一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺及系统，所述工艺包括以下步骤：S1、预处理阶段；高浓度氨氮废水首先进行反硝化和短程反硝化反应；S2、主反应阶段；废水进行短程硝化反应、厌氧氨氧化反应、短程反硝化反应和有机物降解；S3、稳定出水阶段；废水中剩余氨氮和亚硝态氮被氧化成硝态氮，同时利用聚磷菌进行好氧吸磷反应。本发明专利技术工艺采用多段工艺组合、精准控制、高固体负荷固液分离浓缩技术、高倍率气力提升内外回流循环技术使之不但集传统A2/O、SBR、氧化沟和MBR优势于一体，还具备这些工艺难于实现的同步短程硝化反硝化、短程反硝化、厌氧氨氧化功能，具有抗冲击负荷强，运行成本低、占地面积小的优点。占地面积小的优点。占地面积小的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺及系统


[0001]本专利技术涉及高浓度氨氮废水
，具体为一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺及系统，该工艺简称BM
‑
AAO工艺。

技术介绍

[0002]近年来，随着城市人口的日益膨胀和工农业的不断发展，水环境污染事故屡屡发生，对人、畜构成严重危害。许多湖泊和水库因氮、磷的排放造成水体富营养化，严重威胁到人类的生产生活和生态平衡。氨氮是引起水体富营养化的主要因素之一，为满足公众对环境质量要求的不断提高，国家对氮制订了越来越严格的排放标准，研究开发经济、高效的除氮处理技术已成为水污染控制工程领域研究的重点和热点。
[0003]现有技术对高浓度氨氮废水处理过程中的折点加氯、气提吹脱、化学沉淀法、离子交换法脱氮不但运行费用昂贵，而且会产生有毒有害物质或产生二次污染物质需进一步处理。仅有生物硝化反硝化脱氮无二次污染和可直接处理至达标排放。
[0004]传统生物硝化反硝化脱氮技术在废水脱氮中仍然存在如下一些问题：
[0005](1)为了维持较高的生物浓度并且获得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥回流和消化液回流，这样不仅增加了动力消耗，而且增加了运行费用；
[0006](2)在硝化过程中产生的酸度需要投加一定的碱进行中和，增加了处理费用；
[0007](3)要求C/N≥4，才能进行较好的反硝化脱氮，对于C/N比较低的废水，需要投加大量的碳源，处理费用巨大；
[0008](4)硝化过程是在有氧条件下完成的，需要大量的能耗；
[0009](5)自养硝化菌在存在大量有机物的条件下，对氧气和营养物的竞争不如异养好氧菌，从而导致异养菌占优势；反硝化菌以有机物作为电子供体，而有机物的存在会影响硝化反应速率；进行硝化反应与反硝化反应的微生物对溶解氧(DO)浓度的需求差别很大。上述硝化菌和反硝化菌的不同要求导致硝化过程和反硝化过程很难在时间和空间上统一进行；
[0010](6)硝化菌群和反硝化菌群增殖速度很慢且难以维持较高的生物浓度，因此会造成系统的总水力停留时间较长，有机负荷较低，导致占地面积大、基建投资和运行费用的增加；
[0011](7)抗冲击能力弱，高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌的生长。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于提供一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺，该脱氮处理工艺运行费用低、占地面积小且不对环境产生二次污染。
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0014]一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺，包括以下步骤：
[0015]S1、预处理阶段：
[0016]S1
‑
1、高浓度氨氮废水首先从一段选择池进入到一段缺氧池中进行反硝化和短程反硝化反应；
[0017]S1
‑
2、经步骤S1
‑
1处理后的废水进入到一段厌氧池中，在厌氧条件下利用聚磷菌对废水中的有机物进行快速降解和吸收；
[0018]S1
‑
3、经步骤S1
‑
2处理后的废水进入到一段好氧池A区，进行进一步的有机物降解、好氧条件下对磷的吸收和短程硝化反应积累亚硝态氮；
[0019]S1
‑
4、经步骤S1
‑
3处理后的废水进入到一段好氧池B区，抑制亚硝酸盐氧化菌的生长，使水中的氨氮在一段好氧池B区只发生亚硝化反应和进一步有机物降解反应，累积后续反应所需的厌氧氨氧化基质——亚硝酸盐氮；
[0020]说明：将一段缺氧池前置在一段厌氧池前面，有利于优先满足反硝化和厌氧释磷对碳源需求，强化系统的脱氮产碱需求，可使所有的回流污泥全部经过完整的厌氧释磷与好氧吸磷过程，具有“群体效应”，提高处理系统的除磷能力和降低有机物降解的需氧量。
[0021]S2、主反应阶段：
[0022]S2
‑
1、经步骤S1
‑
4处理后的废水先进入到二段选择池中然后再输送到二段好氧池中，废水在二段好氧池中主要进行短程硝化反应、厌氧氨氧化反应以及部分短程反硝化反应和有机物降解；
[0023]S2
‑
2、经步骤S2
‑
1处理后的废水进入二段缺氧池中，废水在二段缺氧池中主要进行短程反硝化反应、厌氧氨氧化反应以及部分反硝化反应；
[0024]S2
‑
3、经步骤S2
‑
2处理后的废水进入二段沉淀池中，利用固液分离浓缩装置将二段沉淀池底部污泥浓缩至含固率12
‑
20g/L，有效截留泥水混合物中的亚硝化菌(AOB)、厌氧氨氧化菌(AnAOB)、短程反硝化菌，利用气提装置将截留的优势菌提升回流至一段选择池、一段好氧池B区和二段选择池中，以保持预处理阶段和主反应阶段较高的优势菌群浓度，从而保障氨氮和TN的去除效果；
[0025]S3、稳定出水阶段：
[0026]S3
‑
1、经步骤S2
‑
3处理后的废水进入三段好氧池中，废水中剩余的有机物在三段好氧池中进一步被降解，废水中剩余的少量氨氮和亚硝态氮被氧化成硝态氮，同时聚磷菌在三段好氧池中进行好氧吸磷反应；
[0027]控制三段好氧池内废水的溶解氧浓度为2
‑
3mg/L；
[0028]S3
‑
2、经步骤S3
‑
1处理后的废水进入三段沉淀池中，利用固液分离浓缩装置将三段沉淀池底部污泥浓缩至含固率12
‑
20g/L，有效截留三段沉淀池中的污泥并利用气提装置将被截留的含有好氧菌的活性污泥回流至一段好氧池A区以及三段好氧池中，以维持这两个好氧区有机物降解好氧菌菌群浓度，从而以提高其好氧池反应速率；
[0029]处理后的废水从三段沉淀池中稳定排出。
[0030]优选地，步骤S1
‑
3中，控制一段好氧池A区内处理后的废水中C/N比小于0.7。
[0031]优选地，步骤S1
‑
4中，控制一段好氧池B区内的废水中溶解氧浓度为0.5
‑
0.7mg/L，pH在7.5
‑
8.0。
[0032]说明：控制一段好氧池B区内的废水中溶解氧以及pH值是为了抑制亚硝酸盐氧化菌的生长，使水中的氨氮在一段好氧池B区只发生亚硝化反应和进一步有机物降解反应，累积后续反应所需的厌氧氨氧化基质——亚硝酸盐氮，使亚硝化菌(AOB)成为优势菌从而实
现亚硝酸盐氮的富集。
[0033]优选地，步骤S2
‑
1中，控制二段好氧池中溶解氧浓度为0.4
‑
0.6mg/L和PH在7.5
‑
8.0，步骤S2
‑
2中，控制二段缺氧池中的溶解氧浓度为0.3
‑
0.5mg/L，PH在7.5
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、预处理阶段：S1
‑
1、高浓度氨氮废水首先从一段选择池进入到一段缺氧池中进行反硝化和短程反硝化反应；S1
‑
2、经步骤S1
‑
1处理后的废水进入到一段厌氧池中，在厌氧条件下利用聚磷菌对废水中的有机物进行快速降解和吸收；S1
‑
3、经步骤S1
‑
2处理后的废水进入到一段好氧池A区，进行进一步的有机物降解、好氧条件下对磷的吸收和短程硝化反应积累亚硝态氮；S1
‑
4、经步骤S1
‑
3处理后的废水进入到一段好氧池B区，抑制亚硝酸盐氧化菌的生长，使水中的氨氮在一段好氧池B区只发生亚硝化反应和进一步有机物降解反应，累积后续反应所需的厌氧氨氧化基质——亚硝酸盐氮；S2、主反应阶段：S2
‑
1、经步骤S1
‑
4处理后的废水先进入到二段选择池中然后再输送到二段好氧池中，废水在二段好氧池中主要进行短程硝化反应、厌氧氨氧化反应以及部分短程反硝化反应和有机物降解；S2
‑
2、经步骤S2
‑
1处理后的废水进入二段缺氧池中，废水在二段缺氧池中主要进行短程反硝化反应、厌氧氨氧化反应以及部分反硝化反应；S2
‑
3、经步骤S2
‑
2处理后的废水进入二段沉淀池中，利用固液分离浓缩装置将二段沉淀池底部污泥浓缩至含固率12
‑
20g/L；S3、稳定出水阶段：S3
‑
1、经步骤S2
‑
3处理后的废水进入三段好氧池中，废水中剩余的有机物在三段好氧池中进一步被降解，废水中剩余的少量氨氮和亚硝态氮被氧化成硝态氮，同时聚磷菌在三段好氧池中进行好氧吸磷反应；控制三段好氧池内废水的溶解氧浓度为2
‑
3mg/L；S3
‑
2、经步骤S3
‑
1处理后的废水进入三段沉淀池中，利用固液分离浓缩装置将三段沉淀池底部污泥浓缩至含固率12
‑
20g/L；处理后的废水从三段沉淀池中稳定排出。2.根据权利要求1所述的一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺，其特征在于：步骤S1
‑
3中，控制一段好氧池A区内处理后的废水中C/N比小于0.7。3.根据权利要求1所述的一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺，其特征在于：步骤S1
‑
4中，控制一段好氧池B区内的废水中溶解氧浓度为0.5
‑
0.7mg/L，pH在7.5
‑
8.0。4.根据权利要求1所述的一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺，其特征在于：步骤S2
‑
1中，控制二段好氧池中溶解氧浓度为0.4
‑
0.6mg/L和PH在7.5
‑
8.0，步骤S2
‑
2中，控制二段缺氧池中的溶解氧浓度为0.3
‑
0.5mg/L，PH在7.5
‑
8.0。5.根据权利要求1所述的一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺，其特征在于：步骤S1
‑
1中，利用步骤S2
‑
3所述二段沉淀池截留浓缩后的污泥以及步骤S1
‑
4所述一段好氧池B区末端回流的硝化液回流至所述一段选择池中与所述一段选择池中的高浓度氨氮废水一同进入到所述一段缺氧池中。6.根据权利要求1所述的一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺，其特征在
于：步骤S2
‑
1中，利用步骤S2
‑
3二段沉淀池中截留浓缩后的污泥回流至所述二段选择池中然后与所述二段选择池中的废水一同进入到所述二段好氧池中。7.根据权利要求1所述的一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺，其特征在于：步骤S3
‑
1中，废水进入所述三段好氧池前，先利用步骤S3
‑
2三段沉淀池截留浓缩后的污泥与废水混合后再进入所述三段好氧池中。8.根据权利要求1所述的一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺，其特征在于：所述一段选择池、所述一段缺氧池、所述一段厌氧池、所述二段选择池、所述二段好氧池以及所述二段缺氧池中均具有曝气搅拌器。9.一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理系统，可应用于权利要求1～8任意一项所述的一种低能耗、低碳源投加的高氨氮废水处理工艺中，其特征在于：所述系统包括预处理机构(991)、主反应机构(992)以及末段稳定处理机构(993)；所述预处理机构(991)包括依次设置的一段选择池(1)、一段缺氧池(2)、一段厌氧池(3)、一段好氧池A区(6)、一段好氧池B区(7)；所述一段选择池(1)与所述一段缺氧池(2)相连通，所述一段缺氧池(2)与所述一段厌氧池(3)相连通；所述一段好氧池B区(7)与所述一段...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕路，李宗丽，李壮壮，马亚朋，刘国召，张纯钢，
申请(专利权)人：恩宜瑞江苏环境发展有限公司，
类型：发明
国别省市：