申请日2014.09.23
公开(公告)日2016.01.20
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16
摘要
UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水的方法，本发明属于工业废水处理与再生领域，它为了解决现有处理高有机物、高氨氮废水的净化效果不理想的问题。本发明废水处理系统包括UASB反应器、缺氧池、MBBR反应器、沉淀池、中沉池和化学沉淀池，MBBR反应器后接缺氧池，缺氧池的出水一部分进入MBBR反应器，另一部分出水进入中沉池，中沉池沉淀的污泥再回流至MBBR反应器。本发明采用厌氧好氧相结合的处理方法，将MBBR厌氧生物处理设备置于工艺的前端，废水经厌氧处理后生化性提高，后续的好氧生物处理进一步去除水中的有机物，经本发明处理的废水中COD和氨氮去除率均能够达到95%以上。
权利要求书
1.UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水的方法，该UASB/A/MBBR 结合化学法处理高有机物高氨氮废水的系统包括UASB反应器(2)、缺氧池(3)、MBBR反应器(4)、沉淀池(7)、中沉池(5)和化学沉淀池(6)，调节池(1)通过一号水管(11)与位于UASB 反应器(2)底部的进水口相通，在UASB反应器(2)内的上部安装有三相分离器(2-1)，位于 UASB反应器(2)上部的出水口通过二号水管(12)与缺氧池(3)的第一进水口相通，缺氧池(3) 上部的出水口通过三号水管(13)连接到中沉池(5)顶部的进水口，中沉池(5)的出水口与化学沉淀池(6)的进水口相连，化学沉淀池(6)的出水口通过六号水管(16)与MBBR反应器(4)的第二进水口相连，四号水管(14)的一端与三号水管(13)相通，四号水管(14)的另一端连通到 MBBR反应器(4)底部的第一进水口上，MBBR反应器(4)上部的出水口通过五号水管(15)与沉淀池(7)顶部的进水口相通，位于沉淀池(7)上部的出水口与出水管相连，回流管(17)的一端与五号水管(15)相通，回流管(17)的另一端连接到缺氧池(3)的第二进水口上，位于中沉池 (5)底部的排泥口通过一号排泥管(21)与MBBR反应器(4)底部的进泥口相通，位于沉淀池(7) 底部的排泥口通过二号排泥管(22)与缺氧池(3)的入泥口相连，在二号排泥管(22)中开有剩余污泥排出口，在化学沉淀池(6)底部设有排泥通道，在MBBR反应器(4)内设置有曝气装置;其特征在于是按以下步骤实现：
一、经预处理去除水中的悬浮物和漂浮物的废水进入调节池(1);
二、从调节池(1)流出的废水首先进入UASB反应器(2)，在UASB反应器(2)内厌氧菌对有机物进行降解，同时生成的沼气从UASB反应器(2)排出;
三、经UASB反应器(2)处理后的废水与从MBBR反应器(4)回流的硝化液以及从沉淀池(7)排出的回流活性污泥混合后进入缺氧池(3)，在缺氧池(3)中，反硝化细菌利用UASB反应器(2)处理后废水中的有机物进行反硝化脱氮;
四、从缺氧池(3)流出的一部分废水进入MBBR反应器(4)，通过MBBR反应器(4)内存在的悬浮生长和附着生长的微生物完成有机物的去除和硝化作用;
从缺氧池(3)流出的另一部分废水进入中沉池(5)进行泥水分离，分离出来的沉淀污泥回流至MBBR反应器(4)，而分离出来的上清液则进入化学沉淀池(6)，向化学沉淀池(6)中投加MgCl2·6H2O和NaHPO4·12H2O并进行搅拌，将废水中的NH4+反应生成磷酸铵镁沉淀物，静置沉淀后的上清液回流至MBBR反应器(4)，沉淀得到的化学污泥排出;
五、经MBBR反应器(4)处理后的废水进入沉淀池(7)进行泥水分离，控制沉淀池(7)中的水力停留时间为2h～3h，分离出的上清液作为净水排出，分离出的一部分沉淀污泥作为回流活性污泥回流至缺氧池(3)，分离出的另一部分沉淀污泥作为剩余污泥排放，完成 UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水的处理。
2.根据权利要求1所述的UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水的方法，其特征在于步骤二中UASB反应器(2)的容积负荷为4kgCOD/(m3·d)～5kgCOD/(m3·d)。
3.根据权利要求1所述的UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水的方法，其特征在于控制步骤三中缺氧池(3)中水力停留时间为2h～3h，溶解氧保持在0.5mg/L 以下。
4.根据权利要求1所述的UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水的方法，其特征在于控制步骤四中MBBR反应器(4)的水力停留时间为6h～7h，溶解氧为 2mg/L～4mg/L。
5.根据权利要求1所述的UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水的方法，其特征在于步骤五中污泥回流比为100%。
说明书
UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水的方法
技术领域
本发明属于工业废水处理与再生领域，具体针对高有机物、高氨氮废水的低成本，高效率处理系统和工艺方法。
背景技术
随着我国经济的高速发展，化学工业及相关产业日益兴盛，高有机物、高氨氮废水逐渐增多，对人类的健康构成了严重的威胁。高有机物、高氨氮废水广泛存在于食品加工行业，其特点是成分复杂，不仅含有生产原料，还含有许多副反应产物。有机物含量高，其中COD含量一般在2000mg/L以上，氨氮浓度在几百毫克升。高有机物、高氨氮废水的大量排放，会造成接纳水体水质变坏、水体发黑发臭，不但使水体失去了使用价值，更严重影响生态平衡和人类健康。而且其中的一些合成大分子有机物很难被生物降解，容易在环境中累积，对生物产生严重的毒害作用。
传统的生物处理过程或者采用厌氧生物处理技术，或者采用好养生物处理技术。厌氧生物处理技术虽然具有能耗低、污泥龄小等优点，但厌氧生物处理后出水水质较差，单一的厌氧生物处理出水水质很难达到排放标准。且低温条件下厌氧生物降解速率较低，抗冲击负荷能力低。对于高有机物、高氨氮废水来说，单一的好氧处理技术想要正常运行，必须保证正常的有机负荷和水力负荷，这又必然会导致构筑物容积大，曝气量大，污泥产量多，运行费用高等问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有处理高有机物、高氨氮废水的系统和方法的净化效果不理想的问题，而提供UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水的系统和方法。
本发明UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水的系统包括UASB(升流式厌氧污泥床)反应器、缺氧池(A)、MBBR反应器(移动床生物膜反应器)、沉淀池、中沉池和化学沉淀池，调节池通过一号水管与位于UASB反应器底部的进水口相通，在UASB反应器内的上部安装有三相分离器，位于UASB反应器上部的出水口通过二号水管与缺氧池的第一进水口相通，缺氧池上部的出水口通过三号水管连接到中沉池顶部的进水口，中沉池的出水口与化学沉淀池的进水口相连，化学沉淀池的出水口通过六号水管与MBBR反应器的第二进水口相连，四号水管的一端与三号水管相通，四号水管的另一端连通到MBBR反应器底部的第一进水口上，MBBR反应器上部的出水口通过五号水管与沉淀池顶部的进水口相通，位于沉淀池上部的出水口与出水管相连，回流管的一端与五号水管相通，回流管的另一端连接到缺氧池的第二进水口上，位于中沉池底部的排泥口通过一号排泥管与MBBR反应器底部的进泥口相通，位于沉淀池底部的排泥口通过二号排泥管与缺氧池的入泥口相连，在二号排泥管中开有剩余污泥排出口，在化学沉淀池底部设有排泥通道，在MBBR反应器内设置有曝气装置。
本发明UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水的方法按以下步骤实现：
一、经预处理去除水中的悬浮物和漂浮物的废水进入调节池;
二、从调节池流出的废水首先进入UASB反应器，在UASB反应器内厌氧菌对有机物进行降解，同时生成的沼气从UASB反应器排出;
三、经UASB反应器处理后的废水与从MBBR反应器回流的硝化液以及从沉淀池排出的回流活性污泥混合后进入缺氧池，在缺氧池中，反硝化细菌利用UASB反应器处理后废水中的有机物进行反硝化脱氮;
四、从缺氧池流出的一部分废水进入MBBR反应器，通过MBBR反应器内存在的悬浮生长和附着生长的微生物完成有机物的去除和硝化作用;
从缺氧池流出的另一部分废水进入中沉池进行泥水分离，分离出来的沉淀污泥回流至MBBR反应器，而分离出来的上清液则进入化学沉淀池，向化学沉淀池中投加MgCl2·6H2O和NaHPO4·12H2O并进行搅拌，将废水中的NH4+反应生成磷酸铵镁沉淀物，静置沉淀后的上清液回流至MBBR反应器，沉淀得到的化学污泥排出;
五、经MBBR反应器处理后的废水进入沉淀池进行泥水分离，控制沉淀池中的水力停留时间为2h～3h，分离出的上清液作为净水排出，分离出的一部分沉淀污泥作为回流活性污泥回流至缺氧池，分离出的另一部分沉淀污泥作为剩余污泥排放，完成UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水的处理。
本发明采用厌氧好氧相结合的生物处理方法，将厌氧生物处理置于工艺的前端，高有机物、高氨氮废水经厌氧处理后，可生化性提高，后续的好氧生物处理则会进一步去除水中的有机物，起到深度净化水质的目的，实现了高有机物(COD2000～3000mg/L)、高氨氮(氨氮250～500mg/L)废水的低成本高效净化处理。
将化学沉淀法耦合在生物处理系统中，对部分高氨氮废水进行处理，使得MBBR反应器的进水氨氮浓度降低，解决了高氨氮浓度对硝化细菌活性抑制问题。
本发明UASB/A/MBBR结合化学法处理高有机物高氨氮废水包含以下优点：
1、采用厌氧与好氧组合工艺。首先，厌氧菌能够将不易生物降解的大分子有机物降解为可生物降解的小分子有机物，提高了废水的可生化性，同时产生热值较高的沼气作为能源被利用。而后的好氧系统则进一步净化水质，保证出水水质。
2、其次，厌氧反应器产生的沼气可用于缺氧池和化学沉淀池的搅拌以及好氧池曝气所消耗的电能，节约处理过程的能耗。
3、好养生物处理系统MBBR反应器的采用使得生长缓慢的硝化细菌能够保留在反应系统内，提高了系统的硝化效率。
4、经厌氧处理后的有机废水含有易降解小分子有机物，进入缺氧池后易被反硝化细菌利用进行脱氮。
5、高浓度氨氮废水一部分进行化学处理去除氨氮，经化学处理的废水与未经化学处理的废水混合后进入MBBR反应器，降低系统的氨氮负荷，保证出水水质。同时也削弱了高氨氮浓度对生物处理系统的硝化细菌活性抑制作用。
6、化学处理过程产生的化学污泥进一步处理能够得到可利用的复合肥料，实现了将污水中氨氮变废为宝的资源化利用。
7、从缺氧池引出的部分污水先进入中沉池沉淀，且沉淀污泥回流至后续MBBR反应器，保证了系统的微生物量，避免系统中的污泥流失。
8、缺氧区由于反硝化作用的存在，使得其出水pH值在弱碱性附近，将化学沉淀池置于缺氧池之后，满足了化学沉淀法去除氨氮的弱碱性条件。