CN1631813A

CN1631813A - 厌氧消化出水短程硝化－反硝化脱氮工艺

Info

Publication number: CN1631813A
Application number: CN 200310104062
Authority: CN
Inventors: 邓良伟
Original assignee: Biogas Institute of Ministry of Agriculture
Current assignee: Biogas Institute of Ministry of Agriculture
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-06-29

Abstract

本发明系一种高氮低碳厌氧消化出水脱氮新工艺。解决高氮低碳废水好氧处理效果差的问题。本发明包括添加一定的原废水或其它高BOD₅废水，使BOD₅/TN大于2.10，达到反硝化/反亚硝化所必须的碳源，促进系统的反硝化作用，补充碱度，维持系统pH值，提高有机污染物和NH₃－N降解效率。再通过溶解氧控制以及NH₃－N降解进程控制相结合建立短程硝化－反硝化脱氮脱氮体系，从而减少对碳源的需求，利于高氮低碳废水好氧处理。本发明的优点表现在：(1)改善好氧处理效率；(2)可减少硝化阶段的需氧量；(3)可缩短硝化与反硝化反应时间；(4)降低污泥产量；(5)不用加碱维持系统碱度。

Description

厌氧消化出水短程硝化-反硝化脱氮工艺

技术领域本发明属于环境工程废水处理领域，主要用于高氮低碳废水、畜禽场废水厌氧消化出水的处理。

背景技术对于高浓度有机废水，一般先采用厌氧工艺进行处理，去除绝大部分有机污染物，减轻后续好氧处理的负担。但是，对于高NH₃-N、高COD的有机废水，如养殖场废水，经过厌氧消化以后，绝大部分COD被降解，NH₃-N不但没有降解，反而有所升高。如果直接对高氮低碳的厌氧消化出水进行好氧处理，效果都比较差，COD去除率仅10～40％，TKN去除率47.2～64.6％(Jung-jeng-Su 1999)，NH₄ ⁺-N去除率68.7％(Ng Wun Jern 1987)，55～57.3％(杨虹2000)，不能满足排放标准。其好氧后处理效果差的关键问题是由于低BOD₅高NH₄ ⁺-N，硝化作用致使系统pH降至6以下(Ng Wun Jern 1987，杨虹2000)，反硝化作用弱，碱度不足不能得到回补，致使处理系统“酸化”，微生物性能恶化(邓良伟2002)。加碱是人们通常采用的方法(杨虹等，2000)，但是加碱大大增加了处理设施和运行费用，在工程上难以实施。另一种办法是采用传统的硝化-反硝化法提高反硝化效率，回补碱度，Bernet(1999)采用类似A-O工艺的厌氧SBR+好氧SBR工艺来解决这个问题，将好氧SBR出水回流至厌氧SBR，反硝化效率依赖于汇流比。所得去除效果并不很好，TOC去除率81~91％，NH₄ ⁺-N去除率97％，TN去除率58.5~75.％。并且水力停留时间(HRT)长达22.5~30天，操作复杂。由此可见，高氮低碳厌氧消化液好氧后处理仍是一大难题。

亚硝化-反亚硝化脱氮是近年开发的新的脱氮工艺，它是将硝化过程控制在亚硝化阶段，直接从NO₂ ^--N进行反硝化。与传统硝化-反硝化脱氮体系相比，亚硝化-反亚硝化脱氮能减少25％的需氧量，40％左右的有机碳源，并且反应时间缩短。对低COD/NH₄ ^--N比的生物脱氮处理，亚硝化-反亚硝化显然具有重要现时意义。

发明内容通过添加一定的原废水或其它高BOD₅废水，达到反硝化/反亚硝化所必须的碳源，促进系统的反硝化作用，补充碱度，维持系统pH值，保证系统降解性能稳定。再通过溶解氧控制以及NH₃-N降解进程控制相结合建立短程硝化-反硝化脱氮脱氮体系，从而减少对碳源的需求和硝化过程需氧量。通过本技术应用，处理出水可达到NH₄-N小于15mg/L，TN小于60mg/L，COD小于300mg/L，BOD₅小于30mg/L。

而整个废水处理的前处理、厌氧消化系统与常规方法基本相同。本发明的新颖性表现在以下几方面：

(1)高氮高COD有机废水厌氧消化出水富氮缺碳，通过配水可以改善厌氧出水的碳氮比，使微生物生长的碳氮比更趋合理，有利于微生物生长繁殖；

(2)通过配水可以增加厌氧出水中易降解性有机物，有利于反硝化作用，从而可增加碱度，维持处理系统正常的pH值，使降解有机物的微生物以及硝化/亚硝化和反硝化/反亚硝化微生物得以正常生长。同时反硝化作用增强，减少了系统中硝酸盐氮(NO₃ ^--N)积累及其对硝化的抑制作用，有利于硝化作用，从而促进了NH₃-N的转化以及氮的最终去除；

(3)硝化阶段可减少25％的需氧量，降低能耗；

(4)反硝化阶段可较少40％左右的有机碳源；

(5)硝化反应、反硝化反应时间均可缩短，反应器容积可减少30％~40％；

(6)污泥产量降低；

(7)不用加碱维持系统碱度。

具体实施方式前处理包括废水收集、固液分离、集水池等单元。本发明要求在集水池设厌氧消化池进料泵和配水池进料泵分别用于厌氧消化池进料及配水。厌氧消化系统包括厌氧消化反应器、沼气贮存、净化与利用。厌氧消化反应器根据废水特性可采用厌氧接触反应器(AC)、复合厌氧反应器(UBF)、上流式厌氧污泥床(UASB)，厌氧消化反应器出水应进入厌氧沉淀池进行泥水分离。本发明的实施步骤如下：

(1)厌氧沉淀池的出水进入配水池，从集水池泵入部分未进行厌氧消化的原废水或其它高BOD₅废水与厌氧消化出水进行混合。

(2)配水比例：使配水后的混合水BOD₅/TN＞2.10。

(3)配水后的混合水可采用SBR工艺或其它脱氮工艺进行脱氮处理。

(4)利用反硝化/反亚硝化产生的碱度回补硝化/亚硝化所消耗的碱度，通过配水量的调节维持硝化/亚硝化系统曝气前pH值大于7.5，使处理系统稳定运行，保证NH₃-N降解到15mg/L以下。

(5)通过以下调控措施使硝化过程主要停留在亚硝化阶段，亚硝化率[NO₂ ^--N/(NO₂ ^--N+NO₃ ^--N)]大于70％，从而减少配水量和曝气过程需氧量。

a控制曝气结束时的溶解氧(DO)浓度在1.5mg/L以下；

b在NH₃-N降解到15mg/L以下时，立即停止曝气。

Claims

1.一种高氮高浓度有机废水厌氧消化出水短程硝化-反硝化脱氮工艺，包括前处理系统、厌氧消化系统以及好氧后处理系统，本发明的新颖性体现在厌氧出水好氧后处理系统，特征在于：用未经厌氧消化的原废水或其它高BOD₅废水对厌氧出水进行配水，使配水后的混合水BOD₅/TN＞2.10，维持系统反硝化所必需的碳源；

2根据权利要求1所述的配水方法，其特征在于：通过反硝化/反亚硝化产生的碱度回补硝化/亚硝化所消耗的碱度，维持硝化/亚硝化系统曝气前pH值大于7.5；

3控制曝气结束时的溶解氧(DO)浓度在1.5mg/L以下；

4在NH₃-N降解到15mg/L以下时，立即停止曝气。

5根据权利要求2、3、4所述的方法，其特征在于：使硝化过程主要停留在亚硝化阶段，亚硝化率[NO₂ ^--N/(NO₂ ^--N+NO₃ ^--N)]大于70％，并能使NH₃-N降解到15mg/L。