煤化工废水厌氧氨氧化耦合异养反硝化脱氮的装置和方法制造方法及图纸

《煤化工废水厌氧氨氧化耦合异养反硝化脱氮的装置和方法》涉及一种通过稳定高效的厌氧氨氧化耦合异养反硝化去除高氨氮煤化工废水中氨氮的装置和方法，属于生化法污水生物处理技术领域，适用于煤化工废水及其它诸如厌氧消化沼液、养殖废水、味精废水等高氨氮有机工业废水处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过稳定高效的厌氧氨氧化耦合异养反硝化去除高氨氮煤化工废水中氨氮的装置和方法，属于生化法污水生物处理
，适用于煤化工废水及其它诸如厌氧消化沼液、养殖废水、味精废水等高氨氮有机工业废水处理。
技术介绍
煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学品的过程。煤化工废水水质因生产工艺和采用设备等差异而变化，是一种典型的高氨氮有机工业废水，废水中COD浓度为1500-6000mg/l左右、氨氮为400-1500mg/l。煤化工废水中氨氮的去除是处理重点和难点。处理这种高氨氮、低C/N比废水工艺技术主要分为物化法(吹脱法和蒸氨法)和生化法(全程生物脱氮和短程生物脱氮、厌氧氨氧化生物脱氮)。物化法脱氨需要投加大量的化学药剂，运行费用高，如果处理不当直接排入大气，将导致处理了污水却污染了大气，没有根本上解决问题；若采用氨回收工艺，最终的高氨氮溶液最终处置鲜有工程化应用，存在二次污染的风险；物化出水氨氮不能直接达标，对有机物几乎没有去除作用，仍需通过生物处理法去除有机物和残留氨氮。生化法是公认的经济、高效的高氨氮废水脱氮技术，特别是厌氧氨氧化生物脱氮代表了脱氮的发展方向，为可持续的、环境友好的高氨氮废水处理技术。生物脱氮过程通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐氮，再通过反硝化作用将硝酸盐氮转化为氮气从水中逸出。在硝化阶段，氨氮被转化成硝酸盐是由两类独立的细菌完成的两个不同反应，首先由亚硝化菌(Nitrosomonas)将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-N)，然后由硝化菌(Nitrobacter)将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-N)。传统生物脱氮过程中硝化作用的最终产物是硝酸盐，反硝化作用以NO3-N为电子受体。厌氧氨氧化(Anammox)是20世纪90年代中期由荷兰Delft技术大学生物技术实验室开发的一种新型生物脱氮技术，是指在厌氧或缺氧条件下，微生物直接以NO2-N为电子受体，以NH4+-N为电子供体，将两种氮素同时转化为氮气的生物反应过程，这个过程产生的能量可使厌氧氨氧化菌在缺氧条件下生存。厌氧氨氧化技术是目前已知的最经济的生物脱氮技术。与传统硝化反硝化相比，厌氧氨氧化无需外加有机物作电子供体，既节省费用，又可防止二次污染；耗氧相对传统硝化反硝化下降62.5％，脱氮不需要有
机碳源，尤其适合低碳氮比高氨氮废水的处理。厌氧氨氧化技术已经在发酵沼液、垃圾渗滤液、味精废水等高氨氮废水处理中得到应用，但在煤化工废水处理中鲜有应用。“煤化工废水厌氧氨氧化耦合异养反硝化生物脱氮的装置和方法”提供了一种经济高效的煤化工废水脱氮新技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种通过厌氧氨氧化耦合异养反硝化生物脱氮处理煤化工废水的装置和方法。高氨氮煤化工废水厌氧氨氧化耦合异养反硝化生物脱氮的处理装置，其特征在于：设有前置异养反硝化池(1)、一体化厌氧氨氧化池(2)、沉淀池(3)、出水池(4)。前置异养反硝化池为一圆柱体厌氧反应器，底部设有布水器(1.3)，原水管(1.1)和布水器(1.3)连通，中上部设有2个填料支架(1.4)，填料支架之间安装乙丙共聚板式填料(1.14)，填料间距8cm，上部设有三相分离器(1.6)，三相分离器的集气室(1.7)与排气管(1.9)连接，前置异养反硝化池出水通过循环泵(1.2)、循环管(1.12)与系统出水回流管(1.15)连接后，通过布水器(1.3)回流到前置异养反硝化池，上清液经出水槽(1.8)收集后，通过出水管(1.10)流出前置异养反硝化池，前置异养反硝化池内壁设置阻流板(1.13)，下部设置人口(1.5)与取样阀(1.11)；一体化厌氧氨氧化池为一推流反应器，前置异养反硝化池的出水通过前置异养反硝化池出水管(1.10)与一体化厌氧氨氧化池的污泥回流管(2.7)连接后，进入一体化厌氧氨氧化池，一体化厌氧氨氧化池底部设置微孔橡胶膜片曝气头(2.4)，罗茨鼓风机(2.6)通过空气管(2.8)与曝气头(2.4)连接，一体化厌氧氨氧化池中填充聚氨酯海绵悬浮填料(2.1)，单个填料的规格为1.0×1.0×1.0cm，在池子前段和后段分别设置溶解氧DO在线测定仪(2.2)，同时在末端设置pH在线测定仪(2.3)。沉淀池中设置斜板填料(3.1)，沉淀池底部污泥通过一体化厌氧氨氧化池的污泥回流泵(2.5)进入到一体化厌氧氨氧化池首端，沉淀池的上清液进入到出水池；出水池上部设置系统出水管(4.1)，底部设置系统出水回流泵(4.2)，系统出水回流泵通过系统出水回流管(1.15)与前置异养反硝化池的原水管(1.1)连接。本专利技术还提供了一种利用上述装置通过厌氧氨氧化耦合异养反硝化生物脱氮处理高氨氮煤化工废水的方法，其特征包括以下步骤：1)将从煤化工废水处理厂曝气池中活性污泥与淀粉废水处理厂UASB反应器中取得的厌氧颗粒污泥按照质量比1∶1投加到前置异养反硝化池，接种后的污泥浓度MLSS为16000mg/l左右；将活性良好的城市污水厂硝化污泥投加到一体化厌氧氨氧化池，投加后的污泥浓度MLSS为7000mg/l左右；同时将聚氨酯海绵生物填料装填到一体化厌氧氨氧
化池中，填充率为有效池容的25-30％；2)经过预处理的煤化工废水与系统出水混合后进入前置异养反硝化池，前置异养反硝化池运行温度为28-31℃，运行pH值为7.5-8.3，水力停留时间HRT为20～36小时，HRT随着煤化工废水有机物COD浓度与回流出水中硝态氮NO3--N浓度的增加而延长；3)前置异养反硝化池出水进入到一体化厌氧氨氧化池，一体化厌氧氨氧化池的水力停留时间HRT为36-48小时，运行温度为25～30℃，运行pH值为7.1-8.3，溶解氧DO通过调整曝气量维持在0.2～0.5mg/L，污泥回流比维持在40％～100％。4)一体化厌氧氨氧化池中的混合液通过沉淀池泥水分离后流入出水池，系统的最终处理水通过出水管流出，系统出水回流比为100-400％，随着一体化厌氧氨氧化池脱氮效率的提高，系统出水回流比逐渐由400％左右降低为100％左右。技术原理：经过预处理的煤化工废水和回流的系统出水，同时进入到前置异养反硝化池中，池中的反硝化菌利用原水中的有机物完成回流出水中化合态氮(NO2--N或NO3--N)的高效反硝化，实现生物脱氮，回收碱度。同时，反硝化剩余的有机物COD，通过水解酸化菌和产甲烷菌的协同作用得到进一步去除，为后续厌氧氨氧化自养脱氮创造有利条件。前置异养反硝化池出水进入到一体化厌氧氨氧化池，控制溶解氧DO浓度＜0.5mg/l，通过悬浮污泥中的氨氧化菌AOB和悬浮填料上的厌氧氨氧化菌AnAOB协同作用，同步完成氨氮亚硝化和厌氧氨氧化，实现深度脱氮。自养生物脱氮池中混合液进入沉淀池泥水分离后，最终流入出水池溢流出水，完成煤化工废水中有机物和氮素的高效深度去除。在上述煤化工废水生物处理系统中，废水中的有机物主要用于反硝化与产甲烷，减少CO2排放。在一体化厌氧氨氧化池，一步完成高浓度氨氮的亚硝化与厌氧氨氧化，节省了50％以上的曝气量和90％的反硝化碳源，整个系统的剩余污泥产生量减少60％以上。本专利技术涉及的通过厌氧氨氧化耦合异养反硝化生物脱氮的煤化工废水处理方法与现有技术相比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤化工废水厌氧氨氧化耦合异养反硝化生物脱氮的处理装置，其特征在于：设有前置异养反硝化池(1)、一体化厌氧氨氧化池(2)、沉淀池(3)、出水池(4)。前置异养反硝化池为一圆柱体厌氧反应器，底部设有布水器(1.3)，原水管(1.1)和布水器(1.3)连通，中上部设有2个填料支架(1.4)，填料支架之间安装乙丙共聚板式填料(1.14)，填料间距8cm，上部设有三相分离器(1.6)，三相分离器的集气室(1.7)与排气管(1.9)连接，前置异养反硝化池出水通过循环泵(1.2)、循环管(1.12)与系统出水回流管(1.15)连接后，通过布水器(1.3)回流到前置异养反硝化池，上清液经出水槽(1.8)收集后，通过出水管(1.10)流出前置异养反硝化池，前置异养反硝化池内壁设置阻流板(1.13)，下部设置人口(1.5)与取样阀(1.11)；一体化厌氧氨氧化池为一推流反应器，前置异养反硝化池的出水通过前置异养反硝化池出水管(1.10)与一体化厌氧氨氧化池的污泥回流管(2.7)连接后，进入一体化厌氧氨氧化池，一体化厌氧氨氧化池底部设置微孔橡胶膜片曝气头(2.4)，罗茨鼓风机(2.6)通过空气管(2.8)与曝气头(2.4)连接，一体化厌氧氨氧化池中填充聚氨酯海绵悬浮填料(2.1)，单个填料的规格为1.0×1.0×1.0cm，在池子前段和后段分别设置溶解氧DO在线测定仪(2.2)，同时在末端设置pH在线测定仪(2.3)。沉淀池中设置斜板填料(3.1)，沉淀池底部污泥通过一体化厌氧氨氧化池的污泥回流泵(2.5)进入到一体化厌氧氨氧化池首端，沉淀池的上清液进入到出水池；出水池上部设置系统出水管(4.1)，底部设置系统出水回流泵(4.2)，系统出水回流泵通过系统出水回流管(1.15)与前置异养反硝化池的原水管(1.1)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种煤化工废水厌氧氨氧化耦合异养反硝化生物脱氮的处理装置，其特征在于：设有前置异养反硝化池(1)、一体化厌氧氨氧化池(2)、沉淀池(3)、出水池(4)。前置异养反硝化池为一圆柱体厌氧反应器，底部设有布水器(1.3)，原水管(1.1)和布水器(1.3)连通，中上部设有2个填料支架(1.4)，填料支架之间安装乙丙共聚板式填料(1.14)，填料间距8cm，上部设有三相分离器(1.6)，三相分离器的集气室(1.7)与排气管(1.9)连接，前置异养反硝化池出水通过循环泵(1.2)、循环管(1.12)与系统出水回流管(1.15)连接后，通过布水器(1.3)回流到前置异养反硝化池，上清液经出水槽(1.8)收集后，通过出水管(1.10)流出前置异养反硝化池，前置异养反硝化池内壁设置阻流板(1.13)，下部设置人口(1.5)与取样阀(1.11)；一体化厌氧氨氧化池为一推流反应器，前置异养反硝化池的出水通过前置异养反硝化池出水管(1.10)与一体化厌氧氨氧化池的污泥回流管(2.7)连接后，进入一体化厌氧氨氧化池，一体化厌氧氨氧化池底部设置微孔橡胶膜片曝气头(2.4)，罗茨鼓风机(2.6)通过空气管(2.8)与曝气头(2.4)连接，一体化厌氧氨氧化池中填充聚氨酯海绵悬浮填料(2.1)，单个填料的规格为1.0×1.0×1.0cm，在池子前段和后段分别设置溶解氧DO在线测定仪(2.2)，同时在末端设置pH在线测定仪(2.3)。沉淀池中设置斜板填料(3.1)，沉淀池底部污泥通过一体化厌氧氨氧化池的污泥回流泵(2.5)进入到一体化厌氧氨氧化池首端，沉淀池的上清液进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新春，黄京，刘红辉，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：北京;11