一种处理高氨氮废水的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种处理高氨氮废水的装置及方法。该方法包括如下步骤：接种活性污泥至缺氧池和好氧池内，缺氧池充满活性污泥，开启搅拌器，重复下述步骤：1)开启进水泵，采用序批式进水，按照设计处理量，待处理的高氨氮废水被输入缺氧池，经溢流堰流至好氧池；2)缺氧池内，碳源作用下，废水中硝态氮被还原；开启曝气系统，好氧池内，废水中的氨态氮和有机物被氧化，关闭曝气系统；3)膜分离池内，设计处理量经硝化的废水经膜组件中膜的过滤后被排出；缺氧池和膜分离池内，小于3倍设计处理量的废水回流至缺氧池；缺氧池内，等量的经反硝化的废水通过溢流堰流至好氧池。本发明专利技术将A/O工艺与膜分离技术结合，可实现高效的泥水分离，获得稳定的出水水质。

【技术实现步骤摘要】
一种处理高氨氮废水的装置及方法
本专利技术涉及一种处理高氨氮废水的装置及方法，尤其涉及一种利用A/O工艺和膜处理技术处理高氨氮废水的装置和方法。
技术介绍
随着我国水污染日益严重，污水排放标准将不断收紧，传统污水生物处理工艺的处理效率亟待提高。1989年，YamamotoK等发表首篇浸没式MBR的研究以后，浸没式MBR与外置式MBR相比，因省略了循环泵而降低了能耗、占地紧凑等优点，逐步在研究和工程应用中受到重视(YamamotoK,HiasaH,TalatM,etal.1989.Directsolidliquidseparationusingholllowfibemembranesinactivatedsludgeaerationtanks)。1998年，HellingaC等利用氨氧化菌世代时间短于硝化菌，选择合适的污泥停留时间(SRT)淘汰硝化菌而保留氨氧化菌，从而在单个反应器中首先实现了的亚硝化-反亚硝化过程，即氨氮被氧化成亚硝氮后直接被还原成氮气(HellingaC，SchellenAAJC，MulderJW，vanLoosdrechtMCM，Heijen，JJ，1998.TheSHARONProcess：aninnovativemethodfornitrogenremovalfromammonium-richwastewater.WaterSci.Technol.37，135-142)。这在实际运行中，特别是对高氨氮、低碳氮比废水的处理过程中，将大幅减少好氧段内氨氮氧化成硝氮所需的供氧量以及兼氧段内硝氮还原成氮气所需外部碳源，从而节约运行成本，提高脱氮效率。研究表明，该工艺相对传统的全程硝化-反硝化最多可节省25％的曝气量，40％的外部碳源，并减少40％的生物增量。这引起世界各国学者的持续关注，后续的研究工作旨在拓宽亚硝化—反亚硝化的应用范围或降低其对运行条件的要求，寻求在传统生物处理设施中快速实现短程脱氮的控制策略，以及传统生物处理工艺与MBR的优化结合。彭永臻等通过对短程脱氮积累的长期研究，专利技术了快速实现SBR短程深度脱氮的方法，并搭建了缺氧/好氧SBR+厌氧氨氧化+好氧SBR工艺处理低C/N生活污水深度脱氮的装置；黄霞等专利技术了两级A/OMBR脱氮除磷装置，处理生活污水达到回用标准。此外，自动控制系统也逐步应用于污水处理工艺以方便管理，节省人力。G.Andreottola等在采用在线控制小试SBR装置处理工业废水，氨氮去除率稳定达到99％；秦德韬等以ORP、pH等作为参数建立实施控制SBR系统，优化曝气时间实现SBR处理畜禽养殖废水短程脱氮。然而对于处理高氨氮、低C/N废水，上述研究中各种组合工艺虽然可取得良好的脱氮效果，但仍存在COD去除不达标、工艺流程复杂或者较高的污泥浓度(10000mg/L以上)造成了出水沉淀时间较长，出水水质不稳定等诸多问题。因此，开发出一种利用A/O工艺和膜分离技术处理高氨氮废水的装置及方法迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种处理高氨氮废水的装置及方法，该方法将传统A/O工艺与平板膜分离技术进行优化组合，并且建立实时控制系统，用于处理高氨氮、高COD、低碳氮比废水。膜分离技术的引入使得传统A/O工艺能够在较高污泥浓度的条件下，实现高效的泥水分离，获得稳定的出水水质，同时，该专利技术采用pH、DO(溶解氧)及ORP(氧化还原电位)电极对反应器进行连续监测建立自控系统，并通过序批式进水，连续出水的控制策略，实现了A/OMBR反应器与实时控制系统的优化结合，简化系统运行控制策略，提高反应器处理效率。本专利技术提供的一种处理高氨氮废水的装置，它包括进水系统、反应系统、曝气系统、碳源投加系统和出水系统；所述反应系统包括一反应器，所述反应器为一容器，被分隔成三部分，依次为缺氧池、好氧池和膜分离池，所述缺氧池的上方设有搅拌器，所述缺氧池与所述好氧池之间设有溢流堰，所述好氧池的底部与所述膜分离池的底部连通，所述膜分离池内设有膜组件和液位计，所述好氧池和所述膜分离池的底部设有回流管，通过回流泵将废水回流至所述缺氧池内；所述进水系统包括一原水箱，所述原水箱内的废水通过进水泵被输送至所述缺氧池内；所述曝气系统包括空压机、气体流量计和曝气器，所述曝气器置于所述好氧池中；所述碳源投加系统包括一碳源储箱，所述碳源储箱中的碳源通过碳源投加泵被输送至所述缺氧池内；所述出水系统包括一产水箱，所述膜组件的出水口通过出水泵与所述产水箱连接。本专利技术装置在运行过程中，首先，将活性污泥接种至所述缺氧池和所述好氧池中；待处理的高氨氮废水储存于所述原水箱中，在所述进水泵的作用下，所述高氨氮废水被输送至所述缺氧池内，通过溢流堰流至所述好氧池内；在所述缺氧池内，在碳源的作用下，废水中的硝态氮被还原为亚硝态氮，亚硝态氮被还原为氮气(反硝化过程)；同时，开启所述曝气系统，在所述好氧池内，所述高氨氮废水中的氨态氮和有机物被氧化，所述氨态氮被氧化为亚硝态氮，亚硝态氮被氧化为硝态氮，关闭所述曝气系统(硝化过程)；上述兼氧和好氧过程结束之后，由于好氧池和所述膜分离池底部是连通的，一部分废水经过膜分离系统后，被进一步净化，通过所述出水泵被排至所述产水箱内，所述膜分离池中的膜组件不仅可以截留所述反应器中的微生物，使反应器中的活性污泥浓度大大增加，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底；另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水的清澈透明，另一部分废水通过所述回流管在所述回流泵的作用下回流至所述缺氧池内，由于所述缺氧池处于充满状态，等量的经反硝化的废水流至所述好氧池内进行硝化，继续分成两部分进行循环处理。上述装置中，所述装置还包括一实时控制系统，所述实施控制系统包括探头、集成电路箱和数字触控板；所述探头包括pH探头、ORP探头和溶解氧DO探头，均与所述集成电路箱连接，所述集成电路箱与所述数字触控板连接；所述ORP探头探头置于所述缺氧池内，所述pH探头和溶解氧探头置于所述好氧池内；通过所述集成电路箱和所述数字触控板，记录和计算所述pH探头、所述ORP探头和所述溶解氧DO探头的实时监测数据，从而根据设定的程序控制进出水泵、碳源投加泵、曝气系统及搅拌器的启停，实时控制各反应单元的交替进行。上述装置中，在所述缺氧池的底端设有一回流液进水口，所述混合液通过所述回流液进水口回流至所述缺氧池内，通过此设置可以使所述缺氧池内经反硝化的废水溢流至所述好氧池内，与待处理的废水混合，进一步发生硝化，以除去废水中的氨态氮和有机物；所述膜组件置于所述膜分离池的侧壁处，以避免阻碍所述反应器上方的搅拌器的运行，避免所述反应器及所述搅拌器的损坏；所述膜组件为板框式膜组件，所述板框式膜组件包括1～2个膜单元，每个所述膜单元由两片膜组成；所述膜的材质为聚偏氟乙烯，孔径≤0.1μm；每个所述膜元件的有效面积为0.5m2；所述膜组件的内部还设有曝气器，依次与另一空压机和另一气体流量计连接，为所述膜曝气，降低所述膜的污染，延长所述膜的使用寿命。上述装置中，所述曝气系统中，所述曝气器具体可置于所述好氧池的底部，以充分曝气。本专利技术进一步提供了一种利用上述装置处理高氨氮废水的方法，包括如下步骤：接种活性污泥至所述缺氧池和所述好氧池内，整个所述缺氧池充满所述活性污泥，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理高氨氮废水的装置，其特征在于：它包括进水系统、反应系统、曝气系统、碳源投加系统和出水系统；所述反应系统包括一反应器，所述反应器为一容器，被分隔成三部分，依次为缺氧池、好氧池和膜分离池，所述缺氧池的上方设有搅拌器，所述缺氧池与所述好氧池之间设有溢流堰，所述好氧池的底部与所述膜分离池的底部连通，所述膜分离池内设有膜组件和液位计，所述好氧池和所述膜分离池的底部设有回流管，通过回流泵将废水回流至所述缺氧池内；所述进水系统包括一原水箱，所述原水箱中的废水通过进水泵被输送至所述缺氧池内；所述曝气系统包括空压机、气体流量计和曝气器，所述曝气器置于所述好氧池中；所述碳源投加系统包括一碳源储箱，所述碳源储箱中的碳源通过碳源投加泵被输送至所述缺氧池内；所述出水系统包括一产水箱，所述膜组件的出水口通过出水泵与所述产水箱连接。

【技术特征摘要】
1.一种利用高氨氮废水的装置处理高氨氮废水的方法，其特征在于：所述装置包括进水系统、反应系统、曝气系统、碳源投加系统和出水系统；所述反应系统包括一反应器，所述反应器为一容器，被分隔成三部分，依次为缺氧池、好氧池和膜分离池，所述缺氧池的上方设有搅拌器，所述缺氧池与所述好氧池之间设有溢流堰，所述好氧池的底部与所述膜分离池的底部连通，所述膜分离池内设有膜组件和液位计，所述好氧池和所述膜分离池的底部设有回流管，通过回流泵将废水回流至所述缺氧池内；所述进水系统包括一原水箱，所述原水箱中的废水通过进水泵被输送至所述缺氧池内；所述曝气系统包括空压机、气体流量计和曝气器，所述曝气器置于所述好氧池中；所述碳源投加系统包括一碳源储箱，所述碳源储箱中的碳源通过碳源投加泵被输送至所述缺氧池内；所述出水系统包括一产水箱，所述膜组件的出水口通过出水泵与所述产水箱连接；所述装置还包括一实时控制系统，所述实施控制系统包括探头、集成电路箱和数字触控板；所述探头包括pH探头、ORP探头和溶解氧DO探头，均与所述集成电路箱连接，所述集成电路箱与所述数字触控板连接；所述ORP探头置于所述缺氧池内，所述pH探头和溶解氧DO探头置于所述好氧池内；所述缺氧池的底端设有一回流液进水口，所述废水通过所述回流液进水口回流至所述缺氧池内；所述膜组件置于所述膜分离池的侧壁处；所述膜组件为板框式膜组件，所述板框式膜组件包括1～2个膜单元，每个所述膜单元由两片膜组成，所述膜的材质为聚偏氟乙烯，孔径≤0.1μm；每个所述膜单元的有效面积为0.5m2；所述膜组件的内部还设有曝气器，依次与另一空压机和另一气体流量计连接，为所述膜曝气；所述方法包括如下步骤：接种活性污泥至所述缺氧池和所述好氧池内，整个所述缺氧池充满所述活性污泥，开启所述搅拌器，重复下述步骤(1)-步骤(3)：(1)进水阶段：开启所述进水泵，采用序批式进水，按照设计处理量，待处理的高氨氮废水被输入所述缺氧池内，经过所述溢流堰流至所述好氧池内；所述高氨氮废水中氨态氮的浓度500～900mg/L，COD含量为2000～6000mg/L；所述高氨氮废水来自畜禽养殖废水、垃圾渗滤液或污泥消化液；所述设计处理量为0.5～2.0L/cycle；所述输入的流量为0.3～1L/min；(2)兼氧阶段和好氧阶段：在所述缺氧池内，在碳源的作用下，所述废水中的硝态氮被还原为亚硝态氮，亚硝态氮被还原为氮气；开启所述曝气系统，在所述好氧池内，所述废水中的氨态...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈梅雪，姜超，郁达伟，张岚，刘吉宝，隋倩文，魏源送，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11