申请日2012.09.19
公开(公告)日2014.03.26
IPC分类号C02F3/30; C02F101/16; C02F103/18
摘要
一种同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装置及处理方法，属于污水处理设备与工艺领域。其特征在于：曝气池(1)内分布多条曝气管(3)，曝气池(1)的一角处砌筑一沉淀池(4)，沉淀池(4)内安装刮泥机(5)，沉淀池(4)池壁上开有排水口(8)和回流口(7)，沉淀池(4)上方墙壁上开有曝气池出水口(6)，垂直于曝气池(1)与沉淀池(4)的分隔墙建一隔墙(2)将曝气池(1)反应区分为左右两侧，污水管(12)出口、沉淀池(4)的回流口(7)和排水口(8)在隔墙(2)同一侧，曝气池出水口(6)在隔墙(2)另一侧。能有效去除污水中的氨氮，缩短反应时间，提高硝化反硝化速率，减少工艺构筑物及基建费用。
权利要求书
1.一种同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装置，包括一长方形的曝气池(1) 和通入曝气池(1)的污水管(12)，其特征在于：曝气池(1)内分布多条曝气管(3)，曝气 池(1)的一角处砌筑一沉淀池(4)，沉淀池(4)内安装刮泥机(5)，沉淀池(4)池壁上开 有排水口(8)和回流口(7)，沉淀池(4)上方墙壁上开有曝气池出水口(6)，垂直于曝气 池(1)与沉淀池(4)的分隔墙建一隔墙(2)，将曝气池(1)反应区分为左右两侧，污水管 (12)出口、沉淀池(4)的回流口(7)和排水口(8)在隔墙(2)同一侧，曝气池出水口 (6)在隔墙(2)另一侧，污水可沿隔墙(2)方向流动并能通过曝气池出水口(6)进入沉 淀池(4)内。
2.根据权利要求1所述的一种同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装置，其特征 在于：所述的曝气管(3)共两条，相互平行分布在隔墙(2)的两侧，两条曝气管(3)通过 曝气池(1)水泥盖板上部的3条横管相连，左侧曝气管(3)延伸通至曝气池(1)的混合区。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装 置，其特征在于：所述的隔墙(2)一端与沉淀池(4)固定在一起，隔墙(2)此端下方开有 污泥回流孔(9)，隔墙(2)另一端与曝气池(1)的墙壁之间留有通道。
4.根据权利要求1所述的一种同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装置，其特征 在于：所述的回流口(7)通过管路连接有第一气提器(10)。
5.根据权利要求3所述的一种同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装置，其特征 在于：所述的污泥回流孔(9)通过管路连接有第二气提器(11)，第二气提器(11)和第一 气提器(10)的出口与污水管(12)出水口在同侧。
6.根据权利要求1所述的一种同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装置，其特征 在于：所述的排水口(8)通过管路与外部新事故池相连通。
7.根据权利要求1所述的一种同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装置，其特征 在于：所述的污水管(12)中安装有电磁流量计(13)。
8.一种同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.1、设置如权利要求1~7任一项所述的同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装置， 并使煤气化氨氮污水通过污水管(12)排至曝气池(1)内的混合区并与回流污泥混合形成泥 水混合液，泥水混合液沿隔墙(2)一侧从混合区自流进入反应区，自流过程中，泥水混合液 经过曝气管(3)进行曝气，并使污泥浓度控制在4-8mg/L，DO控制在0.2-1.5mg/L，泥龄为 22d，在空气曝气和硝化液、污泥回流的作用下，利用微生物的硝化-反硝化作用进行充分降 解，使亚硝酸盐得到稳定积累并直接被还原成氮气;
8.2、经过硝化-反硝化反应后的泥水混合液继续沿隔墙(2)另一侧反向自流，流至曝气 池出水口(6)时，大部分污泥通过污泥回流孔(9)经第二气提器(11)进入曝气池(1)的 混合区，部分泥水混合液自流通过曝气池出水口(6)进入沉淀池(4);
8.3、进入沉淀池(4)的泥水混合液在刮泥机(5)的作用下，经沉降后的上清液从排水 口(8)排放，大部分污泥通过回流口(7)回流至曝气池(1)的混合区，少部分剩余污泥外 排，以此循环工作;处理煤气化氨氮污水过程中，pH值为8.0-8.5，进水流量为70m3/h，污 泥浓度4-8g/L，处理后污水的CODCr均值低于60mg/L，CODCr平均去除率为88.8%。
说明书
一种同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装置及处理方法
技术领域
一种同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装置及处理方法，属于污水处理设备与 工艺领域，具体涉及一种处理煤气化氨氮污水的工业装置及方法。
背景技术
一般化肥厂甲醇、丁辛醇及煤气化装置产生的所有污水都会进入供排水厂进行处理，该 污水CODCr在300-1100mg/L，平均为580mg/L，氨氮在40-179mg/L之间，平均为95mg/L。 目前处理氨氮废水的方法主要有物理化学法和生物法，其中物理化学法脱氮运行操作复杂， 处理费用昂贵，且空气吹脱法脱氮易造成大气污染，而传统生物脱氮工艺依据生物脱氮中硝 化和反硝化的实现机理，将硝化和反硝化作为两个独立的阶段分别在好氧池和缺氧池中单独 进行，总水力停留时间长，条件控制复杂,投资高。后研究发现，同步硝化反硝化(SND)工 艺，可以在同一池体中、相同操作条件下同时发生硝化-反硝化过程，可弥补传统生物脱氮工 艺的反应时间长、占地面积大、能耗高等缺点。
所以为解决两醇及煤气化装置产生的氨氮废水问题，可以采用同步硝化反硝化工艺装置 单独处理该污水。目前国外对同步硝化反硝化的应用报道较多，1985年Rittmaun和Langelaud 在工业规模的氧化沟成功实现了同时硝化和反硝化;Klangduen等应用SBR实现系统同步硝 化反硝化，对总氮去除率达到95%;Puznava等在生物曝气池中实现SND生物脱氮;目前国 外对SND的研究已处于逐渐从实验室走向污水厂的实践阶段。国内学者对SND技术也进行 了大量的研究，研究重点主要是脱氮机理、影响因素及不同工艺实现SND的条件。一些科研 人员采用序批式活性污泥法处理高氮豆制品废水，在反应器内同时实现了亚硝酸型硝化反硝 化和同步硝化反硝化，但是由于对同步硝化反硝化的具体作用机理和控制参数还存在争论， 因而限制了其在工业规模化生产中的应用，所以目前国内多数研究还处于实验室阶段,并未 投入生产。由于同步硝化反硝化具有缩短脱氮历程，节省反应时间，降低动力消耗及处理费 用等优点，已成为污水生物脱氮技术领域的研究热点，同步硝化反硝化工艺装置处理煤气化 氨氮污水对污水处理具有重要的生产实际意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能有效去除污水中的氨氮， 并能将硝化反硝化反应在同时间、同空间进行，有效缩短反应时间，提高硝化反硝化速率， 减少工艺构筑物及基建费用的同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装置以及处理方 法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的 工业装置，包括一长方形的曝气池和通入曝气池的污水管，其特征在于：曝气池内分布多条 曝气管，曝气池的一角处砌筑一沉淀池，沉淀池内安装刮泥机，沉淀池池壁上开有排水口和 回流口，沉淀池上方墙壁上开有曝气池出水口，垂直于曝气池与沉淀池的分隔墙建一隔墙， 将曝气池反应区分为左右两侧，污水管出口、沉淀池的回流口和排水口在隔墙同一侧，曝气 池出水口在隔墙另一侧，污水可沿隔墙方向流动并能通过曝气池出水口进入沉淀池内。污水 管可将污水排至曝气池内的混合区并与回流硝化液充分混合，同时反应区的曝气管实现空气 曝气，在空气曝气和硝化液、污泥回流的作用下，利用微生物的硝化-反硝化作用进行充分降 解，处理后的泥水混合液自流通过曝气池出水口进入沉淀池，在刮泥机的作用下，经沉淀沉 降后的上清液从排水口排放，大部分污泥通过回流口回流至曝气池的混合区，少部分剩余污 泥外排。
所述的曝气管共两条，相互平行分布在隔墙的两侧，两条曝气管通过曝气池水泥盖板上 部的3条横管相连，左侧曝气管延伸通至曝气池的混合区。曝气管与曝气池外的气管相连通。
所述的隔墙一端与沉淀池固定在一起，隔墙此端下方开有污泥回流孔，隔墙另一端与曝 气池的墙壁之间留有通道。污水沿隔墙一侧从混合区流入反应区，通过前方通道后沿隔墙另 一侧反向自流，出口处硝化液和大部分污泥经污泥回流孔回流进入曝气池的混合区，部分泥 水混合液自流经过曝气池出水口进入沉淀池。
所述的回流口通过管路连接有第一气提器。第一气提器可使沉淀池内大部分污泥通过回 流口回流至曝气池的混合区。
所述的污泥回流孔通过管路连接有第二气提器，第二气提器和第一气提器的出口与污水 管出水口在同侧。第二气提器可使曝气池出口处大部分污泥经污泥回流孔回流进入曝气池的 混合区。
所述的排水口通过管路与外部新事故池相连通。
所述的污水管中安装有电磁流量计。
所述的曝气池上方盖有水泥盖板。
一种同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1、设置同步硝化反硝化处理煤气化氨氮污水的工业装置，并使煤气化氨氮污水通过污水 管排至曝气池内的混合区并与回流污泥混合形成泥水混合液，泥水混合液沿隔墙一侧从混合 区自流进入反应区，自流过程中，泥水混合液经过曝气管进行曝气，并使污泥浓度控制在 4-8mg/L，DO控制在0.2-1.5mg/L，泥龄为22d，在空气曝气和硝化液、污泥回流的作用下， 利用微生物的硝化-反硝化作用进行充分降解，使亚硝酸盐得到稳定积累并直接被还原成氮 气;在低溶解氧条件下，氨氧化菌对溶解氧的亲和力比亚硝酸盐氧化菌强，亚硝酸盐能够得 到稳定积累并直接被还原成氮气。
2、经过硝化-反硝化反应后的泥水混合液继续沿隔墙另一侧反向自流，流至曝气池出水 口时，大部分污泥通过污泥回流孔经第二气提器进入曝气池的混合区，部分泥水混合液自流 通过曝气池出水口进入沉淀池;
3、进入沉淀池的泥水混合液在刮泥机的作用下，经沉降后的上清液从排水口排放，大部 分污泥通过回流口回流至曝气池的混合区，少部分剩余污泥外排，以此循环工作;处理煤气 化氨氮污水过程中，pH值为8.0-8.5，进水流量为70m3/h，污泥浓度4-8g/L，处理后污水的 CODCr均值低于60mg/L，CODCr平均去除率为88.8%。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
1、能有效去除污水中的氨氮：利用曝气管实现空气曝气，在空气曝气和硝化液、污泥回 流的作用下，利用微生物的硝化-反硝化作用进行充分降解，沉淀池出水氨氮始终在检出限以 下，处理后污水可达标排放。
2、将硝化-反硝化反应在同一曝气池中同时间、同空间进行，减少工艺构筑物及基建费 用，将氨氮氧化控制在亚硝化阶段，有效缩短了反应时间，提高硝化、反硝化速率。
3、处理后污水的CODCr均值低于60mg/L，CODCr平均去除率为88.8%，在去除氨氮的 同时，去除总氮效果比较明显，经计算，对总氮的去除率约为96.2%，说明在装置内发生了 同步硝化反硝化反应，由于两种反应的同时进行，出水pH维持稳定，节约了药剂消耗。