專利名稱：厭氧消化出水短程硝化－反硝化脫氮工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程廢水處理領(lǐng)域，主要用于高氮低碳廢水、畜禽場廢水厭氧消化出水的處理。
背景技術(shù)：
對于高濃度有機(jī)廢水，一般先采用厭氧工藝進(jìn)行處理，去除絕大部分有機(jī)污染物，減輕后續(xù)好氧處理的負(fù)擔(dān)。但是，對于高NH3-N、高COD的有機(jī)廢水，如養(yǎng)殖場廢水，經(jīng)過厭氧消化以后，絕大部分COD被降解，NH3-N不但沒有降解，反而有所升高。如果直接對高氮低碳的厭氧消化出水進(jìn)行好氧處理，效果都比較差，COD去除率僅10～40％，TKN去除率47.2～64.6％(Jung-jeng-Su 1999)，NH4+-N去除率68.7％(Ng Wun Jern 1987)，55～57.3％(楊虹2000)，不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。其好氧后處理效果差的關(guān)鍵問題是由于低BOD5高NH4+-N，硝化作用致使系統(tǒng)pH降至6以下(Ng Wun Jern 1987，楊虹2000)，反硝化作用弱，堿度不足不能得到回補(bǔ)，致使處理系統(tǒng)“酸化”，微生物性能惡化(鄧良偉2002)。加堿是人們通常采用的方法(楊虹等，2000)，但是加堿大大增加了處理設(shè)施和運(yùn)行費(fèi)用，在工程上難以實(shí)施。另一種辦法是采用傳統(tǒng)的硝化-反硝化法提高反硝化效率，回補(bǔ)堿度，Bernet(1999)采用類似A-O工藝的厭氧SBR+好氧SBR工藝來解決這個(gè)問題，將好氧SBR出水回流至厭氧SBR，反硝化效率依賴于匯流比。所得去除效果并不很好，TOC去除率81~91％，NH4+-N去除率97％，TN去除率58.5~75.％。并且水力停留時(shí)間(HRT)長達(dá)22.5~30天，操作復(fù)雜。由此可見，高氮低碳厭氧消化液好氧后處理仍是一大難題。
亞硝化-反亞硝化脫氮是近年開發(fā)的新的脫氮工藝，它是將硝化過程控制在亞硝化階段，直接從NO2--N進(jìn)行反硝化。與傳統(tǒng)硝化-反硝化脫氮體系相比，亞硝化-反亞硝化脫氮能減少25％的需氧量，40％左右的有機(jī)碳源，并且反應(yīng)時(shí)間縮短。對低COD/NH4--N比的生物脫氮處理，亞硝化-反亞硝化顯然具有重要現(xiàn)時(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
通過添加一定的原廢水或其它高BOD5廢水，達(dá)到反硝化/反亞硝化所必須的碳源，促進(jìn)系統(tǒng)的反硝化作用，補(bǔ)充堿度，維持系統(tǒng)pH值，保證系統(tǒng)降解性能穩(wěn)定。再通過溶解氧控制以及NH3-N降解進(jìn)程控制相結(jié)合建立短程硝化-反硝化脫氮脫氮體系，從而減少對碳源的需求和硝化過程需氧量。通過本技術(shù)應(yīng)用，處理出水可達(dá)到NH4-N小于15mg/L，TN小于60mg/L，COD小于300mg/L，BOD5小于30mg/L。
而整個(gè)廢水處理的前處理、厭氧消化系統(tǒng)與常規(guī)方法基本相同。本發(fā)明的新穎性表現(xiàn)在以下幾方面(1)高氮高COD有機(jī)廢水厭氧消化出水富氮缺碳，通過配水可以改善厭氧出水的碳氮比，使微生物生長的碳氮比更趨合理，有利于微生物生長繁殖；(2)通過配水可以增加厭氧出水中易降解性有機(jī)物，有利于反硝化作用，從而可增加堿度，維持處理系統(tǒng)正常的pH值，使降解有機(jī)物的微生物以及硝化/亞硝化和反硝化/反亞硝化微生物得以正常生長。同時(shí)反硝化作用增強(qiáng)，減少了系統(tǒng)中硝酸鹽氮(NO3--N)積累及其對硝化的抑制作用，有利于硝化作用，從而促進(jìn)了NH3-N的轉(zhuǎn)化以及氮的最終去除；(3)硝化階段可減少25％的需氧量，降低能耗；(4)反硝化階段可較少40％左右的有機(jī)碳源；(5)硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)時(shí)間均可縮短，反應(yīng)器容積可減少30％~40％；(6)污泥產(chǎn)量降低；(7)不用加堿維持系統(tǒng)堿度。
具體實(shí)施例方式
前處理包括廢水收集、固液分離、集水池等單元。本發(fā)明要求在集水池設(shè)厭氧消化池進(jìn)料泵和配水池進(jìn)料泵分別用于厭氧消化池進(jìn)料及配水。厭氧消化系統(tǒng)包括厭氧消化反應(yīng)器、沼氣貯存、凈化與利用。厭氧消化反應(yīng)器根據(jù)廢水特性可采用厭氧接觸反應(yīng)器(AC)、復(fù)合厭氧反應(yīng)器(UBF)、上流式厭氧污泥床(UASB)，厭氧消化反應(yīng)器出水應(yīng)進(jìn)入?yún)捬醭恋沓剡M(jìn)行泥水分離。本發(fā)明的實(shí)施步驟如下(1)厭氧沉淀池的出水進(jìn)入配水池，從集水池泵入部分未進(jìn)行厭氧消化的原廢水或其它高BOD5廢水與厭氧消化出水進(jìn)行混合。
(2)配水比例使配水后的混合水BOD5/TN＞2.10。
(3)配水后的混合水可采用SBR工藝或其它脫氮工藝進(jìn)行脫氮處理。
(4)利用反硝化/反亞硝化產(chǎn)生的堿度回補(bǔ)硝化/亞硝化所消耗的堿度，通過配水量的調(diào)節(jié)維持硝化/亞硝化系統(tǒng)曝氣前pH值大于7.5，使處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，保證NH3-N降解到15mg/L以下。
(5)通過以下調(diào)控措施使硝化過程主要停留在亞硝化階段，亞硝化率[NO2--N/(NO2--N+NO3--N)]大于70％，從而減少配水量和曝氣過程需氧量。
a控制曝氣結(jié)束時(shí)的溶解氧(DO)濃度在1.5mg/L以下；b在NH3-N降解到15mg/L以下時(shí)，立即停止曝氣。
權(quán)利要求
1.一種高氮高濃度有機(jī)廢水厭氧消化出水短程硝化-反硝化脫氮工藝，包括前處理系統(tǒng)、厭氧消化系統(tǒng)以及好氧后處理系統(tǒng)，本發(fā)明的新穎性體現(xiàn)在厭氧出水好氧后處理系統(tǒng)，特征在于用未經(jīng)厭氧消化的原廢水或其它高BOD5廢水對厭氧出水進(jìn)行配水，使配水后的混合水BOD5/TN＞2.10，維持系統(tǒng)反硝化所必需的碳源；
2根據(jù)權(quán)利要求1所述的配水方法，其特征在于通過反硝化/反亞硝化產(chǎn)生的堿度回補(bǔ)硝化/亞硝化所消耗的堿度，維持硝化/亞硝化系統(tǒng)曝氣前pH值大于7.5；
3控制曝氣結(jié)束時(shí)的溶解氧(DO)濃度在1.5mg/L以下；
4在NH3-N降解到15mg/L以下時(shí)，立即停止曝氣。
5根據(jù)權(quán)利要求2、3、4所述的方法，其特征在于使硝化過程主要停留在亞硝化階段，亞硝化率[NO2--N/(NO2--N+NO3--N)]大于70％，并能使NH3-N降解到15mg/L。
全文摘要
本發(fā)明系一種高氮低碳厭氧消化出水脫氮新工藝。解決高氮低碳廢水好氧處理效果差的問題。本發(fā)明包括添加一定的原廢水或其它高BOD
文檔編號C02F3/30GK1631813SQ20031010406
公開日2005年6月29日 申請日期2003年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月22日
發(fā)明者鄧良偉 申請人:農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所