公布日：2023.11.10
申请日：2023.07.20
分类号：C02F3/12(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种处理含布洛芬废水的装置及方法，属于废水处理领域。该装置包括：低氧曝气池；变氧曝气池；连接两曝气池的污泥输送管，曝气池底设有可调式空气泵对系统进行曝气。所述方法包括：非响应状态下控制两池中溶解氧并关闭污泥输送管阀门，两池正常进行污水处理；当使用液相色谱检测到进水中布洛芬浓度达到一定浓度时，关闭低氧曝气池进出水阀门使该池污泥处于饥饿状态，调节变氧曝气池溶解氧，使该池污泥处于好氧条件以维持处理效果，同时定期将低氧曝气池中饥饿污泥通过污泥输送管送入变氧曝气池中以高效降解布洛芬，将二沉池中污泥送入低氧曝气池，当反应器响应以后，低氧曝气池仅进行曝气，此时污泥将污水中的营养物质消耗完毕后就进入饥饿状态。本发明的操作过程简单，充分利用曝气池，应用潜力巨大。
权利要求书
1.一种处理含布洛芬废水的装置，其特征在于，包括：并联设立的低氧曝气池与变氧曝气池，以及与分别与所述低氧曝气池与变氧曝气池串联的二沉池；可调式空气泵，包括两个，分别设置于所述低氧曝气池与所述变氧曝气池池底，用于曝气；溶解氧控制装置，包括两个，分别与可调式空气泵的其中一个连接并监测低氧曝气池与变氧曝气池中溶解氧浓度，用于调节两个曝气池溶解氧浓度；其中，每一个所述溶解氧控制装置包括溶解氧探头和控制器，所述溶解氧探头位于所述变氧曝气池中用于监测并反馈调节曝气池的溶解氧，所述控制器与所述可调式空气泵连接以控制所述可调式空气泵曝气量。
2.根据权利要求1所述的处理含布洛芬废水的装置，其特征在于，所述低氧曝气池与变氧曝气池之间通过污泥输送管并联连接，所述低氧曝气池还包括低氧曝气池进水管，所述变氧曝气池还包括变氧曝气池进水管。
3.根据权利要求1所述的处理含布洛芬废水的装置，其特征在于，所述二沉池包括排泥管与排水管；所述二沉池与所述低氧曝气池之间通过第一污泥收集管和第一污泥回流管串联连接，所述二沉池与所述变氧曝气池之间通过第二污泥收集管和第二污泥回流管串联连接。
4.根据权利要求1所述的处理含布洛芬废水的装置，其特征在于，所述低氧曝气池与所述变氧曝气池的污泥龄为20d。
5.一种处理含布洛芬废水的方法，其特征在于，在于采用权利要求1-4中任一项所述的处理含布洛芬废水的装置进行处理，所述方法包括以下步骤：S1：当进水中未检测到布洛芬或者布洛芬浓度未达到一定阈值时，装置处于非响应状态，打开所述低氧曝气池的进出水口、第一污泥收集管以及第一污泥回流管阀门，关闭污泥输送管的阀门；S2：当进水中检测到一定浓度布洛芬时，装置进入响应状态，关闭所述低氧曝气池的进出水口以及第一污泥收集管阀门，打开污泥输送管的阀门，使所述低氧曝气池中污泥处于饥饿状态，并将二沉池中沉淀污泥通过第一污泥回流管补充至所述低氧曝气池中，将所述低氧曝气池中的饥饿污泥通过污泥输送管输送至所述变氧曝气池中。
6.根据权利要求5所述的处理含布洛芬废水的方法，其特征在于，步骤S1中所述低氧曝气池与变氧曝气池的污泥浓度在4000~6000mg/L之间；所述低氧曝气池与变氧曝气池的溶解氧为1.0~1.5mg/L。
7.根据权利要求5所述的处理含布洛芬废水的方法，其特征在于，步骤S2中所述低氧曝气池污泥浓度在5000~10000mg/L之间；所述变氧曝气池污泥浓度在2000~4000mg/L之间；所述低氧曝气池的溶解氧为1.0~1.5mg/L，所述变氧曝气池的溶解氧为3.0±0.5mg/L。
8.根据权利要求5所述的处理含布洛芬废水的方法，其特征在于，步骤S1中所述低氧曝气池与变氧曝气池的水力停留时间为10~12h。
9.根据权利要求5所述的处理含布洛芬废水的方法，其特征在于，步骤S2中所述变氧曝气池水力停留时间为12~15h；所述低氧曝气池污泥停留时间为3~5天，即每天将1/5~1/3的污泥通过污泥输送管接种至所述变氧曝气池中，并从所述低氧曝气池中补充相应的污泥，以保持所述变氧曝气池中污泥量不变。
10.根据权利要求4所述的处理含布洛芬废水的方法，其特征在于，步骤S1中所述阈值为100μg/L；步骤S2中进水布洛芬浓度下限为100μg/L。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的在于提供一种处理含布洛芬废水的装置及方法。本发明的装置与方法结合能够实现水中布洛芬的高效去除。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。
本发明的方案中将活性污泥分为两个部分，非响应状态下保持活性污泥处于低氧状态，当检测到进水中含有布洛芬时，将其中一部分活性污泥进行适当的饥饿处理，富集具有高效降解布洛芬功能的污泥，另一部分污泥则处于溶解氧浓度较高的条件下，并利用富集得到的饥饿污泥对含有布洛芬的污水进行处理，一方面可以应对布洛芬对活性污泥呼吸作用造成的抑制以保证常规污染物的去除效果，另一方面饥饿污泥对布洛芬的降解效率更高，从而实现污水中布洛芬的高效去除。
为此，本发明的一个实施例提供了一种处理含布洛芬废水的装置，包括：并联设立的低氧曝气池与变氧曝气池，以及与分别与所述低氧曝气池与变氧曝气池串联的二沉池；可调式空气泵，包括两个，分别设置于所述低氧曝气池与所述变氧曝气池池底，用于曝气；溶解氧控制装置，包括两个，分别与可调式空气泵的其中一个连接并监测低氧曝气池与变氧曝气池中溶解氧浓度，用于调节两个曝气池溶解氧浓度；其中，每一个所述溶解氧控制装置包括溶解氧探头和控制器，所述溶解氧探头位于所述变氧曝气池中用于监测并反馈调节曝气池溶解氧，所述控制器与所述可调式空气泵连接以控制所述可调式空气泵曝气量；根据本发明上述实施例提供的一种处理含布洛芬废水的装置，所述低氧曝气池与变氧曝气池之间通过污泥输送管并联连接，所述低氧曝气池还包括低氧曝气池进水管，所述变氧曝气池还包括变氧曝气池进水管。
根据本发明上述实施例提供的一种处理含布洛芬废水的装置，所述二沉池包括排泥管与排水管；所述二沉池与所述低氧曝气池之间通过第一污泥收集管和第一污泥回流管串联连接，所述二沉池与所述变氧曝气池之间通过第二污泥收集管和第二污泥回流管串联连接。
根据本发明上述实施例提供的一种处理含布洛芬废水的装置，所述低氧曝气池与所述变氧曝气池的污泥龄为20d。过长的污泥龄会导致污泥老化，降低处理效果；过短的污泥龄会导致污泥浓度持续下降。
本发明的另一个实施例还提供了一种处理含布洛芬废水的方法，在于采用处理含布洛芬废水的装置进行处理，所述方法包括以下步骤：S1：当进水中未检测到布洛芬或者布洛芬浓度未达到一定阈值时，装置处于非响应状态，打开所述低氧曝气池的进出水口、第一污泥收集管以及第一污泥回流管阀门，关闭污泥输送管的阀门；S2：当进水中检测到一定浓度布洛芬时，装置进入响应状态，关闭所述低氧曝气池的进出水口以及第一污泥收集管阀门，打开污泥输送管的阀门，使所述低氧曝气池中污泥处于饥饿状态，并将二沉池中沉淀污泥通过第一污泥回流管补充至所述低氧曝气池中，将所述低氧曝气池中的饥饿污泥通过污泥输送管输送至所述变氧曝气池中。
根据本发明上述实施例提供的一种处理含布洛芬废水的方法，步骤S1中所述低氧曝气池与变氧曝气池的污泥浓度在4000~6000mg/L之间；所述低氧曝气池与变氧曝气池的溶解氧为1.0~1.5mg/L。
根据本发明上述实施例提供的一种处理含布洛芬废水的方法，步骤S2中所述低氧曝气池污泥浓度在5000~10000mg/L之间；所述变氧曝气池污泥浓度在2000~4000mg/L之间；所述低氧曝气池的溶解氧为1.0~1.5mg/L，所述变氧曝气池的溶解氧为3.0±0.5mg/L。
在步骤S1和S2中，低氧曝气池污泥浓度太低会降低富集饥饿污泥的效率，变氧曝气池污泥浓度太高易导致污泥流失与消解。
在步骤S1中低氧曝气池与变氧曝气池溶解氧含量下，由丝状菌引发的污泥膨胀可以控制在一个合理的范围内，同时保障出水水质不会恶化。
在步骤S1中，低氧曝气池溶解氧太低会抑制好氧过程，过高的溶解氧会浪费能源，变氧曝气池进水中的布洛芬会抑制污泥呼吸速率，过低的溶解氧会导致污泥处理效率下降甚至导致生物处理系统崩溃。
根据本发明上述实施例提供的一种处理含布洛芬废水的方法，步骤S1中所述低氧曝气池与变氧曝气池的水力停留时间为10~12h。
根据本发明上述实施例提供的一种处理含布洛芬废水的方法，步骤S2中所述变氧曝气池水力停留时间为12~15h；所述低氧曝气池污泥停留时间为3~5天，即每天将1/5~1/3的污泥通过污泥输送管接种至所述变氧曝气池中，并从所述低氧曝气池中补充相应的污泥，以保持所述变氧曝气池中污泥量不变。
根据本发明上述实施例提供的一种处理含布洛芬废水的方法，步骤S1中所述阈值为100μg/L。
根据本发明上述实施例提供的一种处理含布洛芬废水的方法，步骤S2中进水布洛芬浓度下限为100μg/L。高于此浓度的布洛芬即会对活性污泥的活性造成影响。
非响应状态下控制两池（低氧曝气池和变氧曝气池）中溶解氧为1.0~1.5mg/L并关闭污泥输送管阀门，两池正常进行污水处理；当检测到进水中布洛芬浓度高于100μg/L时，关闭低氧曝气池进出水阀门使该池污泥处于饥饿条件，调节变氧曝气池溶解氧至3±0.5mg/L，使该池污泥处于好氧条件以维持处理效果，同时定期将低氧曝气池中饥饿污泥通过污泥输送管送入变氧曝气池中以处理布洛芬，将二沉池中污泥送入低氧曝气池使污泥处于饥饿状态。
与现有技术比，本发明取得的有益效果是：(1)本发明在非响应状态下使用低氧活性污泥法，可以有效降低能耗并减少污泥膨胀现象。
(2)本发明有效利用曝气池。在非响应状态下，两个曝气池可作为低氧活性污泥工艺的生物处理单元对污水进行处理；当进水中含有一定量布洛芬后，可在短时间内实现工艺流程更改并及时响应，避免活性污泥因布洛芬的冲击导致系统处理效率下降甚至崩溃。
(3)本发明在响应状态下的污水处理过程中，污泥通过空间上的移动使得状态处于“饥饿-处理-再饥饿”循环，即使处理单元只剩变氧曝气池，也可保持较高污泥的利用率，从而不会过多降低处理效果。
(4)本发明在非响应状态下使用低溶解氧活性污泥工艺，污泥产率相较于传统活性污泥法大幅降低，在响应状态下低氧曝气池富集饥饿污泥的过程中，又会导致污泥中有机物被消耗，以及部分污泥的消解，从而大大降低整个系统的剩余污泥量。
(5)本发明将污泥分成两部分，进水中含有布洛芬时，一部分污泥进行饥饿处理，另一部分用于处理含布洛芬的废水，并通过污泥输送管将两池污泥进行轮换，该过程操作简单，充分利用曝气池，有较高的实际使用价值。本发明通过富集饥饿污泥，可以有效提升曝气池中活性污泥对布洛芬的去除效率，并可避免购买与投加布洛芬降解菌的步骤，减少功能菌种购买与贮存的成本。
（发明人：黄开龙;王云浩;左怡琳;杨庆;李恒通;阮在高;朱时峰）