CN111233151A - 一种针对高氮磷废水的高效同步脱氮除磷***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种针对高氮磷废水的高效同步脱氮除磷***和方法，高效分段式进水反应器，为一种箱体密封结构，箱体的两端分别设置进水口和出水口，沿着进水口至出水口的方向依次排列布置2‑4段反应器，每段反应器包括缺氧池反应器和好氧池反应器，箱体内部缺氧池反应器和好氧池反应器间隔设置，若干反应器之间相互连通。厌氧反应器的出水口分别与两个高效分段式进水反应器连接。厌氧反应器的出水进入一段缺氧池反应器、二段缺氧池反应器、三段缺氧池反应器的流量配比为10‑40％：10‑60％：10‑30％。针对高总氮和高总磷的废水去除率较高，污泥产生量小。

Description

一种针对高氮磷废水的高效同步脱氮除磷***和方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种针对高氮磷废水的高效同步脱氮除磷***和方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

工业废水，尤其是淀粉废水、酒精废水、发酵废水，具有高总氮(500mg/L以上)、高总磷(70mg/L以上)的水质特点。对于高总氮废水，主要是依靠硝化工艺、反硝化工艺去除总氮；对于高总磷废水，主要依靠生化工艺与物化工艺结合。目前常用的工艺包括厌氧、缺氧、好氧以及这三种工艺的组合，该类工艺运行稳定性较好，但尚存在以下几个问题：1)总氮浓度高，需要较大的占地面积，基建投资费用高；2)脱氮除磷菌种污泥龄相矛盾，难以达到较高的同步去除氮磷的工艺；3)为了去除总氮需要补加大量碳源，会产生大量的好氧污泥，产生较高的处置费用；4)随着环保排口政策的不断严格，该工艺的去除效率难以保证满足排污水质指标的要求；5)主要依靠物化工艺去除总磷，加药运行费用较高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种针对高氮磷废水的高效同步脱氮除磷***和方法。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，一种高效分段式(AMAO)进水反应器，为一种箱体密封结构，箱体的两端分别设置进水口和出水口，沿着进水口至出水口的方向依次排列布置2-4段反应器，每段反应器包括缺氧池反应器和好氧池反应器，箱体内部缺氧池反应器和好氧池反应器间隔设置，若干反应器之间相互连通。

本发明的高效分段式进水反应器设置缺氧池和好氧池交替设置，污水进入反应器后在缺氧和好氧交替处理的情况下进行处理，这种设置方式有利于每个单独的反应器内的菌胶团细菌的生长，应用生物竞争的机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖，将丝状菌控制在合理的范围内，从而减少污泥膨胀的发生。

在一些实施例中，沿着进水口至出水口的方向横向依次排列设置一段缺氧池反应器、一段好氧池反应器、二段缺氧池反应器、二段好氧池反应器、三段缺氧池反应器、三段好氧池反应器，纵向独立的两个反应器顶部相通，一段好氧池反应器的容积、一段缺氧池反应器容积、二段缺氧池反应器容积相等，二段好氧池反应器的容积为一段缺氧池反应器容积的1.5倍，三段缺氧反应池容积为一段缺氧池反应器容积的1.5倍，三段好氧池反应器容积等于2倍一段缺氧池反应器容积，横向相邻的两个反应器之间通过连通管相通，每个反应器的进水口和出水口位于反应器相对的两端。

容积的大小根据水质总氮浓度的不同而不同设计，倍数的差异是存在硝化速率和反硝化速率的差距，目的是降低硝化液回流比例，降低运行和投资费用，也极大地提高了脱氮效率。

在一些实施例中，进水管与高效分段式进水反应器连接，进水管分为三个进水支管，三个进水支管分别与一段缺氧池反应器、二段缺氧池反应器、三段缺氧池反应器连接。缺氧主要进行反硝化需要碳源，此处进行COD的消耗；另外水质中硝态氮在此处去除；进水管直接通至好氧池，排口COD有风险。

在一些实施例中，出水口位置与一段缺氧池反应器通过污泥回流管连接。

第二方面，一种针对高氮磷废水的高效同步脱氮除磷***，包括厌氧反应器、两个上述的高效分段式进水反应器、固液分离装置，厌氧反应器的出水口与固液分离装置连接，固液分离装置的出液口分别与两个高效分段式进水反应器连接，进水管分别与厌氧反应器、两个高效分段式进水反应器连接，超越管与固液分离装置连接。

超越管和进水管均是污水进管，超越管通入的污水为车间生产中产生的难降解废水和适宜用于反硝化碳源的污水，进水管的进水相比于超越管的污水是主要的氮磷元素来源，经过厌氧处理后更适宜于除氮除磷反应的发生。

在一些实施例中，两个高效分段式进水反应器分为一段高效分段式进水反应器和二段高效分段式进水反应器，一段高效分段式反应器的出水进入二段高效分段式进水反应器。本发明设计了两个高效分段式进水反应器为了取消或降低消化液回流，而且能够进一步对污水进行处理。

在一些实施例中，所述高效同步脱氮除磷***包括沉淀装置，二段高效分段式进水反应器的出水进入沉淀装置，沉淀装置的污泥通过污泥管路进入一段高效分段式反应器。通过沉淀装置定时向一段高效分段式反应器中补入污泥。

在一些实施例中，厌氧反应器内部由下至上依次设置第一层三相分离器、第二层三相分离器，厌氧反应器的顶部外侧设置气水分离器，第一层三相分离器、第二层三相分离器分别与气水分离器分别通过上升管连接，厌氧反应器内部的底部设置布水器，布水器与气水分离器通过沉降管连接，厌氧反应器的外侧设置水封罐、火炬，气水分离器与水封罐连接，水封罐与火炬连接。

在一些实施例中，所述高效同步脱氮除磷***包括风机，二段高效分段式进水反应器的好氧池反应器内部设置曝气装置，风机与二段高效分段式进水反应器的曝气装置连接。

在一些实施例中，所述高效同步脱氮除磷***包括沼气装置、火炬，厌氧反应器的顶部出气口与沼气装置连接，沼气装置与火炬连接。

在一些实施例中，厌氧反应器的出水口设置回水管与进水管连接。

第三方面，利用上述***的高效同步脱氮除磷方法，具体步骤为：

一部分原污水进入厌氧反应器得到的处理水和难降解废水进入固液分离装置，然后分别进入两个高效分段式进水反应器，另一部分原污水分别进入两个高效分段式进水反应器，在两个高效分段式进水反应器中进行缺氧和好氧处理，在厌氧反应器进行厌氧反应。

在一些实施例中，厌氧反应器的出水PH7-8，进水温度为25-35℃。

在一些实施例中，厌氧反应器的出水进入一段缺氧池反应器、二段缺氧池反应器、三段缺氧池反应器的流量配比为10-40％：10-60％：10-30％。厌氧反应器将污水水质去除90％左右的COD同时，进行有机氮的氨化作用转化以及厌氧释磷，本发明中根据高效分段式进水反应器的进水水质以及排口水质标准的要求，结合经验及计算的过程得到三段的流量配比。最后一段反应器对接排口，考虑到排口总氮要求，最后一个进水比例正常约10％左右，目的是取消或极大降低消化液回流、降低能耗；一段和二段的流量配比，是发明人根据水质不同及加强脱氮除磷效果，总结得到的数据。

在一些实施例中，高效分段式进水反应器的原污水、厌氧反应器出水的流量根据水质中总氮负荷决定。

在一些实施例中，高效分段式进水反应器中污泥回流比控制50-200％，每个单独的反应器内污泥浓度MLSS为2000-8000mg/L。

在一些实施例中，高效分段式进水反应器的好氧池反应器内控制参数为DO0-4mg/L(不为0)、C/N比值为1-4。控制硝化反应在亚硝化段，减少碳源量的补充，也间接减少了好氧污泥的产生量，降低了好氧污泥处置费用。

本发明的有益效果：

1)节省了占地面积，减少了基建投资费用；

2)提高了总氮、总磷的去除效果；

3)减少了好氧池污泥产生量，降低了污泥处置费用；

4)减少了风机风量、回流泵流量的需求，节省了投资费用和运行成本；

5)无需投加补充碱度的药剂，节省了药剂的费用；

6)较大程度的实现自动化仪表配置，包括目标污染物浓度、ph、浓度计等，减少人员投入和繁琐操作。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的针对高氮磷废水的高效同步脱氮除磷***结构图；

图2为本发明的高效分段式(AMAO)进水反应器的俯视图；

其中，1-进水管；2-分水阀门组；3-回流泵；4-厌氧反应器；5-超越管；6-排水进水管；7-固液分离装置；8-高效分段式进水反应器；9-污泥回流泵；10-沉淀装置；11-风机；12-布水器；13-第一层三相分离器；14-第二层三相分离器；15-沉降管；16-汽水分离器；17-沼气管；18-上升管；19-取样管；20-水封罐；21-火炬；22-高效分段式反应***；23-一段缺氧池反应器；24-连通管；25-一段好氧池反应器；26-二段缺氧池反应器；27-二段好氧池反应器；28-三段缺氧池反应器；29-三段好氧池反应器；30-出水管；31-污泥回流管；32-进水主管；33-一段进水支管；34-二段进水支管；35-三段进水支管；36-污水流向。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

厌氧反应器为PEIC厌氧反应器4(或称厌氧反应器)，PEIC厌氧反应器4内设置第一层三相分离器13、第二层三相分离器14，第一层三相分离器13的下部设有布水器12，布水器12通过沉降管(内回流管)15与汽水分离器16连接，汽水分离器16通过沼气管17与水封罐20连接，水封罐20与火炬21连接，第二层三相分离器14和第一层三相分离器13与汽水分离器16分别通过上升管18连接。

进水由厌氧反应器4的底部进入，与厌氧微生物均匀混合，大部分有机物转化成沼气，产生的沼气被第一层三相分离器13收集，沼气通过上升管18上升进入汽水分离器16，分离出沼气从沼气管17排走，分离出的泥水混合液沿着沉降管15返回厌氧反应器4的底部，第二层三相分离器14的工作过程与第一层三相分离器13相同，第一层三相分离器13、第二层三相分离器14分离得到的处理水一部分从厌氧反应器4顶部一侧的排水口溢流排出进入排水进水管6，另一部分通过回流泵3、分水阀门组2回到厌氧反应器4的底部。

厌氧反应器4的内部回流是利用汽提原理，沼气的提升带动水流的提升，上层与下层的气室之间存在压力差。

厌氧反应器4的底部连接取样管19，可以对厌氧反应器4内部的污水进行监测。

如图2所示，高效分段式(AMAO)进水反应器沿着进水口至出水口的方向依次排列设置一段缺氧池反应器23、一段好氧池反应器25、二段缺氧池反应器26、二段好氧池反应器27、三段缺氧池反应器28、三段好氧池反应器29，二段好氧池反应器27的容积为一段缺氧池反应器23容积的1.5倍，三段缺氧反应池29容积为一段缺氧池反应器23容积的1.5倍，三段好氧池反应器29容积等于2倍一段缺氧池反应器23容积，横向相邻的两个反应器之间通过连通管24相通，三段好氧池反应器29的出口通过出水管30排出。

高效分段式进水反应器出水口位置与一段缺氧池反应器通过污泥回流管31连接。

由图2中可以看到污水流向36，说明本发明的高效分段式进水反应器8的高效分段式(AMAO)进水反应***22的内部水流是折流对角流动的，从每个反应器的一端进入从相对的另一端流出。

进水管通过一个进水总管32粉尘三个进水支管，三个进水支管分别与三段缺氧池反应器连接，厌氧反应器出水分别进入三个支管，三个进水支管分别为一段进水支管33、二段进水支管34、三段进水支管35，三个支管的流量分配比为10-40％：10-60％：10-30％，三段分别进水具有提高处理效果的作用，三段的进水流量不同，其中第二段的进水流量较大，一段和三段进水量较小，实现了进水流量的合理分配，有利于提高污水的处理效果，降低硝化液回流比。

反应器内部含有PH计、DO仪、污泥浓度计、COD探头、氨氮探头、总氮探头、总磷探头等，通过探头数据的反馈结合PLC程序的连锁与相关的仪表阀门联动运行。

由图1所示，本发明的高效同步脱氮除磷***包括厌氧反应器、两个上述的高效分段式进水反应器8、固液分离装置7，厌氧反应器4的出水口与固液分离装置7连接，固液分离装置7的出液口分别与两个高效分段式进水反应器8连接，进水管4分别与厌氧反应器4、两个高效分段式进水反应器8连接，超越管5与固液分离装置7连接。

两个高效分段式进水反应器8分别为一段高效分段式进水反应器和二段高效分段式进水反应器，一段高效分段式反应器的出水进入二段高效分段式进水反应器。

超越管5的难降解废水及原污水与厌氧反应器4的出水混合后分为三个支管分别进入三段缺氧池反应器。难降解废水和原污水分别经过三段缺氧池反应器和好氧池反应器进行处理，最后得到处理后的水。超越管5通入的难降解废水是指车间生产中产生的难降解废水和适宜用于反硝化碳源的污水。

二段高效分段式进水反应器的出水进入沉淀装置10，沉淀装置10的污泥通过污泥管路进入一段高效分段式反应器。由于二段高效分段式进水反应器的出水中携带一些污泥，而且一段高效分段式进水反应器的出水进入二段高效分段式进水反应器，所以沉淀装置通过污泥回流泵9向一段高效分段式进水反应器中补入污泥。

反应器的好氧池反应器底部设置曝气装置，风机11与曝气装置连接。可以向好氧池中补入空气，有助于好氧微生物处理污水的特征污染因子。

本发明的高效同步脱氮除磷方法，一部分原污水进入厌氧反应器4得到的处理水和难降解废水进入固液分离装置7，然后分别进入两个高效分段式进水反应器8，另一部分原污水分别进入两个高效分段式进水反应器8，在两个高效分段式进水反应器8中进行缺氧和好氧处理，在厌氧反应器4进行厌氧反应。

本发明的高效同步脱氮除磷方法是针对具有高总氮(500mg/L以上)、高总磷(70mg/L以上)的水质进行处理的方法和***。以本发明的三段式高效分段式进水反应器为例，原污水的总氮为600mg/L，总磷为100mg/L。通过本发明的高效同步脱氮除磷***进行处理，得到的高效分段式进水反应器的出水的总氮浓度为15mg/L以内，总磷浓度为20mg/L以内。

可以得到，本发明的高效同步脱氮除磷方法和***具有较好的总氮、总磷的去除率。而且，高效分段式(AMAO)进水反应器的设置解决了脱氮除磷菌种污泥龄相矛盾的问题；解决了为了去除总氮需要补加大量碳源，会产生大量的好氧污泥，本发明中好氧污泥进行回流，并且通过高效分段式(AMAO)进水反应器的设置，应用生物竞争的机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖，将丝状菌控制在合理的范围内，从而减少丝状笝污泥膨胀的发生；高效分段式(AMAO)进水反应器的设置具有占地面积小，处理效果好的特点；高效分段式(AMAO)进水反应器的设置降低了硝化液回流比。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效分段式(AMAO)进水反应器，其特征在于：为一种箱体密封结构，箱体的两端分别设置进水口和出水口，沿着进水口至出水口的方向依次排列布置2-4段反应器，每段反应器包括缺氧池反应器和好氧池反应器，箱体内部缺氧池反应器和好氧池反应器间隔设置，若干反应器之间相互连通。

2.根据权利要求1所述的高效分段式(AMAO)进水反应器，其特征在于：沿着进水口至出水口的方向横向依次排列设置一段缺氧池反应器、一段好氧池反应器、二段缺氧池反应器、二段好氧池反应器、三段缺氧池反应器、三段好氧池反应器，纵向独立的两个反应器顶部相通，一段好氧池反应器的容积、一段缺氧池反应器容积、二段缺氧池反应器容积相等，二段好氧池反应器的容积为一段缺氧池反应器容积的1.5倍，三段缺氧反应池容积为一段缺氧池反应器容积的1.5倍，三段好氧池反应器容积等于2倍一段缺氧池反应器容积，横向相邻的两个反应器之间通过连通管相通，每个反应器的进水口和出水口位于反应器相对的两端。

3.根据权利要求1所述的高效分段式(AMAO)进水反应器，其特征在于：进水管与高效分段式进水反应器连接，进水管分为三个进水支管，三个进水支管分别与一段缺氧池反应器、二段缺氧池反应器、三段缺氧池反应器连接。

4.根据权利要求1所述的高效分段式(AMAO)进水反应器，其特征在于：出水口位置与一段缺氧池反应器通过污泥回流管连接。

5.一种针对高氮磷废水的高效同步脱氮除磷***，其特征在于：包括厌氧反应器、两个权利要求1-4任一所述的高效分段式进水反应器、固液分离装置，厌氧反应器的出水口与固液分离装置连接，固液分离装置的出液口分别与两个高效分段式进水反应器连接，进水管分别与厌氧反应器、两个高效分段式进水反应器连接，超越管与固液分离装置连接。

6.根据权利要求5所述的高氮磷废水的高效同步脱氮除磷***，其特征在于：两个高效分段式进水反应器分为一段高效分段式进水反应器和二段高效分段式进水反应器，一段高效分段式反应器的出水进入二段高效分段式进水反应器。

7.根据权利要求5所述的高氮磷废水的高效同步脱氮除磷***，其特征在于：所述高效同步脱氮除磷***包括沉淀装置，二段高效分段式进水反应器的出水进入沉淀装置，沉淀装置的污泥通过污泥管路进入一段高效分段式反应器。

8.根据权利要求5所述的高氮磷废水的高效同步脱氮除磷***，其特征在于：所述高效同步脱氮除磷***包括风机，二段高效分段式进水反应器的好氧池反应器内部设置曝气装置，风机与二段高效分段式进水反应器的曝气装置连接；

或，所述高效同步脱氮除磷***包括沼气装置、火炬，厌氧反应器的顶部出气口与沼气装置连接，沼气装置与火炬连接；

厌氧反应器的出水口设置回水管与进水管连接。

9.利用权利要求5-8任一所述的高效同步脱氮除磷***的高效同步脱氮除磷方法，其特征在于：具体步骤为：

一部分原污水进入厌氧反应器得到的处理水和难降解废水进入固液分离装置，然后分别进入两个高效分段式进水反应器，另一部分原污水分别进入两个高效分段式进水反应器，在两个高效分段式进水反应器中进行缺氧和好氧处理，在厌氧反应器进行厌氧反应；

优选的，厌氧反应器的出水PH7-8，进水温度为25-35℃；

优选的，高效分段式进水反应器的原污水、厌氧反应器出水的流量根据C/N比2-4:1混合；

优选的，高效分段式进水反应器中污泥回流比控制50-200％，每个单独的反应器内污泥浓度MLSS为2000-8000mg/L；

优选的，反应器内控制的参数为DO 0-4mg/L、C/N比值为1-4。

10.根据权利要求9所述的高效同步脱氮除磷方法，其特征在于：厌氧反应器的出水进入一段缺氧池反应器、二段缺氧池反应器、三段缺氧池反应器的流量配比为10-40％：10-60％：10-30％。

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