注意的是,運(yùn)樣的進(jìn)料速率僅僅是示例性 的,并且考慮了在不背離本發(fā)明的情況下,可W使用顯著不同的進(jìn)料速率。
[0083]系統(tǒng)50的其他示例性操作屬性可W包括5 : 1的稀釋水與廢水比率、6 : 1的稀 釋因子,維持在大約62-73°華氏溫度的操作溫度,大約6,375mg/升(+/-大約676mg/升) 的混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS),W及大約7, 075mg/升(+/-大約701mg/升)的混合液 懸浮固體(MLSS)。
[0084] 繼續(xù)參照圖5,流入物501可W流入有氧反應(yīng)器510,隨后流入第一澄清器/MBR 520。此時,某些回流活性污泥液流502可W作為流入物返回到有氧反應(yīng)器510。該流入物 隨后可W行進(jìn)到AOP 530中,接著進(jìn)入后-無氧反應(yīng)器540。后-無氧反應(yīng)器540也可W接 收碳源503的輸入,在W下更詳細(xì)討論。自后-無氧反應(yīng)器540,流體然后可W流入第二澄 清器/MBR 550,從其中某些回流活性污泥液流504可W作為流入物返回到后-無氧反應(yīng)器 540。流出物505隨后可W從第二澄清器/MBR 550離開。
[0085] 下面表5說明了利用策略1 W 1 : 6稀釋的系統(tǒng)50的載荷和操作參數(shù)。
[0086] 表5. Pi 1 : 6稀釋的操作參撒
[0087]
[0088] 有氣巧麻器操作條件巧結(jié)果
[0089] 在使用期間,在根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方案的系統(tǒng)和方法中利用的有氧反應(yīng)器利用 大約兩(2)周的穩(wěn)定化和馴化期。在運(yùn)行大約一(1)周后,大多數(shù)的TMH轉(zhuǎn)化為氨(NH4-H)。 如下表6所示的,流出物中的98. 5%的TN為氨形式。因此,TMH在有氧反應(yīng)器中被成功地 降解為氨。
[0090] 表6 :TMAH降解為氨
[0091]
[0092] 為了直接確定TMAH濃度,分析了來自有氧反應(yīng)器的四種流入物和流出物樣品。如 下表7所示的,大約99%的TMAH被生物降解,并且流出物樣品顯示處于小于0. 5mg/升的TMH濃度。 陽〇巧]表7.有氣巧麻器中的流入物巧流出物TMAH濃麼
[0094]
[0095] 用具有下表8提供的濃度Wl:6稀釋的廢水進(jìn)料到在根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方案 的系統(tǒng)和方法中使用的有氧反應(yīng)器。注意的是,運(yùn)樣的濃度是示例性的和非限制性的,并且 本發(fā)明的系統(tǒng)和方法適用于不同的濃度。 陽〇化]表8:有氣巧麻器的流入物巧流m物參撒
[0097]
[0098] 80+/-20mg/LT0C、635+/-60mg/LNH4-N和 675+/-70mg/LTKN的有氧反應(yīng)器流出 物特性可W表明用來處理TMAH的生物系統(tǒng)的魯棒性。TMAH濃度的直接測量也確認(rèn)了超過 99%的TMHA的分解。注意的是,635+/-60mg/L的流出物NHa-N濃度可W產(chǎn)生自TMAH的生 物降解。如在進(jìn)料廢水的流入物分析中所顯示的,TMH分子中存在的氮是有機(jī)氮而不是游 離氨。此外,導(dǎo)致有機(jī)碳的大約96. 5%降解的80+/-20mg/L的流出物TOC可W是有氧反應(yīng) 器中TMAH生物降解的指示。
[0099] 參考圖6和7,示出了有氧反應(yīng)器中的TOC和TKN去除效率。大約10%的TKN在 有氧反應(yīng)器中被去除,主要用于生物質(zhì)合成。此外,圖8表明有氧反應(yīng)器中TMAH的生物降 解可W產(chǎn)生大于600mg/L的NHa-N濃度(85 %的流入物TKN),其可W使用AOP或錠汽提技 術(shù)去除。因此,使用根據(jù)本發(fā)明的處理系統(tǒng),可W從廢水中去除大于95%的總氮。 0] AOP操作條件巧忡能 陽101] 分析樣品W確定到AOP的進(jìn)料的特性,W及AOP處理后的廢水特性。下表9和10 提供了結(jié)果。 引表9:復(fù)合牛物巧AOP化理的流m物特忡 陽103]
4]表10 :A〇p化理的流入物巧流m物的忡質(zhì)陽1化]
[0106] 在W上表9和10中顯示的結(jié)果是臭氧化/&〇2處理的結(jié)果,W便將NH 4-N轉(zhuǎn)化為 N03-N。AOP處理基本上完全將生物處理的廢水中的氨硝化為硝酸鹽。圖9-12示出了氨利 用臭氧的基本上完全氧化,導(dǎo)致超過400mg/升的硝酸鹽的形成。此外,AOP通過將廢水中 的殘留碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳(C〇2)而提供運(yùn)樣的碳的額外減少。 陽107]圖9示出了在廢水中的氨(畑3-腳的AOP氧化為硝酸鹽(N03-腳期間的臭氧需求 量。從圖9中可W看出,隨著臭氧水平增加,氨水平降低,因?yàn)樗D(zhuǎn)化為硝酸鹽。
[0108] 圖10示出了在AOP氧化為硝酸鹽期間氨的減少??蒞看到,隨著示例性測試進(jìn)行, 氨的水平在大約390分鐘內(nèi)從487. Omg/升減少到0. 5mg/升。
[0109] 圖11示出了自氨(畑4-腳的AOP氧化形成硝酸鹽(N03-腳的反應(yīng)時間。在測試的 大約390分鐘處,形成大約425mg/升的硝酸鹽。
[0110] 圖12示出了在氨(NH4-腳的氧化期間作為臭氧需求量的函數(shù)的硝酸鹽(N03-腳形 成。 陽111] 圖13顯示了在廢水中的氨的臭氧化期間的COD的破壞。 。…]后無氣脫硝化巧麻器忡能
[0113] 將包含高于400mg/升硝酸鹽的流入物(接收自AOP反應(yīng)器)W及碳源進(jìn)料到 后無氧脫硝化反應(yīng)器(圖5中的元件503)。后-無氧反應(yīng)器的示例性操作參數(shù)包括大約 5. 04升/天的流量、4升的反應(yīng)器尺寸、0. 79天的水力停留時間、62-73華氏度的操作溫度、 大約5, 483mg/升的混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVS巧和大約6,113mg/升的混合液懸浮固體 (MLSS)O
[0114] 下表11示出了后-無氧反應(yīng)器關(guān)于氮去除的性能。測得后-無氧反應(yīng)器流出物 處于小于0. 4mg/升的N03-N的量,由此表明硝酸鹽的完全生物脫硝化。 。"引表11 :脫硝化的流入物巧流出物特忡陽116]
[0117] 總體系統(tǒng)忡能
[0118] 有氧處理及隨后的AOP和生物脫硝化的組合增加了從廢水的TN的總?cè)コ?。?表12表明所述系統(tǒng)的去除效率。具體地,有氧生物處理導(dǎo)致大約96. 5%的TOC破壞,其由 此產(chǎn)生游離NHa-N用于進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。生物處理的廢水的AOP臭氧化導(dǎo)致氨基本上完全轉(zhuǎn)化 為硝酸鹽。對AOP處理后的流出物提供的后-無氧生物脫硝化導(dǎo)致硝酸鹽基本上完全轉(zhuǎn)化 為氮?dú)狻?陽11W表12.總體系統(tǒng)忡能陽120]
[0121] LOW流的化理
[0122] 如上所述的,用無氧-有氧-AOP-無氧工藝處理LOW流。參照圖15,現(xiàn)在討論根 據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方案的系統(tǒng)1500。系統(tǒng)1500通??蒞包括前無氧反應(yīng)器(pre-anoxic reactor) 1510、有氧反應(yīng)器1520、第一澄清器/MBR1530、A0P1540、后-無氧反應(yīng)器1550和 第二澄清器/MBR1560。向前-無氧反應(yīng)器1510提供流入物(QiJ1501,并且隨后依次提 供給有氧反應(yīng)器1520、第一澄清器/MBR1530、A0P1540、后-無氧反應(yīng)器1550和第二澄清 器/MBR1560中的每一個。
[0123] 第一澄清器/MBR1530可W從第一澄清器/MBR1530將活性污泥的至少一部分回 流作為前-無氧反應(yīng)器1510的輸入。還考慮了第一澄清器/MBR1530可W將活性污泥的 至少一部分回流到有氧反應(yīng)器1520。類似地,第二澄清器/MBR1560可W從第二澄清器/ MBR1560將活性污泥的至少一部分回流作為后-無氧反應(yīng)器1550的輸入。
[0124] 各種生物反應(yīng)器的操作可W與W上關(guān)于TMAH廢棄流討論的大致相同。類似地,與 W上討論的大致相同,后-無氧反應(yīng)器1550可W接收碳源1503。 陽125] 總體處理系統(tǒng)性能結(jié)果示于下表13中。 陽做]表13 :總體化理系統(tǒng)忡能結(jié)果化OW流) 陽 127]
[0128] 有機(jī)富TMAH加載的廢水化OW流)用蒸饋水值I)W1 : 60稀釋W(xué)避免主要由于 存在49,300mg/LTMAH所致的潛在毒性。下表14示出了流入物、無氧反應(yīng)器、有氧反應(yīng)器 和最終流出物特性。 陽12W表14:無氣-有氣巧麻器化OW流)的流入物巧流m物參撒 陽 130]
陽131] W無氧反應(yīng)器中5-7的C/N比和有氧反應(yīng)器中1-2的C/N比,在無氧和有氧反應(yīng) 器中分別觀察到55mg/L和95mg/L的NH4-N。因此,該結(jié)果表明在有氧反應(yīng)器中自有機(jī)基質(zhì) 的有效NHa-N釋放。
[0132] 在通過有氧反應(yīng)器1520處理后,可W使用澄清器/MBR1530。注意的是,如W上討 論的,澄清器/MBR1530可W采取各種形式(重力澄清器、膜生物反應(yīng)器或超濾膜)中的一 種。
[0133] 圖16、17和18顯示,根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案,無氧-有氧-有氧/AOP-無氧 單元一致地去除大于90 %的COD、大于90 %的TOC和大于90 %的TMAH。無氧-有氧系統(tǒng) 中的大約25%TN去除主要?dú)w屬于在LOW的降解期間的生物質(zhì)合成。通過采用硝化-脫硝 化技術(shù)去除流出物NHa-N(其看起來占超過流出物TKN的75% )??疾炝松镅趸ㄓ醒酰?和化學(xué)氧化(臭氧化,A0P)二者W氧化在無氧-有氧流出物中存在的氨。
[0134] 所述無氧-有氧系統(tǒng)連同擴(kuò)展的有氧反應(yīng)器導(dǎo)致N03-N處于小于0.4且N02-N處 于小于0. 5的流出物,運(yùn)確認(rèn)了即使在小于1.0的C/N比下,有氧反應(yīng)器中的生物硝化的抑 制。
[0135] 假設(shè)半導(dǎo)體廢水的生物硝化無效,則采用化學(xué)氧化(AO巧來氧化從TMAH釋放的 NH4N。AOP系統(tǒng)利用外部碳源(如,例如,Micr〇-C4200),將其注入到后-無氧反應(yīng)器中用 于脫硝化。添加AOP和后無氧系統(tǒng),接著無氧-有氧工藝將氮去除效率從25%提高到大于 80%。
[0136]下表15列出了LOW流的AOP處理的流入物和流出物特性 陽。7] 表15 :A0P化理化OW流)的流入物巧流出物特忡 陽13引
123456 注意的是,如上討論的,AOP1540提供氨的氧化,從而將氨(畑4腳降解為硝酸鹽 (NOsN)。盡管討論了高級氧化工藝,但本發(fā)明充分考慮了可W利用備選工藝。例如,可W利 用氨汽提,其在本領(lǐng)域是相對公知的。氨汽提可W包括加入稀硫酸W將氨作為硫酸錠(一 種公知的肥料)回收。其他備選方案包括拆點(diǎn)氯化、催化氧化方法和/或在斜發(fā)沸石上的 選擇性離子交換。不論所選的具體系統(tǒng),所述系統(tǒng)的主要貢獻(xiàn)是將氨降解為硝酸鹽。 2 如上所述的,在通過AOP系統(tǒng)1540處理之后,將流體進(jìn)料至后-無氧反應(yīng)器1550 用于脫硝化,W將硝酸鹽降解為氮?dú)?。更具體地: 3 NO^^+碳源+微牛物一(氣體)+H^O+堿麼+牛物質(zhì) 4 陽142] 由于廢水可能缺乏支持生物生長的常量營養(yǎng)素,所W可W向后-無氧反應(yīng)器1550