處理單元A，3、沼氣，4、厭氧處理單元B，5、沼氣和氮?dú)猓?、好氧處理單元，7、澄清水回流，8、沉淀澄清單元，9、處理水，10、污泥排出本發(fā)明實(shí)施例采用的方法流程如

圖1所示，主要包括將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣的第一級(jí)厭氧處理，同時(shí)將污水中的有機(jī)物和氨態(tài)氮及硝酸態(tài)氮分別轉(zhuǎn)化為沼氣和氮?dú)獾牡诙?jí)厭氧處理，以及同時(shí)將污水中的有機(jī)物和氨態(tài)氮分別轉(zhuǎn)化為CO2、H2O和硝酸態(tài)氮的好氧處理。處理裝置分別由厭氧處理單元A[2]、厭氧處理單元B[4]、好氧處理單元[6]、沉淀澄清單元[8]構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種含高濃度有機(jī)物和高濃度氨氮污水的處理方法，其特征在于采用兩步厭氧生物反應(yīng)和一步好氧反應(yīng)相串聯(lián)的三級(jí)處理方式，厭氧生物反應(yīng)系統(tǒng)采用兩個(gè)等容積的厭氧處理單元串聯(lián)構(gòu)成，第一級(jí)厭氧處理單元將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣，第二級(jí)則將污水中的有機(jī)物和氨態(tài)氮及硝酸態(tài)氮分別轉(zhuǎn)化為沼氣和氮?dú)猓醚跆幚韱卧獙⑽鬯械挠袡C(jī)物和氨態(tài)氮分別轉(zhuǎn)化為CO2、H2O和硝酸態(tài)氮，污水經(jīng)三級(jí)處理后進(jìn)入沉淀澄清單元，取一部分澄清后的出水作為回流水返回到第二級(jí)厭氧處理單元，剩余的作為處理水被排放，污水在兩級(jí)厭氧處理單元中的水溫分別設(shè)定為53-57℃或33-37℃，水力停留時(shí)間分別設(shè)定為20-40小時(shí)和10-20小時(shí)，好氧處理單元水中所需要的溶解氧的濃度設(shè)定為4-6mg/L，好氧處理單元的水力停留時(shí)間設(shè)定為5-20小時(shí)，回流水的流量與所處理的污水的流量比例為1-2∶1。
全文摘要
一種含高濃度有機(jī)物和高濃度氨氮污水的處理方法，采用兩步厭氧生物反應(yīng)和一步好氧反應(yīng)相串聯(lián)的三級(jí)處理方式，兩個(gè)等容積的厭氧處理單元串聯(lián)構(gòu)成厭氧生物反應(yīng)系統(tǒng)，第一級(jí)厭氧處理單元將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣，第二級(jí)則將污水中的有機(jī)物和氨態(tài)氮及硝酸態(tài)氮分別轉(zhuǎn)化為沼氣和氮?dú)猓醚跆幚韱卧獙⑽鬯械挠袡C(jī)物和氨態(tài)氮分別轉(zhuǎn)化為CO
文檔編號(hào)C02F3/30GK1472145SQ0312905
公開日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月5日
發(fā)明者張振家 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)