公布日：2023.03.31
申请日：2022.12.28
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F3/02(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种节能型工业废水生物脱氮系统及工艺，包括依次通过管道连接的酸碱调节池、好氧硝化池、厌氧池、氮气储罐、缺氧反硝化池以及沉淀池；所述酸碱调节池的前端连接废水进水管，引入待处理的工业废水；酸碱调节池同时还通过管道直接连接至厌氧池，将处理后废水选择地送入好氧硝化池或者厌氧池进一步处理；所述好氧硝化池的底部通过污泥回流管连接至好氧硝化池；所述沉淀池的底部通过污泥回流管连接至缺氧反硝化池；所述氮气储罐通过气体管道分别连接至厌氧池和缺氧反硝化池，用于收集缺氧反硝化池内产生的氮气，并将储存的氮气送入厌氧池内。
权利要求书
1.一种节能型工业废水生物脱氮系统，其特征在于，包括依次通过管道连接的酸碱调节池、好氧硝化池、厌氧池、氮气储罐、缺氧反硝化池以及沉淀池；所述酸碱调节池的前端连接废水进水管，引入待处理的工业废水；酸碱调节池同时还通过管道直接连接至厌氧池，将处理后废水选择地送入好氧硝化池或者厌氧池进一步处理；所述好氧硝化池的底部通过污泥回流管连接至好氧硝化池；所述沉淀池的底部通过污泥回流管连接至缺氧反硝化池；所述氮气储罐通过气体管道分别连接至厌氧池和缺氧反硝化池，用于收集缺氧反硝化池内产生的氮气，并将储存的氮气送入厌氧池内。
2.根据权利要求1所述的节能型工业废水生物脱氮系统，其特征在于，所述好氧硝化池和缺氧反硝化池内均设有射流搅拌组件，所述射流搅拌组件用于将池内下方水体引到上方，并通过射流的形式进行喷射，利用射流喷射形成涡流起到搅拌效果。
3.根据权利要求2所述的节能型工业废水生物脱氮系统，其特征在于，所述射流搅拌组件包括加压水泵(1)、螺旋管线(2)和射流喷嘴(3)；所述加压水泵(1)设置在池下方；所述螺旋管线(2)自下而上盘绕设置在池内，其底端与加压水泵(1)连接，顶端管头闭合；所述射流喷嘴(3)为一组，环向均布在螺旋管线(2)上，通过射流喷嘴(3)将水体通过射流喷射的方式在池内搅拌混合。
4.采用权利要求1所述系统进行工业废水生物脱氮的工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)将待处理废水引入酸碱调节池内进行pH值调节；(2)测定酸碱调节池内废水中氨盐含量，根据氨盐含量选择将酸碱调节池内处理废水，送入好氧硝化池或者厌氧池进一步处理；(3)在好氧硝化池中外加硝化菌活性污泥并采用射流搅拌或者物理搅拌均匀混合污泥及废水，处理过程采用鼓风机向废水中通入氧气；(4)厌氧池内根据溶解氧含量，从外接的氮气储罐通入氮气，除去池内部氧气，氧气通过单向的排气孔排出，使得内部废水处于缺氧状态；厌氧池内的少量污泥通过池底底部污泥回流管返回好氧硝化池；(5)步骤(4)完成厌氧处理后的废水，进入缺氧反硝化池内进一步处理；在缺氧反硝化池中外加反硝化菌活性污泥并采用射流或者物理搅拌均匀混合污泥及废水，反应生成的氮气通过管道收集至氮气储罐内，用于厌氧池除氧；(6)步骤(5)处理的废水最后进入沉淀池，直至废水中总氮量满足排放标准后，进行外排或者供厂区内循环使用；沉淀池内少量污泥通过池底污泥回流管返回至缺氧反硝化池。
5.根据权利要求4所述进行工业废水生物脱氮的工艺，其特征在于，步骤(1)中，采用向酸碱调节池内加入酸碱液来调节pH值，使得酸碱调节池内废水pH值控制在6.5-8.5之间。
6.根据权利要求4所述进行工业废水生物脱氮的工艺，其特征在于，步骤(2)中，采用水体成分检测仪测定水中氨盐含量；若氨盐含量≥10％，废水送入好氧硝化池内处理；若氨盐含量＜10％，则直接送入厌氧池进一步处理。
7.根据权利要求4所述进行工业废水生物脱氮的工艺，其特征在于，步骤(3)中，好氧硝化池内控制温度为10℃-25℃，水力停留时间为8-12小时，pH值为6.5-7.5，污泥龄30-60天，出水DO控制在l-2mg/L。
8.根据权利要求4所述进行工业废水生物脱氮的工艺，其特征在于，步骤(4)中，厌氧池内溶解氧含量DO设置为0.3mg/L，当DO≥0.3mg/L时，启动除氧装置，从外接的氮气储罐引入氮气，除去池内氧气。
9.根据权利要求4所述进行工业废水生物脱氮的工艺，其特征在于，步骤(5)中，缺氧反硝化池内温度控制在20℃-30℃，水力停留时间为8-12小时。
10.根据权利要求4所述进行工业废水生物脱氮的工艺，其特征在于，好氧硝化池中硝化菌活性污泥驯化分为三个阶段，保持进水pH在6.5-7.5，温度10℃-25℃之间，水力停留时间(HRT)在6-8h，溶解氧DO1-2mg/L；酸碱调节池中的第一阶段，进水氨氮浓度100-200mg/L,驯化时间为2-3天；第二阶段，进水氨氮浓度150-250mg/L，驯化时间为2-3天；第三阶段，进水氨氮浓度200-300mg/L，驯化时间为2-3天；缺氧反硝化池中反硝化菌活性污泥驯化分为三个阶段，保持进水pH在7.0-8.5，温度20℃-30℃之间，水力停留时间(HRT)在8-10h，溶解氧DO<0.3mg/L；酸碱调节池中的第一阶段，进水硝酸盐浓度50-100mg/L，驯化时间为2-3天；第二阶段，进水硝酸盐浓度100-150mg/L，驯化时间为2-3天；第三阶段，进水硝酸盐浓度150-200mg/L，驯化时间为2-3天；测定进出水、好氧硝化池和缺氧反硝化池的总氮浓度，总氮去除率在90％以上，脱氮效率逐渐稳定，污泥驯化完成。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种建设成本及建设成本较以往常规工艺更低，且总氮去除率更高的节能型工业废水生物脱氮系统和工艺。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种节能型工业废水生物脱氮系统，包括依次通过管道连接的酸碱调节池、好氧硝化池、厌氧池、氮气储罐、缺氧反硝化池以及沉淀池；
所述酸碱调节池的前端连接废水进水管，引入待处理的工业废水；酸碱调节池同时还通过管道直接连接至厌氧池，将处理后废水选择地送入好氧硝化池或者厌氧池进一步处理；
所述好氧硝化池的底部通过污泥回流管连接至好氧硝化池；所述沉淀池的底部通过污泥回流管连接至缺氧反硝化池；
所述氮气储罐通过气体管道分别连接至厌氧池和缺氧反硝化池，用于收集缺氧反硝化池内产生的氮气，并将储存的氮气送入厌氧池内。
进一步地，所述好氧硝化池和缺氧反硝化池内均设有射流搅拌组件，所述射流搅拌组件用于将池内下方水体引到上方，并通过射流的形式进行喷射，利用射流喷射形成涡流起到搅拌效果。
具体地，所述射流搅拌组件包括加压水泵、螺旋管线和射流喷嘴；所述加压水泵设置在池下方；所述螺旋管线自下而上盘绕设置在池内，其底端与加压水泵连接，顶端管头闭合；所述射流喷嘴为一组，环向均布在螺旋管线上，通过射流喷嘴将水体通过射流喷射的方式在池内搅拌混合。
进一步地，本发明还提供采用上述系统进行工业废水生物脱氮的工艺，包括如下步骤：
(1)将待处理废水引入酸碱调节池内进行pH值调节；
(2)测定酸碱调节池内废水中氨盐含量，根据氨盐含量选择将酸碱调节池内处理废水，送入好氧硝化池或者厌氧池进一步处理；
(3)在好氧硝化池中外加硝化菌活性污泥并采用射流搅拌或者物理搅拌均匀混合污泥及废水，处理过程采用鼓风机向废水中通入氧气；
(4)厌氧池内根据溶解氧含量，从外接的氮气储罐通入氮气，除去池内部氧气，氧气通过单向的排气孔排出，使得内部废水处于缺氧状态；厌氧池内的少量污泥通过池底底部污泥回流管返回好氧硝化池；
(5)步骤(4)完成厌氧处理后的废水，进入缺氧反硝化池内进一步处理；在缺氧反硝化池中外加反硝化菌活性污泥并采用射流或者物理搅拌均匀混合污泥及废水，反应生成的氮气通过管道收集至氮气储罐内，用于厌氧池除氧；
(6)步骤(5)处理的废水最后进入沉淀池，直至废水中总氮量满足排放标准后，进行外排或者供厂区内循环使用；沉淀池内少量污泥通过池底污泥回流管返回至缺氧反硝化池。
步骤(1)中，采用向酸碱调节池内加入酸碱液来调节pH值，使得酸碱调节池内废水pH值控制在6.5-8.5之间。
步骤(2)中，采用水体成分检测仪测定水中氨盐含量；若氨盐含量≥10％，废水送入好氧硝化池内处理；若氨盐含量＜10％，则直接送入厌氧池进一步处理。
步骤(3)中，好氧硝化池内控制温度为10℃-25℃，水力停留时间为8-12小时，pH值为6.5-7.5，污泥龄30-60天，出水DO控制在l-2mg/L。
步骤(4)中，厌氧池内溶解氧含量DO设置为0.3mg/L，当DO≥0.3mg/L时，启动除氧装置，从外接的氮气储罐引入氮气，除去池内氧气。
步骤(5)中，缺氧反硝化池内温度控制在20℃-30℃，水力停留时间为8-12小时。
进一步地，好氧硝化池中硝化菌活性污泥驯化分为三个阶段，保持进水pH在6.5-7.5，温度10℃-25℃之间，水力停留时间(HRT)在6-8h，溶解氧DO1-2mg/L；酸碱调节池中的第一阶段，进水氨氮浓度100-200mg/L,驯化时间为2-3天；第二阶段，进水氨氮浓度150-250mg/L，驯化时间为2-3天；第三阶段，进水氨氮浓度200-300mg/L，驯化时间为2-3天；
缺氧反硝化池中反硝化菌活性污泥驯化分为三个阶段，保持进水pH在7.0-8.5，温度20℃-30℃之间，水力停留时间(HRT)在8-10h，溶解氧DO<0.3mg/L；酸碱调节池中的第一阶段，进水硝酸盐浓度50-100mg/L，驯化时间为2-3天；第二阶段，进水硝酸盐浓度100-150mg/L，驯化时间为2-3天；第三阶段，进水硝酸盐浓度150-200mg/L，驯化时间为2-3天；
测定进出水、好氧硝化池和缺氧反硝化池的总氮浓度，总氮去除率在90％以上，脱氮效率逐渐稳定，污泥驯化完成。
有益效果：
(1)本发明提供了一种节能型工业废水生物脱氮工艺，该工艺可以循环利用氮气及活性污泥并且无需外加电子供体及碳源，处理流程可根据污染物含量可以进行优化调整，该工艺可大大降低废水处理的基建投资和运行成本，提高脱氮率。
(2)本发明系统根据废水中含氮氨盐成分，适当跳过一些流程可降低运行成本提高除氮效率；厌氧处理和出水前沉淀阶段池中均设有专门的污泥回流管道,减少活性污泥损耗且没有需要外运的固体废物,减少运行成本。缺氧反硝化处理池中所产生的氮气可以用于厌氧池中去除水中的溶解氧循环使用，降低运行成本。
（发明人：詹娟;孙晓;蒋亚庆;冒亚峰;黄宇锋;杨叔衍;计云亮）