CN115650523B - 紫外-过氧化氢预处理耦合硝化-短程反硝化-厌氧氨氧化处理含氮石化废水的装置及方法 - Google Patents
紫外-过氧化氢预处理耦合硝化-短程反硝化-厌氧氨氧化处理含氮石化废水的装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115650523B CN115650523B CN202211423224.4A CN202211423224A CN115650523B CN 115650523 B CN115650523 B CN 115650523B CN 202211423224 A CN202211423224 A CN 202211423224A CN 115650523 B CN115650523 B CN 115650523B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen peroxide
- peristaltic pump
- water tank
- water inlet
- membrane bioreactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 74
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Substances OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 12
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 126
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 112
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 69
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 67
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 15
- JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N ON=O.ON=O.ON=O.N Chemical compound ON=O.ON=O.ON=O.N JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 243
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 claims description 70
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 45
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 35
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 26
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 24
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 23
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 11
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 10
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 7
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 claims description 6
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000009303 advanced oxidation process reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001651 autotrophic effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
紫外‑过氧化氢预处理耦合硝化‑短程反硝化‑厌氧氨氧化处理含氮石化废水的装置及方法，属于污水处理领域。调节石化废水pH＝3，之后部分废水通过紫外‑过氧化氢预处理装置进行高级氧化预处理，将其中的有机物进行降解和矿化并释放氨氮。另部分废水进入好氧膜生物反应器进行全程硝化，含有硝态氮的硝化出水与高级氧化预处理后含有氨氮的出水混合进入一体化短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器中，并投加适量的外碳源，使氨氮与硝态氮质量浓度比为1的混合废水在一体化短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器中发生反应，硝态氮在反硝化菌的作用下被转化为亚硝态氮，同时厌氧氨氧化菌利用氨氮和亚硝态氮进行厌氧氨氧化反应脱氮。该方法解决处理效率低、处理能耗高等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种紫外-过氧化氢耦合短程反硝化-厌氧氨氧化处理石化废水的装置及方法，属于污水处理领域。
背景技术
我国经济持续快速增长，我国也从农业大国演进为工业制造大国。工业不仅是我国国民经济的核心主体，也是我国水资源消耗和污染物排放的主要源头。石油化工行业作为六大高能行业之一，其废水年排放量约超过20亿吨。但石化废水处理却面临处理难度大、处理后搁置或后置、排放标准严格导致外排压力大等困难。因此对石化行业废水处理技术需求迫在眉睫。
石化废水中氨氮，有机铵、有机物浓度高，具有低COD/N比值和BOD/COD比值，可利用碳源不足且可生化性差等特点。目前对于石化废水主要采用气浮预处理和传统的硝化反硝化进行脱氮除碳。该工艺需要充分的曝气来进行氨氮以及部分有机铵、有机物的氧化，并且由于该废水可利用的碳源不足导致反硝化脱氮无法充分完成，最终出水COD、总氮、氨氮难以达标。由于较高的曝气能耗以及额外投加大量的有机碳源，导致该废水处理成本在6.8元/吨。而高级氧化耦合厌氧氨氧化工艺为解决对石化废水经济高效治理提供的新方向。
作为预处理工艺，紫外-过氧化氢高级氧化工艺具有降解效率高、反应装置简单等特点。采用紫外光解以及紫外催化过氧化氢中的羟基自由基的生成来降解石化废水中的有机物，包括有机铵、难降解有机物、毒性物质等，提高了有机氮向无机氮的转化，同时降碳解毒，有利于后续生化处理。
作为生化处理主要工艺，厌氧氨氧化属于自养脱氮过程，反应无需曝气和碳源，该过程由厌氧氨氧化菌以亚硝态氮为电子受体，氨氮为电子供体，在缺氧环境下将氨氮氧化为氮气。因此利用厌氧氨氧化技术处理石化废水脱氮具有节省曝气能耗和碳源等优点。而厌氧氨氧化工艺与短程反硝化工艺耦合更是可以实现废水的稳定深度脱氮。。
发明内容
本发明公开了紫外-过氧化氢预处理耦合硝化-短程反硝化-厌氧氨氧化处理含氮石化废水的装置及方法。调节石化废水pH＝3，之后一半的废水通过紫外-过氧化氢预处理装置进行高级氧化预处理，将其中的有机物进行降解和矿化并释放氨氮。另一半废水进入好氧膜生物反应器进行全程硝化，含有硝态氮的硝化出水与高级氧化预处理后含有氨氮的出水混合进入一体化短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器中，并投加适量的外碳源，使氨氮与硝态氮质量浓度比为1的混合废水在一体化短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器中发生反应，硝态氮在反硝化菌的作用下被转化为亚硝态氮，同时厌氧氨氧化菌利用氨氮和亚硝态氮进行厌氧氨氧化反应脱氮。该方法为石化废水经济高效脱氮除碳提供新的思路，解决其处理效率低、处理能耗高等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：紫外-过氧化氢耦合短程反硝化-厌氧氨氧化处理石化废水的装置，其特征在于：
包括：进水水箱(1)、紫外-过氧化氢预处理反应器(2)、好氧膜生物反应器(3)、中间水箱 (4)、短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器(5)；
所述紫外-过氧化氢预处理反应器(2)包括第一蠕动泵(2.1)、第一进水口(2.2)、酸性pH 调节水箱(2.3)、酸性pH调节蠕动泵(2.4)、酸性pH调节进水口(2.5)、加药水箱(2.6)、加药蠕动泵(2.7)、加药进水口(2.8)、pH测定仪(2.9)、搅拌器(2.10)、紫外灯(2.11)、第一出水口(2.12)、第一出水泵(2.13)；所述好氧膜生物反应器(3)包括第二蠕动泵(3.1)、第二进水口 (3.2)、pH/DO测定仪(3.3)、搅拌桨(3.4)、进水液位控制器(3.5)、出水液位控制器(3.6)、中空纤维膜(3.7)、气泵(3.8)、气体流量计(3.9)、曝气盘(3.10)、压力表(3.11)、第二出水泵(3.12)；所述中间水箱(4)包括碱性pH调节水箱(4.1)、碱性pH调节蠕动泵(4.2)、pH测定仪(4.3)；所述短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器(5)包括第三进水泵(5.1)、第三进水口(5.2)、碳源水箱(5.3)、碳源投加泵(5.4)、碳源进水口(5.5)、pH/DO测定仪(5.6)、搅拌桨(5.7)、进水液位控制器(5.8)、出水液位控制器(5.9)、中空纤维膜(5.10)、压力表(5.11)、第二出水泵(5.12)；
所述进水水箱(1)中的一半的石化废水、酸性pH调节水箱(2.3)中的酸性溶液以及加药水箱(2.6)中的过氧化氢溶液分别通过第一蠕动泵(2.1)从第一进水口(2.2)、酸性pH调节蠕动泵 (2.4)从酸性pH调节进水口(2.5)以及加药蠕动泵(2.7)从加药进水口(2.8)泵入紫外-过氧化氢预处理反应器(2)，出水通过第一出水泵(2.13)从第一出水口(2.12)排入中间水箱(4)；进水水箱(1)中的一半的石化废水通过第二蠕动泵(3.1)从第二进水口(3.2)泵入好氧膜生物反应器(3)，出水通过第二排水口排入中间水箱(4)；碱性pH调节水箱中的碱性溶液通过践行pH 调节蠕动泵泵入中间水箱(4)；中间水箱(4)中的石化废水和碳源水箱(5.3)中的碳源溶液分别通过第三进水泵(5.1)从第三进水口(5.2)和碳源投加泵(5.4)从碳源进水口泵入短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器(5)。
2.应用所述装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)***的启动：
(1.1)紫外-过氧化氢预处理反应器的启动：将进水水箱(1)中的NH4 +-N为50-100mg/L,COD 为500-800mg/L的石化废水通过第一蠕动泵(2.1)泵入紫外-过氧化氢预处理反应器(2)后，将酸性pH调节水箱中的酸性溶液通过酸性pH调节蠕动泵(2.4)泵入紫外-过氧化氢预处理反应器 (2)，调节反应器中的石化废水pH值至3；设置批次试验，投加体积为紫外-过氧化氢预处理反应器容积的0.2％至0.8％的质量浓度为30％的过氧化氢溶液，反应4小时后测定出水COD、NH4 +-N，并计算COD矿化率以及氨氮释放率指标；当上述指标达满足COD矿化率≧60，氨氮释放率≧20％时，取投加的过氧化氢溶液的最小体积作为反应条件；
(1.2)好氧膜生物反应器的启动：接种污泥为污水厂二沉池回流污泥，接种后的污泥浓度保持在2000-3000mg/L，水力停留时间为6h，室温下运行；将进水水箱(1)中的NH4 +-N为50-100mg/L, COD为500-800mg/L的石化废水通过第二蠕动泵(3.1)泵入好氧膜生物反应器(3)中，利用气泵(3.8)、气体流量计(3.9)和曝气盘(3.10)进行曝气，使溶解氧保持在2-3mg/L；当废水中的氨氮全部被氧化为硝态氮且稳定运行15天以上认为好氧膜生物反应器启动成功；
(1.3)短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器的启动：接种污泥为污水厂二沉池回流污泥和厌氧氨氧化颗粒污泥后，保持污泥浓度在4000-5000mg/L，水力停留时间为6h，室温下运行；中间水箱(4)中的紫外-过氧化氢预处理反应器出水与好氧膜生物反应器出水混合并通过碱性pH调节蠕动泵(4.2)将碱性pH调节水箱(4.1)中的碱性溶液泵入中间水箱(4)混合至石化废水的pH 值为7-8后，通过第三进水泵(5.1)泵入短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器(5)，同时碳源水箱(5.3)中的碳源溶液通过碳源投加泵(5.4)泵入短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器(5)，当出水氨氮与硝态氮的浓度均＜5mg/L并稳定运行15天以上认为短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器启动成功；
(2)***的运行:
(2.1)紫外-过氧化氢预处理反应器的运行：NH4 +-N为50-100mg/L,COD为500-800mg/L的石化废水通过第一蠕动泵(2.1)泵入紫外-过氧化氢预处理反应器(2)后，将酸性pH调节水箱中的酸性溶液通过酸性pH调节蠕动泵(2.4)泵入紫外-过氧化氢预处理反应器(2)，调节反应器中的石化废水pH值至3后，将加药水箱(2.6)中的30％过氧化氢溶液按启动阶段确定的最佳浓度通过加药蠕动泵(2.7)一次性从加药进水口(2.8)泵入至紫外-过氧化氢预处理反应器(2)并开启紫外灯进行4h反应，反应结束后出水通过第一出水泵(2.13)从第一出水口泵入中间水箱(4)；
(2.2)好氧膜生物反应器的运行：NH4 +-N为50-100mg/L,COD为500-800mg/L的石化废水通过第二蠕动泵(3.1)从第二进水口泵入好氧膜生物反应器(3)，水力停留时间为6h，室温下运行，利用气泵(3.8)、气体流量计(3.9)和曝气盘(3.10)进行曝气，采用DO/pH检测器(3.3) 监测溶解氧并保持在2-3mg/L；当液位达到好氧膜生物反应器的有效容积时，出水液位计(3.6) 开始工作即开始第二出水泵(3.12)工作，将反应器中的水通过中空纤维膜(3.7)和第二出水泵(3.12) 泵入中间水箱(4)；压力表(3.11)监控膜出水压力来表征中空纤维膜堵塞情况，当负压大于10Mpa 时，例如压力表显示此时为负压15Mpa，表明中空纤维膜存在堵塞情况，需要进行清洗及替换；当未及时缓解膜堵塞问题时，液位增长至好氧膜生物反应器的有效容积，进水液位控制器开始工作即停止第二蠕动泵(3.1)工作防止污泥混合液溢流以及污泥流失；废水中的氨氮通过硝化菌氧化为硝态氮，含有硝态氮的出水排入中间水箱(4)；
(2.3)短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器的运行：碱性pH调节水箱中的碱性溶液通过碱性 pH调节蠕动泵泵入中间水箱(4)，通过pH检测器(4.3)监测pH值并调节中间水箱(4)中的混合石化废水pH为7-8；pH值为7-8，氨氮与硝态氮质量浓度比为1的混合石化废水和碳源溶液分别通过第三蠕动泵(5.1)从第三进水口(5.2)和碳源进水泵(5.4)从碳源进水口(5.5)泵入短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器(5)；短程反硝化菌将氨氮还原为亚硝态氮，同时厌氧氨氧化菌将剩余的氨氮和亚硝态氮去除转化为氮气；压力表(5.11)监控膜出水压力来表征中空纤维膜堵塞情况，当负压大于10Mpa时，例如压力表显示此时为负压15Mpa，表明中空纤维膜存在堵塞情况，需要进行清洗及替换；当未及时缓解膜堵塞问题时，液位增长至短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器的有效容积，进水液位控制器开始工作即停止第三蠕动泵(5.1)工作防止污泥混合液溢流以及污泥流失；当液位达到短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器的有效容积时，出水液位计(5.9)开始工作即开始第三出水泵(5.12)工作，将反应器中的水通过中空纤维膜(5.10)和第三出水泵(3.12) 排出。
本发明具有以下优势：
1)通过紫外-过氧化氢高级氧化预处理，实现石化废水中有机铵到氨氮的高效转化以及达到降碳解毒作用，有利于后续生化处理以及末端出水COD达标。
2)膜生物反应器有利于颗粒厌氧氨氧化菌的持留与富集，更利于实现短程反硝化和厌氧氨氧化协同脱氮。
3)外碳源的投加除了实现短程反硝化外，也有利于实现异养菌对石化废水中难降解有机物的共代谢。
4)短程反硝化耦合厌氧氨氧化过程减少了碳源的投加，且污泥产量远小于传统硝化反硝化过程，降低了后续污泥处理成本。
综上所述，利用本发明处理石化废水，具有节省曝气能耗、减少碳源投加、高效脱氮除碳等优点。
附图说明
图1是：紫外-过氧化氢耦合短程反硝化-厌氧氨氧化处理石化废水的装置及方法。
图1中：1——进水水箱、2——紫外-过氧化氢预处理反应器、3——好氧膜生物反应器、4——中间水箱、5——短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器；2.1——第一蠕动泵、2.2——第一进水口、 2.3——酸性pH调节水箱、2.4——酸性pH调节蠕动泵、2.5——酸性pH调节进水口、2.6——加药水箱、2.7——加药蠕动泵、2.8——加药进水口、2.9——pH测定仪、2.10——搅拌器、2.11——紫外灯、2.12——第一出水口、2.13——第一出水泵、3.1——包括第二蠕动泵、3.2——第二进水口、 3.3——pH/DO测定仪、3.4——搅拌桨、3.5——进水液位控制器、3.6——出水液位控制器、3.7——中空纤维膜、3.8——气泵、3.9——气体流量计、3.10——曝气盘、3.11——压力表、3.12——第二出水泵、4.1——碱性pH调节水箱、4.2——碱性pH调节蠕动泵、4.3——pH测定仪、5.1——第三蠕动泵、5.2——第三进水口、5.3——碳源水箱、5.4——碳源投加泵、5.5——碳源进水口、5.6——pH/DO测定仪、5.7——搅拌桨、5.8——进水液位控制器、5.9——出水液位控制器、5.10——中空纤维膜、5.11——压力表、5.12——第三出水泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方案：
如图1所示，紫外-过氧化氢预处理耦合短程反硝化-厌氧氨氧化处理石化废水的装置及方法，所用装置包括：进水水箱(1)、紫外-过氧化氢预处理反应器(2)、好氧膜生物反应器(3)、中间水箱(4)、短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器(5)；其特征在于进水水箱(1)中的一半的石化废水、酸性pH调节水箱(2.3)中的酸性溶液以及加药水箱(2.6)中的过氧化氢溶液分别通过第一蠕动泵(2.1)从第一进水口(2.2)、酸性pH调节蠕动泵(2.4)从酸性pH调节进水口(2.5)以及加药蠕动泵(2.7)从加药进水口(2.8)泵入紫外-过氧化氢预处理反应器(2)，出水通过第一出水泵(2.13)从第一出水口(2.12)排入中间水箱(4)；进水水箱(1)中的一半的石化废水通过第二蠕动泵(3.1)从第二进水口(3.2)泵入好氧膜生物反应器(3)，出水通过第二排水口排入中间水箱(4)；碱性pH调节水箱中的碱性溶液通过践行pH调节蠕动泵泵入中间水箱(4)；中间水箱 (4)中的石化废水和碳源水箱(5.3)中的碳源溶液分别通过第三进水泵(5.1)从第三进水口(5.2) 和碳源投加泵(5.4)从碳源进水口泵入短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器(5)。
试验***如图1所示，紫外-过氧化氢预处理反应器采用不锈钢制成，其余各反应器均采用有机玻璃制成，紫外过氧化氢预处理反应器(2)总体积为10L，有效体积为8L；好氧膜生物反应器 (3)4L，有效体积3.5L；短程反硝化厌氧氨氧化4L，有效体积3.5L。
试验过程中，具体试验用水取自某石化工厂排放的石化废水，具体水质如下：COD浓度在 500-800mg/L，NH4 +-N浓度在50-100mg/L。
具体运行操作如下：
(1)***的启动：
(1.1)紫外-过氧化氢预处理反应器的启动：将进水水箱(1)中的NH4 +-N为50-100mg/L,COD 为500-800mg/L的石化废水通过第一蠕动泵(2.1)泵入紫外-过氧化氢预处理反应器(2)后，将酸性pH调节水箱中的酸性溶液通过酸性pH调节蠕动泵(2.4)泵入紫外-过氧化氢预处理反应器 (2)，调节反应器中的石化废水pH值至3。设置批次试验，投加体积为紫外-过氧化氢预处理反应器容积的0.2％至0.8％的质量浓度为30％的过氧化氢溶液，反应4小时后测定出水COD、NH4 +-N，并计算COD矿化率以及氨氮释放率指标。当上述指标达满足COD矿化率≧60，氨氮释放率≧20％时，取投加的过氧化氢溶液的最小体积作为反应条件。
(1.2)好氧膜生物反应器的启动：接种污泥为污水厂二沉池回流污泥，接种后的污泥浓度保持在2000-3000mg/L，水力停留时间为6h，室温下运行；将进水水箱(1)中的NH4 +-N为50-100mg/L, COD为500-800mg/L的石化废水通过第二蠕动泵(3.1)泵入好氧膜生物反应器(3)中，利用气泵(3.8)、气体流量计(3.9)和曝气盘(3.10)进行曝气，使溶解氧保持在2-3mg/L；当废水中的氨氮全部被氧化为硝态氮且稳定运行15天以上认为好氧膜生物反应器启动成功。
(1.3)短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器的启动：接种污泥为污水厂二沉池回流污泥和厌氧氨氧化颗粒污泥后，保持污泥浓度在4000-5000mg/L，水力停留时间为6h，室温下运行；中间水箱(4)中的紫外-过氧化氢预处理反应器出水与好氧膜生物反应器出水混合并通过碱性pH调节蠕动泵(4.2)将碱性pH调节水箱(4.1)中的碱性溶液泵入中间水箱(4)混合至石化废水的pH 值为7-8后，通过第三进水泵(5.1)泵入短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器(5)，同时碳源水箱(5.3)中的碳源溶液通过碳源投加泵(5.4)泵入短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器(5)，当出水氨氮与硝态氮的浓度均＜5mg/L并稳定运行15天以上认为短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器启动成功。
(2)***的运行:
(2.1)紫外-过氧化氢预处理反应器的运行：NH4 +-N为50-100mg/L,COD为500-800mg/L的石化废水通过第一蠕动泵(2.1)泵入紫外-过氧化氢预处理反应器(2)后，将酸性pH调节水箱中的酸性溶液通过酸性pH调节蠕动泵(2.4)泵入紫外-过氧化氢预处理反应器(2)，调节反应器中的石化废水pH值至3后，将加药水箱(2.6)中的30％过氧化氢溶液按启动阶段确定的最佳浓度通过加药蠕动泵(2.7)一次性从加药进水口(2.8)泵入至紫外-过氧化氢预处理反应器(2)并开启紫外灯进行4h反应，反应结束后出水通过第一出水泵(2.13)从第一出水口泵入中间水箱(4)。
(2.2)好氧膜生物反应器的运行：NH4 +-N为50-100mg/L,COD为500-800mg/L的石化废水通过第二蠕动泵(3.1)从第二进水口泵入好氧膜生物反应器(3)，水力停留时间为6h，室温下运行，利用气泵(3.8)、气体流量计(3.9)和曝气盘(3.10)进行曝气，采用DO/pH检测器(3.3) 监测溶解氧并保持在2-3mg/L；当液位达到好氧膜生物反应器的有效容积时，出水液位计(3.6) 开始工作即开始第二出水泵(3.12)工作，将反应器中的水通过中空纤维膜(3.7)和第二出水泵(3.12) 泵入中间水箱(4)；压力表(3.11)监控膜出水压力来表征中空纤维膜堵塞情况，当负压大于10Mpa 时，例如压力表显示此时为负压15Mpa，表明中空纤维膜存在堵塞情况，需要进行清洗及替换。当未及时缓解膜堵塞问题时，液位增长至好氧膜生物反应器的有效容积，进水液位控制器开始工作即停止第二蠕动泵(3.1)工作防止污泥混合液溢流以及污泥流失；废水中的氨氮通过硝化菌氧化为硝态氮，含有硝态氮的出水排入中间水箱(4)。
(2.3)短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器的运行：碱性pH调节水箱中的碱性溶液通过碱性 pH调节蠕动泵泵入中间水箱(4)，通过pH检测器(4.3)监测pH值并调节中间水箱(4)中的混合石化废水pH为7-8；pH值为7-8，氨氮与硝态氮质量浓度比为1的混合石化废水和碳源溶液分别通过第三蠕动泵(5.1)从第三进水口(5.2)和碳源进水泵(5.4)从碳源进水口(5.5)泵入短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器(5)；短程反硝化菌将氨氮还原为亚硝态氮，同时厌氧氨氧化菌将剩余的氨氮和亚硝态氮去除转化为氮气；压力表(5.11)监控膜出水压力来表征中空纤维膜堵塞情况，当负压大于10Mpa时，例如压力表显示此时为负压15Mpa，表明中空纤维膜存在堵塞情况，需要进行清洗及替换。当未及时缓解膜堵塞问题时，液位增长至短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器的有效容积，进水液位控制器开始工作即停止第三蠕动泵(5.1)工作防止污泥混合液溢流以及污泥流失；当液位达到短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器的有效容积时，出水液位计(5.9)开始工作即开始第三出水泵(5.12)工作，将反应器中的水通过中空纤维膜(5.10)和第三出水泵(3.12) 排出。
试验结果表明：***稳定运行后，紫外-过氧化氢预处理阶段可以实现70％的COD矿化率以及25％的氨氮释放率，全程硝化阶段能够实现氨氮完全硝化为硝态氮，短程反硝化厌氧氨氧化阶段，进水中的氨氮和硝氮被同步去除，出水COD小于200mg/L，出水氨氮和硝态氮均小于5mg/L，出水总氮小于20mg/L，实现了石化废水高效的脱氮除碳。
以上是本发明的具体实施例，便于该技术领域的技术人员能更好的理解和应用本发明，但本发明的实施不限于此，因此该技术领域的技术人员对本发明所做的简单改进都在本发明保护范围之内。
Claims (1)
1.紫外-过氧化氢预处理耦合短程反硝化-厌氧氨氧化处理石化废水的方法，其特征在于，该方法所用装置包括：进水水箱（1）、紫外-过氧化氢预处理反应器（2）、好氧膜生物反应器（3）、中间水箱（4）、短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器（5）；
所述紫外-过氧化氢预处理反应器（2）包括第一蠕动泵（2.1）、第一进水口（2.2）、酸性pH调节水箱（2.3）、酸性pH调节蠕动泵（2.4）、酸性pH调节进水口（2.5）、加药水箱（2.6）、加药蠕动泵（2.7）、加药进水口（2.8）、第一pH测定仪（2.9）、搅拌器（2.10）、紫外灯（2.11）、第一出水口（2.12）、第一出水泵（2.13）；所述好氧膜生物反应器（3）包括第二蠕动泵（3.1）、第二进水口（3.2）、第一pH/DO测定仪（3.3）、第一搅拌桨（3.4）、第一进水液位控制器（3.5）、第一出水液位控制器（3.6）、中空纤维膜（3.7）、气泵（3.8）、气体流量计（3.9）、曝气盘（3.10）、第一压力表（3.11）、第二出水泵（3.12）；所述中间水箱（4）包括碱性pH调节水箱（4.1）、碱性pH调节蠕动泵（4.2）、第二pH测定仪（4.3）；所述短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器（5）包括第三蠕动泵（5.1）、第三进水口（5.2）、碳源水箱（5.3）、碳源投加泵（5.4）、碳源进水口（5.5）、第二pH/DO测定仪（5.6）、第二搅拌桨（5.7）、第二进水液位控制器（5.8）、第二出水液位控制器（5.9）、中空纤维膜（5.10）、第二压力表（5.11）、第三出水泵（5.12）；
所述进水水箱（1）中的一半的石化废水、酸性pH调节水箱（2.3）中的酸性溶液以及加药水箱（2.6）中的过氧化氢溶液分别通过第一蠕动泵（2.1）从第一进水口（2.2）、酸性pH调节蠕动泵（2.4）从酸性pH调节进水口（2.5）以及加药蠕动泵（2.7）从加药进水口（2.8）泵入紫外-过氧化氢预处理反应器（2），出水通过第一出水泵（2.13）从第一出水口（2.12）排入中间水箱（4）；进水水箱（1）中的一半的石化废水通过第二蠕动泵（3.1）从第二进水口（3.2）泵入好氧膜生物反应器（3），出水通过第二排水口排入中间水箱（4）；碱性pH调节水箱中的碱性溶液通过碱性pH调节蠕动泵泵入中间水箱（4）；中间水箱（4）中的石化废水和碳源水箱（5.3）中的碳源溶液分别通过第三蠕动泵（5.1）从第三进水口（5.2）和碳源投加泵（5.4）从碳源进水口泵入短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器（5）；
该方法包括以下步骤：
（1）***的启动：
（1.1）紫外-过氧化氢预处理反应器的启动：将进水水箱（1）中的NH4 +-N为50-100 mg/L,COD为500-800 mg/L的石化废水通过第一蠕动泵（2.1）泵入紫外-过氧化氢预处理反应器（2）后，将酸性pH调节水箱中的酸性溶液通过酸性pH调节蠕动泵（2.4）泵入紫外-过氧化氢预处理反应器（2），调节反应器中的石化废水pH值至3；设置批次试验，投加体积为紫外-过氧化氢预处理反应器容积的0.2%至0.8%的质量浓度为30%的过氧化氢溶液，反应4小时后测定出水COD、NH4 +-N，并计算COD矿化率以及氨氮释放率指标；当上述指标达满足COD矿化率≧60，氨氮释放率≧20%时，取投加的过氧化氢溶液的最小体积作为反应条件；
（1.2）好氧膜生物反应器的启动：接种污泥为污水厂二沉池回流污泥，接种后的污泥浓度保持在2000-3000 mg/L，水力停留时间为6h，室温下运行；将进水水箱（1）中的NH4 +-N为50-100 mg/L, COD为500-800 mg/L的石化废水通过第二蠕动泵（3.1）泵入好氧膜生物反应器（3）中，利用气泵（3.8）、气体流量计（3.9）和曝气盘（3.10）进行曝气，使溶解氧保持在2-3mg/L；当废水中的氨氮全部被氧化为硝态氮且稳定运行15 天以上认为好氧膜生物反应器启动成功；
（1.3）短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器的启动：接种污泥为污水厂二沉池回流污泥和厌氧氨氧化颗粒污泥后，保持污泥浓度在4000-5000 mg/L，水力停留时间为6h，室温下运行；中间水箱（4）中的紫外-过氧化氢预处理反应器出水与好氧膜生物反应器出水混合并通过碱性pH调节蠕动泵（4.2）将碱性pH调节水箱（4.1）中的碱性溶液泵入中间水箱（4）混合至石化废水的pH值为7-8后，通过第三蠕动泵（5.1）泵入短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器（5），同时碳源水箱（5.3）中的碳源溶液通过碳源投加泵（5.4）泵入短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器（5），当出水氨氮与硝态氮的浓度均＜5 mg/L并稳定运行15天以上认为短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器启动成功；
（2）***的运行:
（2.1）紫外-过氧化氢预处理反应器的运行：NH4 +-N为50-100 mg/L, COD为500-800 mg/L的石化废水通过第一蠕动泵（2.1）泵入紫外-过氧化氢预处理反应器（2）后，将酸性pH调节水箱中的酸性溶液通过酸性pH调节蠕动泵（2.4）泵入紫外-过氧化氢预处理反应器（2），调节反应器中的石化废水pH值至3后，将加药水箱（2.6）中的30%过氧化氢溶液按启动阶段确定的最佳浓度通过加药蠕动泵（2.7）一次性从加药进水口（2.8）泵入至紫外-过氧化氢预处理反应器（2）并开启紫外灯进行4h反应，反应结束后出水通过第一出水泵（2.13）从第一出水口泵入中间水箱（4）；
（2.2）好氧膜生物反应器的运行：NH4 +-N为50-100 mg/L, COD为500-800 mg/L的石化废水通过第二蠕动泵（3.1）从第二进水口泵入好氧膜生物反应器（3），水力停留时间为6h，室温下运行，利用气泵（3.8）、气体流量计（3.9）和曝气盘（3.10）进行曝气，采用第一pH/DO测定仪（3.3）监测溶解氧并保持在2-3 mg/L；当液位达到好氧膜生物反应器的有效容积时，第一出水液位控制器（3.6）开始工作即开始第二出水泵（3.12）工作，将反应器中的水通过中空纤维膜（3.7）和第二出水泵（3.12）泵入中间水箱（4）；第一压力表（3.11）监控膜出水压力来表征中空纤维膜堵塞情况，当负压大于10 Mpa时表明中空纤维膜存在堵塞情况，需要进行清洗及替换；当未及时缓解膜堵塞问题时，液位增长至好氧膜生物反应器的有效容积，进水液位控制器开始工作即停止第二蠕动泵（3.1）工作防止污泥混合液溢流以及污泥流失；废水中的氨氮通过硝化菌氧化为硝态氮，含有硝态氮的出水排入中间水箱（4）；
（2.3）短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器的运行：碱性pH调节水箱中的碱性溶液通过碱性pH调节蠕动泵泵入中间水箱（4），通过第二pH测定仪（4.3）监测pH值并调节中间水箱（4）中的混合石化废水pH为7-8；pH值为7-8，氨氮与硝态氮质量浓度比为1的混合石化废水和碳源溶液分别通过第三蠕动泵（5.1）从第三进水口（5.2）和碳源投加泵（5.4）从碳源进水口（5.5）泵入短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器（5）；短程反硝化菌将氨氮还原为亚硝态氮，同时厌氧氨氧化菌将剩余的氨氮和亚硝态氮去除转化为氮气；第二压力表（5.11）监控膜出水压力来表征中空纤维膜堵塞情况，当负压大于10 Mpa时，表明中空纤维膜存在堵塞情况，需要进行清洗及替换；当未及时缓解膜堵塞问题时，液位增长至短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器的有效容积，进水液位控制器开始工作即停止第三蠕动泵（5.1）工作防止污泥混合液溢流以及污泥流失；当液位达到短程反硝化厌氧氨氧化膜生物反应器的有效容积时，第二出水液位控制器（5.9）开始工作即开始第三出水泵（5.12）工作，将反应器中的水通过中空纤维膜（5.10）和第三出水泵（5.12）排出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211423224.4A CN115650523B (zh) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | 紫外-过氧化氢预处理耦合硝化-短程反硝化-厌氧氨氧化处理含氮石化废水的装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211423224.4A CN115650523B (zh) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | 紫外-过氧化氢预处理耦合硝化-短程反硝化-厌氧氨氧化处理含氮石化废水的装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115650523A CN115650523A (zh) | 2023-01-31 |
| CN115650523B true CN115650523B (zh) | 2024-07-02 |
Family
ID=85022107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211423224.4A Active CN115650523B (zh) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | 紫外-过氧化氢预处理耦合硝化-短程反硝化-厌氧氨氧化处理含氮石化废水的装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115650523B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108395052A (zh) * | 2017-02-08 | 2018-08-14 | 鞍钢股份有限公司 | 一种高效处理焦化剩余氨水的方法 |
| CN113200600A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-08-03 | 北京工业大学 | 半短程硝化厌氧氨氧化串联短程反硝化厌氧氨氧化处理高氨氮有机物废水的装置与方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112250180B (zh) * | 2020-09-24 | 2022-03-15 | 北京工业大学 | 半短程硝化-厌氧氨氧化耦合硫自养反硝化实现生活污水深度脱氮的装置与方法 |
| CN113461156A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-10-01 | 光大水务科技发展（南京）有限公司 | 一种促进短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化的污水处理方法 |
-
2022
- 2022-11-15 CN CN202211423224.4A patent/CN115650523B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108395052A (zh) * | 2017-02-08 | 2018-08-14 | 鞍钢股份有限公司 | 一种高效处理焦化剩余氨水的方法 |
| CN113200600A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-08-03 | 北京工业大学 | 半短程硝化厌氧氨氧化串联短程反硝化厌氧氨氧化处理高氨氮有机物废水的装置与方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115650523A (zh) | 2023-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110143725B (zh) | 混合污泥发酵液为碳源连续流短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺处理城市污水装置和方法 | |
| CN110510739B (zh) | 一种通过羟胺实现连续流aoa生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置与方法 | |
| CN113428979B (zh) | 基于生物膜的两段式强化pdamox工艺同步处理硝酸盐废水和生活污水的方法 | |
| CN112390362A (zh) | 短程硝化/厌氧氨氧化后接短程反硝化/厌氧氨氧化高效处理氨氮废水的***和方法 | |
| CN109205954A (zh) | 微电解催化氧化、生化处理高浓度废水工艺 | |
| CN112456643A (zh) | 城市污水处理厂主流与侧流区生物膜循环交替实现部分厌氧氨氧化深度脱氮除磷***与方法 | |
| CN110950429A (zh) | 一种处理生活污水的厌氧氨氧化方法及其*** | |
| JP3925902B2 (ja) | 生物学的窒素除去方法及びその装置 | |
| CN116553722A (zh) | 一种降本增效的a/a/o污水处理***及方法 | |
| CN110759585A (zh) | 一种去除污水中总氮装置及方法 | |
| CN214399974U (zh) | 一种无污泥回流的折流式活性污泥生物脱氮设备 | |
| CN114212885A (zh) | 两级全程氨氧化-短程反硝化厌氧氨氧化处理主流低碳氮比生活污水的装置与方法 | |
| CN114212884A (zh) | 两段进水a/o/a实现生活污水双短程耦合厌氧氨氧化sfbbr深度脱氮的装置与方法 | |
| Lacalle et al. | Combined anaerobic/aerobic (UASB+ UBAF) system for organic matter and nitrogen removal from a high strength industrial wastewater | |
| JP3656426B2 (ja) | アンモニア性窒素の生物学的処理方法 | |
| CN111777292A (zh) | 一种低碳氮比餐厨垃圾发酵废水aoa生物膜处理***及方法 | |
| CN115650523B (zh) | 紫外-过氧化氢预处理耦合硝化-短程反硝化-厌氧氨氧化处理含氮石化废水的装置及方法 | |
| CN215855353U (zh) | 一种处理有机氮废水的生物除碳脱氮的一体化反应器 | |
| CN106006974A (zh) | 短程硝化-反硝化除磷耦合装置及方法 | |
| CN112408699B (zh) | 一种含毒害有机物废水的脱氮集成方法 | |
| CN112960773B (zh) | 一种基于氧化态氮常态投加的低c/n生活污水深度脱氮的方法 | |
| CN213357071U (zh) | 一种实现低氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化脱氮稳定运行的*** | |
| CN114477456A (zh) | 一种内源短程反硝化强化城市污水短程硝化/厌氧氨氧化深度脱氮装置与方法 | |
| CN113845221A (zh) | 一种处理有机氮废水的生物除碳脱氮的一体化反应器 | |
| CN111977896A (zh) | 一种基于msbr工艺的废水处理***及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |