公布日：2023.12.22
申請日：2023.11.21
分類號：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/32(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種高COD高氨氮廢水的生化處理方法，包括以下步驟：（1）廢水進(jìn)入緩沖池進(jìn)行緩沖調(diào)質(zhì)，然后進(jìn)入?yún)捬醭�，對難降解有機(jī)物進(jìn)行水解酸化作用；（2）厭氧池的出水一部分輸入第一級AO裝置，另一部分輸入第三級AO裝置；第一級AO裝置、第二級AO裝置、第三級AO裝置、第四級AO裝置和第五級AO裝置依次串聯(lián)連接；（3）第五級AO裝置的出水進(jìn)入沉淀池，進(jìn)行泥水分離，沉淀池的污泥回流至厭氧池；（4）沉淀池的出水進(jìn)入反硝化濾池，利用外加碳源，反硝化菌對未脫氮完全的硝酸鹽進(jìn)行脫氮；反硝化濾池的產(chǎn)水達(dá)標(biāo)排放。
權(quán)利要求書
1.一種高COD高氨氮廢水的生化處理方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）廢水進(jìn)入緩沖池進(jìn)行緩沖調(diào)質(zhì)，然后進(jìn)入?yún)捬醭兀瑢﹄y降解有機(jī)物進(jìn)行水解酸化作用；（2）厭氧池的出水一部分輸入第一級AO裝置，另一部分輸入第三級AO裝置；第一級AO裝置、第二級AO裝置、第三級AO裝置、第四級AO裝置和第五級AO裝置依次串聯(lián)連接；（3）第五級AO裝置的出水進(jìn)入沉淀池，進(jìn)行泥水分離，沉淀池的污泥回流至厭氧池；（4）沉淀池的出水進(jìn)入反硝化濾池，利用外加碳源，反硝化菌對未脫氮完全的硝酸鹽進(jìn)行脫氮；反硝化濾池的產(chǎn)水達(dá)標(biāo)排放；步驟（2）中，所述第一級AO裝置包括依次連接的第一缺氧池和第一好氧池，第二級AO裝置包括依次連接的第二缺氧池和第二好氧池，第三級AO裝置包括依次連接的第三缺氧池和第三好氧池，第四級AO裝置包括依次連接的第四缺氧池和第四好氧池，第五級AO裝置包括依次連接的第五缺氧池和第五好氧池；厭氧池的出水口并聯(lián)第一缺氧池和第三缺氧池的進(jìn)水口，上一級好氧池的出水口連接下一級缺氧池的進(jìn)水口，第三缺氧池的進(jìn)水口還連接第二好氧池的出水口，第五好氧池的出水口連接沉淀池；所述厭氧池進(jìn)入第一級AO裝置的水量與進(jìn)入第三級AO裝置的水量之比為(4-5):1；廢水在厭氧池、各個(gè)缺氧池、各個(gè)好氧池的停留時(shí)間之比為1:(5-6):(12-14)；廢水在厭氧池和反硝化濾池的停留時(shí)間之比為1:(2-2.5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高COD高氨氮廢水的生化處理方法，其特征在于，所述缺氧池和好氧池內(nèi)部均設(shè)有填料，所述填料包括由上至下依次排列的若干組可活動(dòng)的填料，每組填料包括上方的活動(dòng)填料板和下方的活動(dòng)填料層；所述活動(dòng)填料板整體為可拉伸伸縮的框架板式，包括若干個(gè)彼此銜接的可拉伸伸縮的鏤空的菱形框，每個(gè)菱形框的表面覆蓋第一網(wǎng)，用于負(fù)載微生物以及攔截從活動(dòng)填料層流失的微生物；所述活動(dòng)填料層為可拉伸伸縮的框架體，包括若干個(gè)彼此銜接的可拉伸伸縮的四棱柱，四棱柱內(nèi)部裝填柔性多孔載體，用于負(fù)載微生物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高COD高氨氮廢水的生化處理方法，其特征在于，所述活動(dòng)填料層的相鄰的四棱柱共用柱體和側(cè)邊，活動(dòng)填料層的所有四棱柱的伸縮方向相同，當(dāng)所有四棱柱壓縮時(shí)，活動(dòng)填料層收窄且適當(dāng)伸長，當(dāng)所有四棱柱拉伸時(shí)，活動(dòng)填料層放寬且適當(dāng)縮短；每個(gè)四棱柱的頂面、底面和側(cè)面均覆蓋有第二網(wǎng)，用于使得四棱柱形成一個(gè)封閉腔體，容納內(nèi)部的柔性多孔載體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高COD高氨氮廢水的生化處理方法，其特征在于，所述柔性多孔載體為軟海綿；所述活動(dòng)填料層進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)，軟海綿在裝填之前，統(tǒng)一浸入碳源溶液中，能夠充分吸收碳源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高COD高氨氮廢水的生化處理方法，其特征在于，所述第二網(wǎng)的網(wǎng)絲表面纏繞絲條狀植物，絲條狀植物選自草本植物的根莖葉、海帶、水草、木本植物的細(xì)軟的莖和葉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高COD高氨氮廢水的生化處理方法，其特征在于，所述活動(dòng)填料板的相鄰的菱形框共用側(cè)邊，活動(dòng)填料板的所有菱形框的伸縮方向相同，當(dāng)所有菱形框被壓縮時(shí)，活動(dòng)填料板收窄且適當(dāng)伸長，當(dāng)所有菱形框被拉伸時(shí)，活動(dòng)填料板放寬且適當(dāng)縮短；每個(gè)菱形框的表面覆蓋有第一網(wǎng)，用于使得活動(dòng)填料板形成一個(gè)具有攔截功能的網(wǎng)板。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種高COD高氨氮廢水的生化處理方法，包括以下步驟：（1）廢水進(jìn)入緩沖池進(jìn)行緩沖調(diào)質(zhì)，然后進(jìn)入?yún)捬醭�，對難降解有機(jī)物進(jìn)行水解酸化作用；（2）厭氧池的出水一部分輸入第一級AO裝置，另一部分輸入第三級AO裝置；第一級AO裝置、第二級AO裝置、第三級AO裝置、第四級AO裝置和第五級AO裝置依次串聯(lián)連接；（3）第五級AO裝置的出水進(jìn)入沉淀池，進(jìn)行泥水分離，沉淀池的污泥回流至厭氧池；（4）沉淀池的出水進(jìn)入反硝化濾池，利用外加碳源，反硝化菌對未脫氮完全的硝酸鹽進(jìn)行脫氮；反硝化濾池的產(chǎn)水達(dá)標(biāo)排放。
可選的，步驟（2）中，所述第一級AO裝置包括依次連接的第一缺氧池和第一好氧池，第二級AO裝置包括依次連接的第二缺氧池和第二好氧池，第三級AO裝置包括依次連接的第三缺氧池和第三好氧池，第四級AO裝置包括依次連接的第四缺氧池和第四好氧池，第五級AO裝置包括依次連接的第五缺氧池和第五好氧池；厭氧池的出水口并聯(lián)第一缺氧池和第三缺氧池的進(jìn)水口，上一級好氧池的出水口連接下一級缺氧池的進(jìn)水口，第三缺氧池的進(jìn)水口還連接第二好氧池的出水口，第五好氧池的出水口連接沉淀池。
本發(fā)明中，廢水緩沖調(diào)質(zhì)后進(jìn)入?yún)捬醭�，主要是對難降解的有機(jī)物進(jìn)行水解酸化作用。厭氧池的出水多點(diǎn)進(jìn)入后續(xù)的AO單元，能夠合理分配碳源，供反硝化菌結(jié)合有機(jī)物質(zhì)完成反硝化作用。具體的，厭氧池的出水分為兩部分，分別進(jìn)入第一級AO裝置的第一缺氧池和第三級AO裝置的第三缺氧池；第一部分出水依次經(jīng)過五級AO裝置，完成反硝化-硝化作用；第二部分出水直接進(jìn)入第三級AO裝置，主要是為第三級及之后的AO裝置補(bǔ)充碳源，保證反硝化菌有充足可利用的碳源。
前兩級AO裝置主要作用是去除廢水的COD，以降低后續(xù)AO裝置的好氧池的COD負(fù)荷，使后續(xù)好氧池的COD容積負(fù)荷降低，為硝化菌生長提供有利條件，使AO系統(tǒng)更高效地進(jìn)行硝化反應(yīng)。后三個(gè)好氧池在較低的COD負(fù)荷下，高效地進(jìn)行硝化作用，以去除氨氮，為反硝化反應(yīng)提供硝酸鹽。第一缺氧池利用廢水中的有機(jī)物及硝酸鹽、亞硝酸鹽進(jìn)行反硝化作用，產(chǎn)生堿度，補(bǔ)充后續(xù)硝化反應(yīng)所需。后續(xù)的四個(gè)缺氧池主要是進(jìn)行反硝化脫氮作用，將好氧池產(chǎn)生的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?/span>
進(jìn)一步可選的，所述厭氧池進(jìn)入第一級AO裝置的水量與進(jìn)入第三級AO裝置的水量之比為(4-5):1。
進(jìn)一步可選的，廢水在厭氧池、各個(gè)缺氧池、各個(gè)好氧池的停留時(shí)間之比為1:(5-6):(12-14)。
進(jìn)一步可選的，廢水在厭氧池和反硝化濾池的停留時(shí)間之比為1:(2-2.5)。
進(jìn)一步可選的，各個(gè)缺氧池和好氧池內(nèi)均設(shè)有曝氣裝置，缺氧池內(nèi)用于氣動(dòng)攪拌，缺氧池的溶氧量為0.2-0.4mg/L，好氧池的溶氧量為5.0-6.0mg/L。
可選的，步驟（3）中，所述沉淀池的底部設(shè)有泥斗和污泥泵，使得污泥回流至厭氧池的前端，補(bǔ)充生化系統(tǒng)的污泥，污泥回流比為200%。
可選的，步驟（4）中，所述沉淀池與反硝化濾池之間設(shè)有中間水池，沉淀池的上清液輸入中間水池，進(jìn)行靜置沉淀分離以及水體的暫存；中間水池的出水口連接反硝化濾池的進(jìn)水口；中間水池底部的污泥全部回流至厭氧池。
可選的，步驟（4）中，所述反硝化濾池的出水口連接產(chǎn)水池，用于暫存產(chǎn)水，產(chǎn)水可作為回用水使用，例如用于反洗反硝化濾池、各級AO裝置。
可選的，所述缺氧池和好氧池內(nèi)部均設(shè)有填料，所述填料包括由上至下依次排列的若干組可活動(dòng)的填料，每組填料包括上方的活動(dòng)填料板和下方的活動(dòng)填料層；所述活動(dòng)填料板整體為可拉伸伸縮的框架板式，包括若干個(gè)彼此銜接的可拉伸伸縮的鏤空的菱形框，每個(gè)菱形框的表面覆蓋第一網(wǎng)，用于負(fù)載微生物以及攔截從活動(dòng)填料層流失的微生物；所述活動(dòng)填料層為可拉伸伸縮的框架體，包括若干個(gè)彼此銜接的可拉伸伸縮的四棱柱，四棱柱內(nèi)部裝填柔性多孔載體，用于負(fù)載微生物。
進(jìn)一步可選的，所述活動(dòng)填料層的相鄰的四棱柱共用柱體和側(cè)邊，活動(dòng)填料層的所有四棱柱的伸縮方向相同，例如，四棱柱的四個(gè)頂點(diǎn)按順時(shí)針方向?yàn)榈谝豁旤c(diǎn)、第二頂點(diǎn)、第三頂點(diǎn)和第四頂點(diǎn)，第二頂點(diǎn)和第四頂點(diǎn)在外力作用下，能向著靠近或遠(yuǎn)離彼此的方向移動(dòng)，第一頂點(diǎn)和第三頂點(diǎn)配合四棱柱的縮放而移動(dòng)位置；當(dāng)所有四棱柱壓縮時(shí)，活動(dòng)填料層收窄且適當(dāng)伸長，當(dāng)所有四棱柱拉伸時(shí)，活動(dòng)填料層放寬且適當(dāng)縮短；每個(gè)四棱柱的頂面、底面和側(cè)面均覆蓋有第二網(wǎng)，用于使得四棱柱形成一個(gè)封閉腔體，容納內(nèi)部的柔性多孔載體。
進(jìn)一步可選的，所述第二網(wǎng)完全展開的面積不小于四棱柱對應(yīng)的頂面、底面和側(cè)面的面積，避免四棱柱在伸展或收縮時(shí)第二網(wǎng)破裂。
進(jìn)一步可選的，所述柔性多孔載體為軟海綿，軟海綿具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，比表面積較大，吸水性強(qiáng)，是理想的微生物載體；所述活動(dòng)填料層進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)，軟海綿在裝填之前，統(tǒng)一浸入碳源溶液中，能夠充分吸收碳源。
由于軟海綿的強(qiáng)度較低，并不是傳統(tǒng)的微生物填料或載體的最佳選擇，所以基本沒有應(yīng)用。本發(fā)明人設(shè)計(jì)了所述活動(dòng)填料層的四棱柱框體結(jié)構(gòu)，再配合第二網(wǎng)，形成了良好的載體容納腔體，與軟海綿配合使用，能獲得較大的微生物負(fù)載量。
進(jìn)一步可選的，所述第二網(wǎng)的網(wǎng)絲表面纏繞絲條狀植物，絲條狀植物選自草本植物的根莖葉、海帶、水草、木本植物的細(xì)軟的莖和葉，絲條狀植物的細(xì)長條形狀容易纏繞在網(wǎng)絲上，且不規(guī)則纏繞時(shí)還能覆蓋部分網(wǎng)孔面積，在為微生物提供養(yǎng)料的同時(shí)，還能發(fā)揮微生物載體的作用，又能阻止四棱柱內(nèi)部的軟海綿、微生物流失。
進(jìn)一步可選的，所述活動(dòng)填料板的相鄰的菱形框共用側(cè)邊，活動(dòng)填料板的所有菱形框的伸縮方向相同，例如，菱形框的四個(gè)頂點(diǎn)按順時(shí)針方向?yàn)榈谝稽c(diǎn)、第二點(diǎn)、第三點(diǎn)和第四點(diǎn)，第二點(diǎn)和第四點(diǎn)在外力作用下，能向著靠近或遠(yuǎn)離彼此的方向移動(dòng)，第一點(diǎn)和第三點(diǎn)配合菱形框的縮放而移動(dòng)位置；當(dāng)所有菱形框被壓縮時(shí)，活動(dòng)填料板收窄且適當(dāng)伸長，當(dāng)所有菱形框被拉伸時(shí)，活動(dòng)填料板放寬且適當(dāng)縮短；每個(gè)菱形框的表面覆蓋有第一網(wǎng)，用于使得活動(dòng)填料板形成一個(gè)具有攔截功能的網(wǎng)板。
進(jìn)一步可選的，所述第一網(wǎng)完全展開的面積不小于菱形框鏤空表面的面積，避免菱形框在伸展或收縮時(shí)第一網(wǎng)破裂。
進(jìn)一步可選的，所述第一網(wǎng)的網(wǎng)絲表面也纏繞所述絲條狀植物，用于攔截從活動(dòng)填料層流失的微生物、軟海綿，并第一網(wǎng)能負(fù)載一定數(shù)量的微生物。
缺氧池的填料負(fù)載缺氧微生物，好氧池的填料負(fù)載好氧微生物。對于傳統(tǒng)的塑料環(huán)狀或球狀填料，表面光滑，表面積有限，需要較長時(shí)間來形成生物膜，即啟動(dòng)時(shí)間較長，在后續(xù)的生化處理中，塑料填料表面的生物膜容易被水流沖掉，損失生物量。本發(fā)明設(shè)計(jì)了上述活動(dòng)填料層，四棱柱框體內(nèi)填充小塊狀的軟海綿，并被第二網(wǎng)攔截，軟海綿的孔隙豐富，為負(fù)載微生物提供充足的空間，且軟海綿的吸濕性很好，能在啟動(dòng)之前充分吸收碳源溶液，形成豐富的微反應(yīng)腔，將碳源長時(shí)間的鎖在海綿內(nèi)部，促進(jìn)微生物增殖生長，縮短啟動(dòng)時(shí)間。
本發(fā)明的前兩級AO裝置所承接的廢水的COD濃度較高，雖然使用了常規(guī)的經(jīng)過馴化的耐鹽缺氧和好氧微生物，但微生物的死亡率較高，是本領(lǐng)域無法解決的難題。本發(fā)明從另一個(gè)角度出發(fā)，使用所述活動(dòng)填料層，當(dāng)缺氧池或好氧池運(yùn)行時(shí)間較長，且軟海綿內(nèi)的微生物死亡較多時(shí)，死亡的微生物會(huì)產(chǎn)生毒素，同時(shí)侵占活性微生物的生存空間，而軟海綿越靠近外側(cè)的部位，越優(yōu)先接觸廢水，死亡微生物越多。所述活動(dòng)填料層的四棱柱在外力驅(qū)動(dòng)下，同時(shí)向相同方向移動(dòng)，例如上述的第二頂點(diǎn)和第四頂點(diǎn)向著靠近彼此的方向移動(dòng)，第一頂點(diǎn)和第三頂點(diǎn)配合四棱柱的收縮而移動(dòng)位置，此時(shí)所有四棱柱壓縮，活動(dòng)填料層收窄且適當(dāng)伸長。軟海綿被擠壓，靠近軟海綿外側(cè)的部分雜質(zhì)和死亡微生物優(yōu)先被擠壓出來，同時(shí)可能伴隨極少量的活性微生物，并被流動(dòng)的廢水沖走。然后，第二頂點(diǎn)和第四頂點(diǎn)向著遠(yuǎn)離彼此的方向移動(dòng)，第一頂點(diǎn)和第三頂點(diǎn)配合四棱柱的舒展而移動(dòng)位置，此時(shí)所有四棱柱被拉伸，活動(dòng)填料層放寬且適當(dāng)縮短，此時(shí)軟海綿膨脹吸水，再次進(jìn)行生化處理。上述的軟海綿被擠壓的過程，也能徹底更新海綿內(nèi)部的水體反應(yīng)環(huán)境，避免海綿內(nèi)部腐敗。若經(jīng)過多次擠壓后，活動(dòng)填料層的活性微生物無法滿足廢水處理要求，則替換已經(jīng)在其它池體中完成啟動(dòng)的活動(dòng)填料層。
當(dāng)活動(dòng)填料層收縮并擠壓海綿時(shí)，內(nèi)部的污物被擠出，上方的活動(dòng)填料板舒展，即第二點(diǎn)和第四點(diǎn)在外力作用下，向著遠(yuǎn)離彼此的方向移動(dòng)，第一點(diǎn)和第三點(diǎn)配合菱形框的舒展而移動(dòng)位置，此時(shí)所有菱形框被拉伸，活動(dòng)填料板放寬且適當(dāng)縮短。第一網(wǎng)攔截上方或下方的活動(dòng)填料層擠壓出來的雜質(zhì)和微生物，其中的活性微生物負(fù)載在第一網(wǎng)上，死亡微生物和雜質(zhì)沒有附著力，在水流的作用下會(huì)很快流失；也能由于活動(dòng)填料板收縮，第一網(wǎng)也收縮下垂，在水流的作用下流失死亡微生物和雜質(zhì)。
后三級AO裝置內(nèi)也能安裝所述活動(dòng)填料層和活動(dòng)填料板，靈活調(diào)整填料形態(tài)，擠壓脫除死亡微生物和雜質(zhì)，提供生化處理效率。
（發(fā)明人：莫碧琴;曹長;許大勇;陳紅繼;董章鵬;范奕君;李天培;單升益;萬齊敏;李亞男;連新曉;趙曙光;星國龍;陸海軍）
