CN102583747B - 一种高氨氮制革废水生化脱氮处理装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业废水处理技术领域，提供一种高效同步去除制革废水中COD、氨氮和总氮的高氨氮制革废水生化脱氮处理装置及工艺。一种高氨氮制革废水生化脱氮处理装置主要包括物化预处理单元、生化预处理单元、调节水池、多级缺氧/好氧处理单元和泥水分离单元，其处理工艺主要涉及缺氧生物处理和好氧生物处理相互更迭、多级串联运行的制革废水处理工艺。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种高氨氮制革废水生化脱氮处理装置及工艺。
背景技术
制革工业废水具有水质水量波动大、有机污染物及悬浮物浓度高、含有大量硫化物及重金属铬等特点，处理难度大，如何对其进行有效治理一直是水处理领域的难题。对于制革废水的处理，目前均采用物化预处理与生化处理联合的技术路线，即：将来自制革生产工艺的含铬废水、含硫废水及其他废水（综合废水）分别收集并进行物化预处理，以去除其中的铬、硫化物、SS、浮渣及油脂等影响生化的物质；含铬废水、含硫废水及综合废水经物化预处理混合后进入生化处理***做进一步处理。
经物化处理形成的混合废水，其COD含量较高，一般都在1500mg/L以上，较高的COD浓度将严重影响后续生化处理工艺的氨氮氧化和脱氮效果。为了保证氨氮和总氮的去除效果，需要进一步降低废水中的COD浓度，一般将这种以COD去除为主要目的的生化处理称之为一级生化处理或生化预处理，可采用的方法包括升流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧滤池、水解酸化、接触氧化和高浓度活性污泥法等，这些方法在去除COD方面的效果较好，出水COD大多可以降低到1000mg/L以下。其中，接触氧化和高浓度活性污泥法效率较高，其出水COD浓度可降低到500mg/L以下。
经物化预处理和生化预处理，有机废水中的COD浓度大幅度降低，此时可采用适当的方法对其进行二级生化处理，达到进一步去除COD和脱氮的目的。可采用的工艺方法主要包括间歇式活性污泥法（SBR）、氧化沟、CASS（一种变革SBR工艺）、A/O工艺及接触氧化法等，这些方法在脱氮效果、可操作性及经济性上并不是特别理想，处理出水氨氮浓度大部分在80mg/L以上，无法达到制革工业废水氨氮排放标准。
多级A/O工艺是20世纪70年代发展起来的用于生活污水处理的脱氮技术，主要是基于微生物脱氮理论及非稳态理论，通过对缺氧和好氧的连续交替来实现硝化和反硝化的耦合，使微生物对污水中的氮源和碳源能够得到合理且充分的利用。作为微生物的碳源，污水中的COD在多级A/O***中是沿程递减的，为满足***中不同微生物对碳源和能源的需求，可通过将进水按一定比例分配到各级A/O反应单元的方法以均衡各级反应单元的有机负荷。合理地调节进水比还可以减缓***遭受水力冲击，保证出水水质的稳定。多级A/O工艺具有运行管理简单、操作灵活、耐冲击负荷、处理成本低、脱氮效果好等特点，其在城市污水处理领域应用较多，而在制革废水处理领域的应用尚未见报导。
本发明主要是将用于城镇生活污水处理的多级A/O工艺引入制革废水处理领域并对其进行革新，以达到制革废水中COD、氨氮和总氮的高效同步去除的目的。
发明内容
因此，针对上述问题，本发明提供一种高效同步去除制革废水中COD、氨氮和总氮的高氨氮制革废水生化脱氮处理装置及工艺。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种高氨氮制革废水生化脱氮处理装置，包括物化预处理单元、生化预处理单元，其特征在于：还包括多级缺氧/好氧处理单元和泥水分离单元，所述多级缺氧/好氧处理单元由多组缺氧好氧反应单元串联而成，所述缺氧好氧反应单元由一个缺氧反应区和一个好氧反应区串联组成，所述各级好氧反应区设有曝气装置，所述物化预处理单元输出口与生化预处理单元输入口相连接，所述生化预处理单元输出口与多级缺氧/好氧处理单元的第一级输入口相连接，多级缺氧/好氧处理单元的最后一级输出口与泥水分离单元的输入口相连接，生化预处理单元与多级缺氧/好氧处理单元的各个缺氧反应区之间设有污水泵，所述泥水分离单元的底部与多级缺氧/好氧处理单元的第一级缺氧反应区间设有污泥泵。
进一步的改进是：所述生化预处理单元与多级缺氧/好氧处理单元之间设有一调节水池，所述调节水池输入口与生化预处理单元输出口相连，所述调节水池输出口与多级缺氧/好氧处理单元的第一级缺氧反应区的输入口相连接。
进一步的改进是：所述各级好氧反应区的曝气装置由空气泵、空气流量计、多个阀门组成，所述各个阀门设于各个好氧区底部，所述空气泵与空气流量计相连设于各个阀门下方。
进一步的改进是：所述各缺氧反应区内设有一搅拌机。
进一步的改进是：所述泥水分离单元设有一出水堰和一污泥斗。
一种高氨氮制革废水生化处理工艺，包括如下步骤：
（1）将来自制革生产工艺的含硫废水、含铬废水和综合废水分别进行物化预处理后混合形成混合废水进入生化预处理单元；
（2）将上述生化预处理单元的废水采用高浓度活性污泥法进行生化预处理；
（3）将生化预处理过的废水按比例分别进入多级缺氧/好氧处理单元的各级缺氧反应区，在各级缺氧反应区和好氧反应区进行氨、氮及有机物去除；
（4）将步骤（3）处理过的废水排入泥水分离单元，澄清水由周边的出水堰排出，沉淀污泥一部分由污泥泵回流至多级缺氧/好氧处理单元的第一级缺氧反应区，剩余部分经污泥斗排出。
进一步的改进是：所述步骤（3）中的多级缺氧/好氧处理单元内富集培养有机物降解菌、氨氧化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌。
进一步的改进是：所述多级缺氧/好氧处理单元为三级缺氧/好氧处理单元，所述缺氧反应区和好氧反应区的容积比为1：2～1：3；所述生化处理过的废水从第一级到第三级缺氧反应区的进水流量比例为3：2：1；所述三级缺氧/好氧处理单元总的水力停留时间（HRT）为24～36小时；所述三级缺氧/好氧处理单元的温度控制在15～30℃，好氧反应区的溶解氧浓度控制在2～3mg/L，三级缺氧/好氧处理单元的各级平均污泥负荷率保持在0.15～0.25kgCOD/（kgMLVSS·d）。
进一步的改进是：所述多级缺氧/好氧处理单元为四级缺氧/好氧处理单元，所述缺氧反应区和好氧反应区的容积比为1：2～1：3；所述生化处理过的废水从第一级到第四级缺氧反应区的进水流量比例为4：3：2：1；所述四级缺氧/好氧处理单元总的水力停留时间（HRT）为24～36小时；所述四级缺氧/好氧处理单元的温度控制在15～30℃，好氧反应区的溶解氧浓度控制在2～3mg/L，四级缺氧/好氧处理单元的各级平均污泥负荷率保持在0.15～0.25kgCOD/（kgMLVSS·d）。
进一步的改进是：所述步骤（5）中的回流至多级缺氧/好氧处理单元的污泥，其回流比控制在50%～100%。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本发明将用于处理城镇生活污水的多级A/O工艺的技术思想引入到制革废水处理领域，创造一种崭新的制革废水处理方法，解决了制革废水处理中存在的氨氮和总氮处理难以达标的问题。根据非稳态理论，缺氧环境和好氧环境的交替变化能够显著激发并强化硝化和反硝化细菌的活性，因此多级A/O***具有脱氮效率高，处理运行成本低，运行方式灵活可控，不会发生污泥膨胀等优点。其实现了脱氮工艺中的短程硝化反硝化和同步硝化反硝化，能够显著提升脱氮效率，节省碳源并降低能耗。由于其分段进水的结构，使得***的有机负荷和氨氮负荷趋于均一，有利于硝化菌和反硝化菌的富集生长，从而提高其脱氮效率。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是本发明实施例二的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
实施例一
参考图1，本发明的一种高氨氮制革废水生化脱氮处理装置，包括物化预处理单元1、生化预处理单元2、调节水池3、三级缺氧/好氧处理单元4和泥水分离单元5，所述三级缺氧/好氧处理单元4由三组缺氧好氧反应单元串联而成，所述反应单元由一个缺氧反应区和一个好氧反应区串联组成，所述各级缺氧反应区与好氧反应区内设有一隔板41，隔板使缺氧反应区与好氧反应区上部隔开、下部相通，各级好氧反应区与缺氧反应区内设有一隔板42，隔板使好氧反应区与缺氧反应区上部连通、下部隔开；所述缺氧反应区内设有一搅拌机43；所述各级好氧反应区设有曝气装置，所述曝气装置由空气泵10、空气流量计11、阀门9组成，所述阀门9设于各个好氧区底部，所述空气泵10设于阀门9下方，所述空气流量计11设于阀门9与空气泵10之间。所述物化预处理单元输出口与生化预处理单元输入口相连接，所述生化预处理单元输出口与调节水池输入口相连接，所述调节水池输出口与三级缺氧/好氧处理单元的第一级输入口相连接，三级缺氧/好氧处理单元的最后一级输出口与泥水分离单元的输入口相连接，三级缺氧/好氧处理单元4第三级好氧区的输出口与泥水分离单元的输入口之间设有一阀门6，调节水池3与三级缺氧/好氧处理单元4的各个缺氧反应区之间设有污水泵7，所述泥水分离单元5的底部与三级缺氧/好氧处理单元4的第一级缺氧反应区间设有污泥泵8，用于回流泥水分离单元5的污泥至三级缺氧/好氧处理单元4的第一级缺氧反应区以保持***内的污泥量。
结合本发明的一种高氨氮制革废水生化脱氮工艺，包括如下步骤：
（1）将来自制革生产工艺的含硫废水、含铬废水和综合废水分别进行物化预处理后混合形成混合废水进入生化预处理单元；
（2）将上述生化预处理单元的废水进行生化处理，生化预处理采用高浓度活性污泥法；
（3）在三级缺氧/好氧处理单元内富集培养有机物降解菌、氨氧化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌；
（4）将生化处理过的废水的进水流量按3：2：1的比例分别进入三级缺氧/好氧处理单元的第一级至第三级的缺氧反应区，废水在缺氧反应区进行氨化作用、反硝化作用及有机物去除，在好氧反应区进行亚硝化作用和硝化作用以及有机物去除；所述三级缺氧/好氧处理单元总的水力停留时间（HRT）为30小时；所述三级缺氧/好氧处理单元的温度控制在28℃，好氧反应区的溶解氧浓度控制在2.5mg/L，三级缺氧/好氧处理单元的各级平均污泥负荷率保持在0.20kgCOD/（kgMLVSS·d）；
（5）将步骤（4）处理过的废水排入泥水分离***，污泥沉淀至底部，澄清水由周边的出水堰排出，沉淀污泥75%的量由污泥泵回流至三级缺氧/好氧处理单元的第一级缺氧反应区，剩余部分经污泥斗排出。
所述步骤（4）多级缺氧/好氧处理单元总的水力停留时间（HRT）为24～36小时；所述多级缺氧/好氧处理单元的温度控制在15～30℃，好氧反应区的溶解氧浓度控制在2～3mg/L，多级缺氧/好氧处理单元的各级平均污泥负荷率保持在0.15～0.25kgCOD/（kgMLVSS·d）；所述步骤（5）中的回流至多级缺氧/好氧处理单元的污泥，其回流比控制在50%～100%皆可。
以上各具体步骤中所述的回流比、水力停留时间、温度、溶解氧、污泥负荷率的范围实际上是限定一个可行并且理想的范围，使用各取值范围内的任一数值都可以实现发明的目的。
实施例二
参考图2，本发明的一种高氨氮制革废水生化脱氮处理装置，包括物化预处理单元1’、生化预处理单元2’、调节水池3’、四级缺氧/好氧处理单元4’和泥水分离单元5’，所述四级缺氧/好氧处理单元4’由四组缺氧好氧反应单元串联而成，所述反应单元由一个缺氧反应区和一个好氧反应区串联组成，所述各级缺氧反应区与好氧反应区内设有一隔板41’，隔板使缺氧反应区与好氧反应区上部隔开、下部相通，各级好氧反应区与缺氧反应区内设有一隔板42’，隔板使好氧反应区与缺氧反应区上部连通、下部隔开；所述缺氧反应区内设有一搅拌机43’；所述各级好氧反应区设有曝气装置，所述曝气装置由空气泵10’、空气流量计11’、阀门9’组成，所述阀门9’设于各个好氧区底部，所述空气泵10’设于阀门9’下方，所述空气流量计11’设于阀门9’与空气泵10’之间。所述物化预处理单元输出口与生化预处理单元输入口相连接，所述生化预处理单元输出口与调节水池输入口相连接，所述调节水池输出口与多级缺氧/好氧处理单元的第一级输入口相连接，三级缺氧/好氧处理单元的最后一级输出口与泥水分离单元的输入口相连接，四级缺氧/好氧处理单元4’第四级好氧区的输出口与泥水分离单元的输入口之间设有一阀门6’，调节水池3’与四级缺氧/好氧处理单元4’的各个缺氧反应区之间设有污水泵7’，所述泥水分离单元5’的底部与多级缺氧/好氧处理单元4’的第一级缺氧反应区间设有污泥泵8’，用于回流泥水分离单元5’的污泥至四级缺氧/好氧处理单元4’的第一级缺氧反应区以保持***内的污泥量。
结合本发明的一种高氨氮制革废水生化脱氮工艺，包括如下步骤：
（1）将来自制革生产工艺的含硫废水、含铬废水和综合废水分别进行物化预处理后混合形成混合废水进入生化预处理单元；
（2）将上述生化预处理单元的废水进行生化处理，生化预处理采用高浓度活性污泥法；
（3）在四级缺氧/好氧处理单元内富集培养有机物降解菌、氨氧化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌；
（4）将生化处理过的废水的进水流量按4：3：2：1的比例分别进入四级缺氧/好氧处理单元的第一级至第四级的缺氧反应区，废水在缺氧反应区进行氨化作用、反硝化作用及有机物去除，在好氧反应区进行亚硝化作用和硝化作用以及有机物去除；所述四级缺氧/好氧处理单元总的水力停留时间（HRT）为30小时；所述四级缺氧/好氧处理单元的温度控制在28℃，好氧反应区的溶解氧浓度控制在2.5mg/L，四级缺氧/好氧处理单元的各级平均污泥负荷率保持在0.20kgCOD/（kgMLVSS·d）；
（5）将步骤（4）处理过的废水排入泥水分离***，污泥沉淀至底部，澄清水由周边的出水堰排出，沉淀污泥75%的量由污泥泵回流至四级缺氧/好氧处理单元的第一级缺氧反应区，剩余部分经污泥斗排出。
所述步骤（4）四级缺氧/好氧处理单元总的水力停留时间（HRT）为24～36小时；所述四级缺氧/好氧处理单元的温度控制在15～30℃，好氧反应区的溶解氧浓度控制在2～3mg/L，四级缺氧/好氧处理单元的各级平均污泥负荷率保持在0.15～0.25kgCOD/（kgMLVSS·d）；所述步骤（5）中的回流至四级缺氧/好氧处理单元的污泥，其回流比控制在50%～100%皆可。
以上各具体步骤中所述的回流比、水力停留时间、温度、溶解氧、污泥负荷率的范围实际上是限定一个可行并且理想的范围，使用各取值范围内的任一数值都可以实现发明的目的。
现有技术中的其他处理方法可达到的脱氮效率最高为80%，本发明涉及的多级缺氧/好氧反应单元的级数为三级时，其脱氮效率可达到90%，当级数为四级时可达95%，当级数更高时，其脱氮效果更好，但成本更贵。因此，四级为最佳的级数选择。
本发明将用于处理城镇生活污水的多级A/O工艺的技术思想引入到制革废水处理领域，创造一种崭新的制革废水处理方法，解决了制革废水处理中存在的氨氮和总氮处理难以达标的问题。根据非稳态理论，缺氧环境和好氧环境的交替变化能够显著激发并强化硝化和反硝化细菌的活性，因此多级A/O***具有脱氮效率高，处理运行成本低，运行方式灵活可控，不会发生污泥膨胀等优点。其实现了脱氮工艺中的短程硝化反硝化和同步硝化反硝化，能够显著提升脱氮效率，节省碳源并降低能耗。由于其分段进水的结构，使得***的有机负荷和氨氮负荷趋于均一，有利于硝化菌和反硝化菌的富集生长，从而提高其脱氮效率。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。
Claims (3)
1.一种高氨氮制革废水生化脱氮处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将来自制革生产工艺的含硫废水、含铬废水和综合废水分别进行物化预处理后混合形成混合废水进入生化预处理单元；
（2）将上述生化预处理单元的废水采用高浓度活性污泥法进行生化预处理；
（3）将生化预处理过的废水按比例分别进入多级缺氧/好氧处理单元的各级缺氧反应区，在各级缺氧反应区和好氧反应区进行氨氮及有机物去除；
（4）将步骤（3）处理过的废水排入泥水分离单元，澄清水由周边的出水堰排出，沉淀污泥一部分由污泥泵回流至多级缺氧/好氧处理单元的第一级缺氧反应区，剩余部分经污泥斗排出；
所述多级缺氧/好氧处理单元为三级缺氧/好氧处理单元，所述缺氧反应区和好氧反应区的容积比为（1：2）～（1：3）；所述生化处理过的废水从第一级到第三级缺氧反应区的进水流量比例为3：2：1；所述三级缺氧/好氧处理单元总的水力停留时间（HRT）为24～36小时；所述三级缺氧/好氧处理单元的温度控制在15～30℃，好氧反应区的溶解氧浓度控制在2～3mg/L，三级缺氧/好氧处理单元的各级平均污泥负荷率保持在0.15～0.25kgCOD/（kgMLVSS·d）。
2.根据权利要求1所述的一种高氨氮制革废水生化脱氮处理工艺，其特征在于：所述多级缺氧/好氧处理单元为四级缺氧/好氧处理单元，所述缺氧反应区和好氧反应区的容积比为（1：2）～（1：3）；所述生化处理过的废水从第一级到第四级缺氧反应区的进水流量比例为4：3：2：1；所述四级缺氧/好氧处理单元总的水力停留时间（HRT）为24～36小时；所述四级缺氧/好氧处理单元的温度控制在15～30℃，好氧反应区的溶解氧浓度控制在2～3mg/L，四级缺氧/好氧处理单元的各级平均污泥负荷率保持在0.15～0.25kgCOD/（kgMLVSS·d）。
3.根据权利要求1所述的一种高氨氮制革废水生化脱氮处理工艺，其特征在于：所述步骤（4）中的回流至多级缺氧/好氧处理单元的污泥，其回流比控制在50%～100%。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160406 Termination date: 20180320 |
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