公布日：2023.06.27
申请日：2023.04.27
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/38(2006.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N
摘要
本发明涉及一种含氮有机废水的废水处理工艺及系统，涉及有机废水处理技术领域。一种含氮有机废水的处理工艺，将含氮有机废水依次经过生化反应沉淀处理和硫自养反硝化处理；硫自养反硝化处理包括，对生化反应沉淀处理后的废水依次流经沸石‑砾石层、硫系矿物‑悬浮材料层、方解石‑木屑层、促生长层进行脱氮处理。本发明针对含氮有机废水，通过生化反应沉淀处理、硫自养反硝化处理之间的相互配合，进行除碳脱氮；生化反应沉淀处理后将COD、氨氮等去除，产生硝酸根和少量亚硝酸根；而硫自养反硝化处理将硝酸根和少量亚硝酸根最终转化成氮气排出；两者相互配合，进而达到高效的除碳脱氮效果，且过程中无需进行二次沉淀处理，工艺简便、易操作。
权利要求书
1.一种含氮有机废水的处理工艺，其特征在于：将所述含氮有机废水依次经过生化反应沉淀处理和硫自养反硝化处理；所述的硫自养反硝化处理包括，对生化反应沉淀处理后的废水依次流经沸石-砾石层、硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、促生长层进行脱氮处理；所述硫系矿物-悬浮材料层中的硫系矿物包含硫磺和硫铁矿；所述促生长层中包含促生长物质，所述促生长物质选自麦饭石、玄武石、石英、长石、云母中的一种或者多种的混合物。
2.根据权利要求1所述的含氮有机废水的处理工艺，其特征在于，所述硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、麦饭石层的厚度比为(45-90):(3-8):1。
3.根据权利要求1所述的含氮有机废水的处理工艺，其特征在于，所述硫系矿物中，所述硫磺和硫铁矿的质量比为(1.5-2.5):1；所述方解石-木屑层中，方解石和木屑的体积比为(3-3.5):1。
4.根据权利要求1所述的含氮有机废水的处理工艺，其特征在于，所述硫系矿物-悬浮材料层中，悬浮材料为聚乙烯中空柱体，硫系矿物与悬浮材料的体积比为1：(3-5)；所述沸石-砾石层中，所述沸石和砾石的质量比为(2-2.5):1。
5.根据权利要求1所述的含氮有机废水的处理工艺，其特征在于，所述废水流经第一填料单元进行脱氮处理后，再经火山岩层过滤。
6.一种含氮有机废水的处理系统，其特征在于，包括依次连接的生化反应沉淀池和脱氮池；所述的生化反应沉淀池用于如权利要求1所述含氮有机废水的生化反应沉淀处理，所述的脱氮池用于如权利要求1所述含氮有机废水的硫自养反硝化处理；所述脱氮池内设有由下到上依次层叠的沸石-砾石层、硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、促生长层；脱氮池的底部设有脱氮池的进水口，顶部设有脱氮池的出水口，所述脱氮池的进水口连通生化反应沉淀池。
7.根据权利要求6所述的含氮有机废水的处理系统，其特征在于，所述的沸石-砾石层、硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、促生长层构成第一填料单元；所述的脱氮池内还设有火山岩层，火山岩层位于第一填料单元的上方。
8.根据权利要求6所述的含氮有机废水的处理系统，其特征在于，所述的沸石-砾石层、硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、促生长层构成第一填料单元；所述的脱氮池内还设有第二填料单元，所述第二填料单元设置于第一填料单元上方；所述的第二填料单元包括由下到上依次层叠的沸石-砾石层、硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、促生长层和火山岩层。
9.根据权利要求6所述的含氮有机废水的处理系统，其特征在于，所述生化反应沉淀池底部设置有曝气盘，顶部设置有环流澄清器，所述环流澄清器上方设置生化反应沉淀池的出水口；生化反应沉淀池的出水口连通脱氮池的进水口。
10.根据权利要求6所述的含氮有机废水的处理系统，其特征在于，所述脱氮池设置有反冲洗装置；所述反冲洗装置包括第一反冲洗进水管和第一反冲洗出水管；所述第一反冲洗进水管设置于脱氮池顶部，所述第一反冲洗出水管设置于脱氮池底部。
发明内容
本发明所要解决的问题是：如何提供一种针对含氮尤其是高氮有机废水处理的占地面积小、工艺流程简单、脱氮费用低的紧凑型工艺及系统。
为了解决上述问题，本发明提供给了一种处理含氮有机废水的废水处理工艺及系统，该工艺包括生化反应沉淀处理、硫自养反硝化处理，使得流入的废水进行好氧反应，产生硝酸根和少量亚硝酸根，然后再经过环流澄清器进行污泥沉淀分离；再由硫自养反硝化处理将硝酸根和少量亚硝酸根最终转化成氮气排出，从而去除COD、氨氮、硝氮和部分磷，后再经过滤即可完成对含氮甚至高氮有机废水的处理，达到高效的除碳脱氮效果。该工艺通过对第一填料单元的优化，使得无需添加对脱氮池进行酸碱度调节的系统，工艺流程简单，脱氮成本低。同时，还提供一种处理高氮有机废水的废水处理系统，搭配上述工艺对高氮有机废水进行处理，占地面积小、脱氮费用低、废水处理效率高且效果好。
具体的：
本发明公开一种含氮有机废水的处理工艺，将所述含氮有机废水依次经过生化反应沉淀处理和硫自养反硝化处理；
所述的硫自养反硝化处理包括，对生化反应沉淀处理后的废水依次流经沸石-砾石层、硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、促生长层进行脱氮处理；
所述硫系矿物-悬浮材料层中的硫系矿物包含硫磺和硫铁矿；
所述促生长层中包含促生长物质，所述促生长物质选自麦饭石、玄武石、石英、长石、云母中的一种或者多种的混合物。
优选的，所述硫系矿物中，所述硫磺和硫铁矿的质量比为(1.5-2.5):1。
优选的，所述硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、麦饭石层的厚度比为(45-90):(3-8):1。
优选的，所述硫系矿物-悬浮材料层中，悬浮材料为聚乙烯中空柱体，硫系矿物与悬浮材料的体积比为1：(3-5)。
优选的，所述沸石-砾石层中，所述沸石和砾石的质量比为(2-2.5):1。
优选的，所述方解石-木屑层中，方解石和木屑的体积比为(3-3.5):1。
优选的，所述的沸石-砾石层、硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、促生长层构成第一填料单元，所述的生化反应沉淀处理后的废水流经若干个第一填料单元进行脱氮处理。
优选的，所述废水流经第一填料单元进行脱氮处理后，再经火山岩层过滤。
本发明还公开一种含氮有机废水的处理系统，包括依次连接的生化反应沉淀池和脱氮池；所述的生化反应沉淀池用于上述含氮有机废水的生化反应沉淀处理，所述的脱氮池用于上述含氮有机废水的硫自养反硝化处理；
所述脱氮池内设有由下到上依次层叠的沸石-砾石层、硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、促生长层；脱氮池的底部设有脱氮池的进水口，顶部设有脱氮池的出水口，所述脱氮池的进水口连通生化反应沉淀池。
优选的，所述的沸石-砾石层、硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、促生长层构成第一填料单元；所述的脱氮池内由下到上设有若干个第一填料单元。
优选的，所述的脱氮池内还设有火山岩层，火山岩层位于第一填料单元的上方。
优选的，所述的脱氮池内还设有第二填料单元，所述第二填料单元设置于第一填料单元上方；所述的第二填料单元包括由下到上依次层叠的沸石-砾石层、硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、促生长层和火山岩层。
优选的，所述生化反应沉淀池底部设置有曝气盘，顶部设置有环流澄清器，所述环流澄清器上方设置生化反应沉淀池的出水口；生化反应沉淀池的出水口连通脱氮池的进水口。
优选的，所述含氮有机废水的废水处理系统还包括快滤池，所述快滤池内设置有滤料层；所述快滤池的进水口设置于滤料层下方，快滤池的出水口设置于滤料层上方；所述快滤池的进水口连通脱氮池的出水口。
优选的，所述脱氮池设置有反冲洗装置；所述反冲洗装置包括第一反冲洗进水管和第一反冲洗出水管；所述第一反冲洗进水管设置于脱氮池顶部，所述第一反冲洗出水管设置于脱氮池底部。
有益效果：
(1)本发明的含氮有机废水的废水处理工艺中的硫自养反硝化处理，通过沸石-砾石层、硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、促生长层多层填料的设置(第一填料单元的特定设置)，使得硫自养反硝化以及部分异养反硝化反应能够顺利进行，进而对流入的废水中的硝酸根和少量亚硝酸根进行去除。其中，对硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层等各层中的各成分比例进行优化，使得方解石-木屑层中的木屑能够提供部分异养反硝化反应所需的碳源，以便反应生成一定碱度，并且方解石提供一定的碱度支撑，保障脱氮池中的碱度适宜硫自养反硝化反应，进而无需添加调节酸碱度系统，无需在反应过程中补充检测并调节酸碱度的步骤，只需要在脱氮池硝酸盐浓度过高时进行反冲洗即可，工艺简单、易操作。促生长层含有K、Na、Ca、Mg、Cu、Mo等微量元素和稀土元素，能够促进微生物生长，进而保障硫自养反硝化反应和异养反硝化反应的进行；还可以设置火山岩层，既能够对脱氮后的废水进行除杂，提高出水品质，同时还能够一定程度阻隔硫系矿物-悬浮材料层、方解石-木屑层、促生长层中有效成分的流失，保证硫自养反硝化处理稳定进行。
(2)本发明的含氮有机废水的废水处理工艺，包括，废水依次经过生化反应沉淀处理、硫自养反硝化处理；其中，生化反应沉淀处理利用曝气盘进行曝气，使得流入的废水进行好氧反应，然后再经过环流澄清器进行污泥沉淀分离，从而去除COD、氨氮等，产生硝酸根和少量亚硝酸根；硫自养反硝化处理中利用硫自养反硝化以及部分异养反硝化反应进行脱氮处理，即对硝酸根、少量亚硝酸根、磷等进行去除，达到高效的脱碳除氮效果；该工艺无需添加对脱氮池进行酸碱度调节的系统，占地面积小、工艺流程简单、脱氮费用低。生化反应沉淀处理、硫自养反硝化处理能够相互配合，即生化反应沉淀处理后将氨氮等去除，产生硝酸根和亚硝酸根；而硫自养反硝化处理将硝酸根和亚硝酸根高效转化为氮气排出；两者相互配合，进而达到高效的脱碳除氮效果，并且过程中无需进行二次沉淀处理，使得工艺更加简便、易操作，脱碳除氮效率高。
(3)本发明的高氮有机废水的废水处理系统，用于含氮有机废水的废水处理工艺，含有依次相连的生化反应沉淀池、脱氮池；生化反应沉淀池用于生化反应沉淀处理，并且可在环流澄清器内设置斜管填料，增强沉淀效果；脱氮池用于硫自养反硝化处理，设置有第一填料单元和/或第二填料单元，并且还可以通过设置若干互相叠层的第一填料单元提高硝酸盐氮的去除效果，叠层的设置不增大占地面积，同时第一填料单元各层原料来源广、成本低，能够在提高废水处理系统的废水处理效果的同时，使其具有占地面积小、工艺流程简单、脱氮费用低的特点；还可以设置快滤池，对脱氮池流出的有机废水进行过滤、除杂，进一步去除有机废水中的悬浮颗粒物、杂质等，提高处理后废水的水质。
（发明人：何琦;史绪川;王思琦）