一種高含氮有機廢水深度脫氮裝置及深度脫氮方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種對高含氮有機廢水進行深度脫氮的裝置及脫氮方法。
技術(shù)背景
[0002]隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，廢水的產(chǎn)生量也急劇增加，尤其以垃圾滲濾液和養(yǎng)殖廢水等為代表的高含氮有機廢水，不僅產(chǎn)量大，污染物含量也高。例如，垃圾滲濾液目前的產(chǎn)量已達到I億噸以上，而I噸滲濾液所含有的污染物相當(dāng)于100噸生活污水。這些高含氮有機廢水如果不能得到有效的治理而直接排至自然水體，會對周圍的環(huán)境造成不可挽回的危害。
[0003]目前我國對高含氮有機廢水的處理方法主要有物化方法和生化方法。物化處理技術(shù)主要有絮凝沉淀、Fenton氧化和膜過濾等，這些技術(shù)大都存在處理效果不理想、處理費用高、處理過程產(chǎn)生二次污染等問題。生化方法主要有ASBR、UASB、AB法、SBR、MBR等，這些方法主要針對廢水中的有機物和氨氮，對總氮的去除率并不理想。有些工藝如SBR可以通過外加碳源后置反硝化的方式實現(xiàn)總氮的有效去除，但不僅操作復(fù)雜，處理成本也大大增加。
[0004]傳統(tǒng)生物脫氮工藝均通過異養(yǎng)的反硝化菌進行脫氮，分為前置脫氮和后置脫氮。前置脫氮需要進行回流，能源消耗大，且脫氮效率不高；后置脫氮雖然脫氮效率可以保證，但需要外加碳源，操作復(fù)雜且成本較高。
[0005]由此可見，經(jīng)濟高效的高含氮有機廢水處理技術(shù)尤其是深度脫氮技術(shù)有著巨大的市場需求，這對我國走可持續(xù)發(fā)展的道路也有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高含氮有機廢水深度脫氮裝置，該裝置可以對高含氮有機廢水進行深度脫氮，反應(yīng)器少，設(shè)備簡單，操作簡單且成本低。
[0007]本發(fā)明還提供一種高含氮有機廢水深度脫氮方法。該方法通過氨氧化菌和厭氧氨氧化菌的聯(lián)合作用，使廢水的最終深度脫氮，提高了總氮去除效果。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種高含氮有機廢水深度脫氮裝置，其特征在于，包括順次連接的原水調(diào)節(jié)池、厭氧SBR反應(yīng)器、除碳SBR反應(yīng)器與脫氮SBR反應(yīng)器，除碳SBR反應(yīng)器位于厭氧SBR反應(yīng)器與脫氮SBR反應(yīng)器之間，厭氧SBR反應(yīng)器上部連接有儲氣罐，厭氧SBR反應(yīng)器出水口連接有第一中間水池，第一中間水池與除碳SBR反應(yīng)器的進水口連通，除碳SBR反應(yīng)器的出水口連接有第二中間水池，第二中間水池與脫氮SBR反應(yīng)器的進水口連通，所述的厭氧SBR反應(yīng)器、除碳SBR反應(yīng)器、脫氮SBR反應(yīng)器內(nèi)均連接有pH檢測儀，所述的除碳SBR反應(yīng)器、脫氮SBR反應(yīng)器的底部均設(shè)置有曝氣裝置。
[0010]本發(fā)明優(yōu)選的，所述的厭氧SBR反應(yīng)器為密封式反應(yīng)器，進水口設(shè)置在厭氧SBR反應(yīng)器的底部，原水調(diào)節(jié)池通過進水管與厭氧SBR反應(yīng)器的進水口連接，在進水管上設(shè)置有厭氧SBR進水泵，在厭氧SBR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置攪拌器和溫度傳感器，溫度傳感器連接溫控裝置，上部設(shè)置有出氣管，出氣管連接有氣體過濾器，氣體過濾器與儲氣罐連通。
[0011]本發(fā)明優(yōu)選的，在除碳SBR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置攪拌器，第一中間水池通過厭氧SBR反應(yīng)器排水管將厭氧SBR反應(yīng)器與除碳SBR反應(yīng)器連通，在第一中間水池與除碳SBR反應(yīng)器之間設(shè)置有除碳SBR進水泵，第一中間水池與厭氧SBR反應(yīng)器之間設(shè)置有厭氧SBR排水閥門。
[0012]本發(fā)明優(yōu)選的，在脫氮SBR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置攪拌器和DO測量儀，第二中間水池通過除碳SBR反應(yīng)器排水管將除碳SBR反應(yīng)器與脫氮SBR反應(yīng)器連通，在第二中間水池與脫氮SBR反應(yīng)器之間設(shè)置有脫氮SBR進水泵，第二中間水池與除碳SBR反應(yīng)器之間設(shè)置有除碳SBR排水閥門，脫氮SBR反應(yīng)器還連接有排水管，在排水管上設(shè)置有脫氮SBR排水閥門。
[0013]本發(fā)明優(yōu)選的，所述的曝氣裝置包括曝氣頭和空氣壓縮機，空氣壓縮機為曝氣頭供氣，曝氣頭位于除碳SBR反應(yīng)器、脫氮SBR反應(yīng)器的底部。
[0014]本發(fā)明優(yōu)選的，攪拌器包括驅(qū)動裝置和攪拌漿，驅(qū)動器與所述攪拌漿的頂端相連接，攪拌漿設(shè)置在厭氧SBR反應(yīng)器、除碳SBR反應(yīng)器與脫氮SBR反應(yīng)器的內(nèi)部。
[0015]高含氮有機廢水在厭氧SBR反應(yīng)器中主要是去除原水中高濃度的有機物。它具有耐沖擊負荷，反應(yīng)推動力大，污泥截留特性好，反應(yīng)器構(gòu)造簡單，負荷高，污泥產(chǎn)量小，能耗低，可以回收能源等優(yōu)點，不僅可以避免直接采用好氧生物處理法造成的能耗大，剩余污泥量大等缺點，還可以通過水解作用，將有機氮轉(zhuǎn)化為無機氮，為后續(xù)工藝的脫氮創(chuàng)造良好的條件，提高了系統(tǒng)的脫氮效率。
[0016]除碳SBR反應(yīng)器的主要功能是去除系統(tǒng)中的剩余的可生化有機物。為了防止反應(yīng)器內(nèi)部在曝氣的過程中發(fā)生硝化反應(yīng)，通過以pH值為參數(shù)對反應(yīng)器進行實時控制。由于硝化過程是消耗堿度的過程，因此，在硝化的過程中，PH會出現(xiàn)下降。以此為依據(jù)，除碳SBR通過pH的拐點，即由上升到下降的變化點來判斷系統(tǒng)是否進入硝化階段。通過引入實時控制，不僅可以保證污水中可生化有機物的去除率，也最大限度的節(jié)約了曝氣量。經(jīng)過除碳SBR處理的廢水，其可生化有機物的含量將低于30mg/L，為后續(xù)的自養(yǎng)脫氮創(chuàng)造了良好的條件。
[0017]脫氮SBR反應(yīng)器是實現(xiàn)對廢水深度脫氮的主體，其主要功能是通過氨氧化菌和厭氧氨氧化菌的聯(lián)合作用，將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化成氮氣進而實現(xiàn)總氮的深度去除。其中，氨氧化菌的主要作用是通過硝化過程，將廢水中的氨氮氧化成亞硝酸，而厭氧氨氧化菌的主要作用是通過自養(yǎng)脫氮過程，將廢水中的氨氮和亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣進而實現(xiàn)總氮的脫除。由于厭氧氨氧化菌是厭氧菌，因此，在曝氣的過程中，為了保持厭氧氨氧化菌的活性，需將系統(tǒng)的溶解氧控制在0.1-0.2mg/L的水平上。同時，為了避免過高的氨氮和亞硝態(tài)氮對活性污泥的抑制作用，將SBR的進水時間延長，控制在6小時左右。進水結(jié)束后，反應(yīng)器需繼續(xù)曝氣，進行氨氧化和厭氧氨氧化的作用。此時，應(yīng)固定曝氣量。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)溶解氧大于0.5mg/L時，表明系統(tǒng)脫氮過程結(jié)束。
[0018]本發(fā)明還提供一種高含氮有機廢水深度脫氮方法，包括以下步驟:
[0019]I)向高含氮有機廢水中投加厭氧活性污泥，使厭氧活性污泥濃度達到9000?11000mg/L，廢水處理的溫度為30-35°C，當(dāng)廢水pH出現(xiàn)下降時，泥水分離，得初步處理廢水；
[0020]2)向步驟I)得到的初步處理廢水中投加活性污泥，使活性污泥濃度達到3500?4100mg/L，通過曝氣啟動除碳處理，除碳處理廢水的溫度為18-25°C，溶解氧為2_3mg/L，當(dāng)廢水PH由增長變?yōu)闇p少時，停止曝氣，除碳處理結(jié)束，泥水分離，得到除碳后廢水；
[0021]3)向除碳后的廢水中投加混合污泥，使混合污泥濃度達到3500?4100mg/L，所述的混合污泥為氨氧化污泥和厭氧氨氧化污泥的混合，氨氧化污泥與厭氧氨氧化污泥質(zhì)量比為1，通過曝氣啟動脫氮處理，除碳處理廢水的溫度為20-26°C，溶解氧為0.1-0.2mg/L，當(dāng)廢水溶解氧增至0.5mg/L以上時，停止曝氣，脫氮處理結(jié)束，泥水分離，得深度脫氮后處理水。
[0022]本發(fā)明優(yōu)選的，步驟I)中厭氧活性污泥濃度為9000?11000mg/L，廢水處理的溫度為 30-35 °C。
[0023]本發(fā)明優(yōu)選的，步驟2)中活性污泥濃度為3500?4100mg/L，溶解氧優(yōu)選為
2.5-2.8mg/Lo
[0024]本發(fā)明優(yōu)選的，步驟3)中混合污泥濃度達到3500?4100mg/L，除碳處理廢水的溫度為 20-26°C，溶解氧為 0.15-0.18mg/L。
[0025]利用上述脫氮裝置進行深度脫氮的方法，步驟如下:
[0026](I)將高含氮有機廢水通過厭氧SBR進水泵輸入?yún)捬鮏BR反應(yīng)器中，向厭氧SBR反應(yīng)器投加厭氧活性污泥，使厭氧活性污泥濃度達到9000?11000mg/L，厭氧SBR反應(yīng)器的排水比為30%，通過溫控裝置維持厭氧SBR反應(yīng)器溫度為30-35 °C，開啟攪拌器進行機械攪拌，厭氧SBR通過水解酸化、產(chǎn)乙酸產(chǎn)甲烷等過程對廢水中的有機物進行降解并產(chǎn)生氣體，所產(chǎn)生的氣體經(jīng)過濾后進入儲氣罐，厭氧SBR在產(chǎn)甲烷的過程中pH會出現(xiàn)增加，當(dāng)pH出現(xiàn)下降時，關(guān)閉攪拌器，泥水分離后排入第一中間水池，得初步處理廢水；