廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備和方法
【專(zhuān)利摘要】一種廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備包括串聯(lián)的第一SBR反應(yīng)器和第二SBR反應(yīng)器，廢水流入所述第一SBR反應(yīng)器，所述第一SBR反應(yīng)器的出水流入所述第二SBR反應(yīng)器，所述第一SBR反應(yīng)器用于通過(guò)序批式缺氧好氧反應(yīng)處理，去除廢水進(jìn)水中的碳源和進(jìn)行反硝化以去除部分硝態(tài)氮，同時(shí)對(duì)進(jìn)水中的部分氨氮進(jìn)行短程硝化以生成亞硝酸鹽，而第二SBR反應(yīng)器用于通過(guò)序批式缺氧好氧反應(yīng)處理，對(duì)所述第一SBR反應(yīng)器的出水中剩余的氨氮進(jìn)行短程硝化以生成亞硝酸鹽。在此還披露了一種采用該設(shè)備的廢水亞硝化預(yù)處理方法。該設(shè)備/方法能夠高效去除廢水中的氨氮，實(shí)現(xiàn)出水氮元素以亞硝酸鹽為主，為后續(xù)反硝化或厭氧氨氧化等處理工藝提供優(yōu)質(zhì)進(jìn)水。
【專(zhuān)利說(shuō)明】廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)，特別是一種廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]污水中氮磷是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。隨著我國(guó)及各國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，以及未來(lái)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的提升，都需要對(duì)污水氮磷等營(yíng)養(yǎng)排放進(jìn)行嚴(yán)格控制。適量氮是生物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一，而高濃度氮元素會(huì)引起水體富營(yíng)養(yǎng)化。高濃度氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽也對(duì)人體健康有負(fù)面影響。我國(guó)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定氮元素標(biāo)準(zhǔn)為:總氮為15毫克/升，氨氮為5毫克/升。對(duì)于污水處理廠厭氧消化液和脫泥水等都會(huì)回流到污水處理主體工藝中，對(duì)污水處理廠氮負(fù)荷的增加量約為5-10%，所以此類(lèi)廢水的預(yù)處理技術(shù)對(duì)保障污水處理廠氮達(dá)標(biāo)處理具有重要的意義。此外，對(duì)于垃圾滲濾液等高氨氮廢水，研發(fā)經(jīng)濟(jì)高效穩(wěn)定的強(qiáng)化脫氮技術(shù)，也是污水處理領(lǐng)域急需的技術(shù)需求。
[0003]污水中的氮素一般以氨氮和有機(jī)氮的形式存在，只含有少量或不含亞硝酸鹽和硝酸鹽形態(tài)的氮素。傳統(tǒng)生物脫氮工藝中，有機(jī)氮被脫氨基作用轉(zhuǎn)化為氨氮，氨氮通過(guò)硝化菌的硝化作用逐次轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，最后通過(guò)反硝化菌的反硝化作用將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)獠乃幸莩鲠尫诺酱髿庵?，從而達(dá)到去除氮的目的。傳統(tǒng)工藝如果通過(guò)亞硝酸鹽途徑，可以節(jié)省曝氣量25%，以及節(jié)省反硝化碳源40%，所以通過(guò)亞硝酸鹽途徑反硝化脫氮，具有較好的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和高效特征。針對(duì)高氨氮廢水，已開(kāi)發(fā)出最新工藝如厭氧氨氧化工藝，此工藝主要是在厭氧條件下，氨氮和亞硝酸鹽作用生成氮?dú)狻Ｋ蚤_(kāi)發(fā)出有效地亞硝化工藝，對(duì)后續(xù)反硝化以亞硝酸鹽為電子供體或者厭氧氨氧化工藝都具有重要的實(shí)際意義。
[0004]硝化過(guò)程包括兩個(gè)步驟:(1)氨氧化步驟，氨氮被氨硝化菌硝化為亞硝酸鹽；和
(2)亞硝酸鹽硝化步驟，亞硝酸鹽被亞硝酸鹽硝化菌氧化為硝酸鹽。硝化過(guò)程的每一個(gè)步驟由不同種類(lèi)的硝化菌群的生化作用實(shí)現(xiàn)。在污水處理工藝中，不同工藝結(jié)構(gòu)或者不同運(yùn)行條件下會(huì)馴化出不同種類(lèi)的氨硝化菌及不同種類(lèi)的亞硝酸硝化菌。根據(jù)進(jìn)化論理論，每一類(lèi)菌群，整體可以分為具有r 一生長(zhǎng)策略和具有K 一生長(zhǎng)策略的兩種類(lèi)型。K-生長(zhǎng)策略硝化菌是穩(wěn)定環(huán)境的維護(hù)者，當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，其適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)性較差，所以其主要存在于低營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)環(huán)境中。當(dāng)在動(dòng)態(tài)變化條件下或存在營(yíng)養(yǎng)梯度條件下，硝化工藝應(yīng)該會(huì)馴化出具有r 一生長(zhǎng)策略的硝化菌。r 一生長(zhǎng)策略的硝化菌具有反應(yīng)速率快，處理能力高的特點(diǎn)。因此，如果采用合適的工藝馴化出具有r 一生長(zhǎng)策略的硝化菌，則將會(huì)有效地提高污水硝化效率，降低反應(yīng)時(shí) 間和反應(yīng)器體積等，是有效地污水處理工藝。
[0005]序批式活性污泥法(SBR)，是一種不同于傳統(tǒng)連續(xù)流活性污泥法的污水處理工藝。SBR是活性污泥法初創(chuàng)時(shí)期充排式反應(yīng)器的一種改進(jìn)模型。1914年英國(guó)的Ardern和Lockett首創(chuàng)活性污泥法時(shí)采用的就是間歇法。到80年代，SBR工藝開(kāi)始得到大量開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用。SBR工藝之所以日益受到重視是由于具有以下優(yōu)點(diǎn):工藝流程簡(jiǎn)單，不設(shè)二沉池，無(wú)污泥回流；投資省，占地少，運(yùn)行費(fèi)用低；處理效率高；操作靈活多樣；耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等。同時(shí)，SBR工藝中存在營(yíng)養(yǎng)梯度，有利于馴化出r 一生長(zhǎng)策略的微生物種群。而且，對(duì)于產(chǎn)生高氨氮廢水的來(lái)源，一般是間歇性運(yùn)行的，所以SBR工藝是比較合適的工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備和方法，能夠高效去除廢水中的氨氮，實(shí)現(xiàn)出水氮元素以亞硝酸鹽為主，為后續(xù)反硝化或厭氧氨氧化等處理工藝提供優(yōu)質(zhì)進(jìn)水。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備，包括串聯(lián)的第一 SBR反應(yīng)器和第二 SBR反應(yīng)器，廢水流入所述第一 SBR反應(yīng)器，所述第一 SBR反應(yīng)器的出水流入所述第二 SBR反應(yīng)器，所述第一SBR反應(yīng)器用于通過(guò)序批式缺氧好氧反應(yīng)處理，通過(guò)反硝化去除廢水進(jìn)水中的碳源，同時(shí)對(duì)進(jìn)水中的部分氨氮進(jìn)行短程硝化以生成亞硝酸鹽，而第二 SBR反應(yīng)器用于通過(guò)序批式缺氧好氧反應(yīng)處理，對(duì)所述第一 SBR反應(yīng)器的出水中剩余的氨氮進(jìn)行短程硝化以生成亞硝酸鹽。
[0009]進(jìn)一步地:
[0010]包括將所述第二 SBR反應(yīng)器的部分出水回流到所述第一 SBR反應(yīng)器的回流系統(tǒng)。
[0011]所述第一 SBR反應(yīng)器和所述第二 SBR反應(yīng)器采用多級(jí)缺氧/好氧交替運(yùn)行的反應(yīng)模式，其中所述第一 SBR反應(yīng)器的第一反應(yīng)階段為缺氧階段，所述第二 SBR反應(yīng)器的第一反應(yīng)階段為好氧階段，所述第一 SBR反應(yīng)器和所述第二 SBR反應(yīng)器的最后反應(yīng)階段均為好氧階段。
[0012]在本文中，多級(jí)缺氧/好氧交替是指缺氧階段和/或好氧階段出現(xiàn)兩次以上，并且時(shí)間上交替發(fā)生。
[0013]所述第一 SBR反應(yīng)器的反應(yīng)模式為:缺氧-好氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧，所述第二 SBR反應(yīng)器的反應(yīng)模式為:好氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧；優(yōu)選地，所以好氧階段最長(zhǎng)為60分鐘；更優(yōu)選地，所述第一 SBR反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間為:60分鐘缺氧-60分鐘好氧-40分鐘缺氧-60分鐘好氧-40分鐘缺氧_60分鐘好氧_40分鐘缺氧-60分鐘好氧,所述第二 SBR反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間為:60分鐘好氧-60分鐘缺氧_60分鐘好氧-60分鐘缺氧-60分鐘好氧-60分鐘缺氧-60分鐘好氧。
[0014]所述第一 SBR反應(yīng)器和/或所述第二 SBR反應(yīng)器各自配備有曝氣泵和/或攪拌器，其中所述曝氣泵用于在反應(yīng)的好氧階段對(duì)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行充氧，所述攪拌器用于在反應(yīng)的缺氧階段和/或好氧階段在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行攪拌以使污泥處于懸浮狀態(tài)。
[0015]所述第一 SBR反應(yīng)器的出水端設(shè)有第一出水儲(chǔ)存池，以便于將所述第一 SBR反應(yīng)器出水作為所述第二 SBR反應(yīng)器的進(jìn)水；和/或所述第二 SBR反應(yīng)器出水端設(shè)有第二出水儲(chǔ)存池，以便于將所述第二 SBR反應(yīng)器的部分出水回流到所述第一 SBR反應(yīng)器。
[0016]所述第一 SBR反應(yīng)器和所述第二 SBR反應(yīng)器利用水泵出水和進(jìn)水。
[0017]按照預(yù)定的時(shí)間條件從反應(yīng)器中排出一定體積的污泥，以控制反應(yīng)器內(nèi)的污泥齡，優(yōu)選地，所述第一 SBR反應(yīng)器污泥齡的預(yù)設(shè)范圍為15到20天，所述第二 SBR反應(yīng)器在預(yù)定的穩(wěn)定條件下不排泥，更優(yōu)選的，所述預(yù)定的穩(wěn)定條件是指污泥齡達(dá)到預(yù)設(shè)污泥齡的3倍以上。
[0018]所述第一 SBR反應(yīng)器和所述第二 SBR反應(yīng)器的運(yùn)行周期均包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀和排水階段，在所述反應(yīng)階段進(jìn)行所述序批式缺氧好氧反應(yīng)處理，在所述沉淀階段，使反應(yīng)器中的污泥發(fā)生沉降以使上清液能夠被排出。
[0019]一種廢水亞硝化預(yù)處理方法，可采用前述的任一種廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備對(duì)廢水進(jìn)行處理，以使水中的氮主要被短程硝化為亞硝酸鹽。
[0020]本發(fā)明的有益技術(shù)效果:
[0021]本發(fā)明采用兩個(gè)串聯(lián)的SBR反應(yīng)器，第一 SBR反應(yīng)器主要通過(guò)反硝化去除廢水進(jìn)水中的碳源，同時(shí)發(fā)生部分短程硝化，而第二 SBR反應(yīng)器主要用于實(shí)現(xiàn)短程硝化，針對(duì)污水處理廠厭氧消化液和脫泥水以及垃圾滲濾液等具有低碳源高氨氮類(lèi)廢水，這兩級(jí)SBR反應(yīng)器有效地適應(yīng)于廢水產(chǎn)生的間歇性特征，利用SBR序批式缺氧好氧反應(yīng)處理，有利于馴化出具有r 一生長(zhǎng)策略的微生物種群，能夠?qū)Φ吞荚锤甙钡獜U水高效地去除氨氮，實(shí)現(xiàn)出水中氮元素以亞硝酸鹽為主，從而為后續(xù)外加碳源反硝化或厭氧氨氧化等處理工藝提供優(yōu)質(zhì)進(jìn)水。特別是，針對(duì)污水處理的兩級(jí)SBR序批式反應(yīng)工藝，形成了動(dòng)態(tài)變化條件或營(yíng)養(yǎng)梯度條件，所用硝化工藝能夠馴化出具有r 一生長(zhǎng)策略的硝化菌，有利于短程硝化得到亞硝酸鹽。
[0022]優(yōu)選的方案中，反應(yīng)運(yùn)行模式中采用多級(jí)缺氧好氧交替模式，能夠促進(jìn)氨氮氧化菌的生長(zhǎng)而抑制亞硝酸鹽氧化菌的生長(zhǎng)，所以能夠進(jìn)一步高效地實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽積累。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備和工藝示意圖。
[0024]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1-第一進(jìn)水池；2_第一進(jìn)水泵；3_第一曝氣泵；4_第一攪拌器；5-第一 SBR反應(yīng)器；6_第一出水泵；7_第一出水儲(chǔ)水池；8_第二進(jìn)水泵；9_第二曝氣泵；10-第二攪拌器；11-第二 SBR反應(yīng)器；12-第二出水泵；13-第二出水儲(chǔ)水池；14-出水回流 栗。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0026]如圖1所示，廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備包括兩個(gè)SBR反應(yīng)器。第一 SBR反應(yīng)器5用于通過(guò)反硝化去除碳源和進(jìn)行部分硝化，其中反硝化是為了更好地去除進(jìn)水中的碳源，所馴化的菌群主要以反硝化菌為主，同時(shí)具有部分硝化菌。優(yōu)選地，第一 SBR反應(yīng)器5采用多級(jí)缺氧好氧模式，在好氧階段能夠進(jìn)一步去除碳源和實(shí)現(xiàn)部分硝化。第二 SBR反應(yīng)器11主要是進(jìn)行短程硝化(硝化成亞硝酸鹽)。當(dāng)碳源在第一 SBR反應(yīng)器5中得到有效去除后，出水僅含有氨氮和部分硝態(tài)氮，所以第二 SBR反應(yīng)器11主要是將氨氮硝化成亞硝酸鹽。
[0027]采用兩個(gè)SBR反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0028]1、因?yàn)樵幸话愫猩倭坑袡C(jī)碳源，采用兩個(gè)串聯(lián)SBR反應(yīng)器，可有效利用和去除碳源，同時(shí)避免碳源利用異養(yǎng)菌對(duì)硝化菌的影響，有利短程硝化。
[0029]2、同時(shí)采用兩個(gè)SBR反應(yīng)器，有利于實(shí)現(xiàn)微生物優(yōu)勢(shì)種群的分離，有利于實(shí)現(xiàn)各自菌群的最大反應(yīng)速率和效率。本發(fā)明中，兩個(gè)反應(yīng)器均采用序批式反應(yīng)器進(jìn)行預(yù)處理，優(yōu)選地，均采用多級(jí)缺氧/好氧運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)出水以亞硝酸鹽為主，以為后續(xù)外加碳源反硝化或厭氧氨氧化等處理提供優(yōu)質(zhì)進(jìn)水。
[0030]在優(yōu)選的實(shí)施例中，廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備包括將第二 SBR反應(yīng)器11的部分出水回流到第一 SBR反應(yīng)器5的回流系統(tǒng)。
[0031]低碳高氨氮污水處理主要包括碳源和氮的去除。其中氮的去除主要包括硝化工藝(本發(fā)明的亞硝化預(yù)處理工藝即對(duì)應(yīng)此硝化工藝)和反硝化工藝。硝化工藝是把氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮(亞硝化)和硝酸鹽氮，其中轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮所需要的充氧比轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮少25%，故能夠節(jié)省能耗。另一方面，污水里的碳源可以通過(guò)反硝化得到去除。污水中，去除碳源的微生物(異養(yǎng)菌)和硝化氨氮到硝態(tài)氮的微生物(硝化菌)相比，異養(yǎng)菌比硝化菌長(zhǎng)得快，所以在一起生長(zhǎng)的時(shí)候會(huì)抑制硝化菌，而如果硝化菌生長(zhǎng)不完全，硝態(tài)氮產(chǎn)生較少，不僅不足以通過(guò)反硝化去除碳源，而且還會(huì)因?yàn)樘荚串愷B(yǎng)菌對(duì)硝化菌的抑制而限制整個(gè)過(guò)程的硝化，并最終影響脫氮。采用兩個(gè)SBR反應(yīng)器，在第一 SBR反應(yīng)器5里面促進(jìn)異養(yǎng)菌的生長(zhǎng)，利用反硝化去除污水中的碳源，同時(shí)，也會(huì)有較少量的硝化菌生長(zhǎng)；在第二 SBR反應(yīng)器11里，因?yàn)樗幚淼乃コ擞袡C(jī)碳源，是以氨氮為主，故可以促進(jìn)硝化菌的生長(zhǎng)，把氨氮轉(zhuǎn)化為以亞硝酸鹽為主的硝態(tài)氮。另外，從第二 SBR反應(yīng)器11回流一部分污水，由于回流水里包含反硝化所需要的硝態(tài)氮，有利于更好地反硝化以去除污水中的碳源。因此，采用兩個(gè)SBR反應(yīng)器可避免第二 SBR反應(yīng)器中硝化菌受到異養(yǎng)菌的抑制，從而使硝化菌生長(zhǎng)速率最大化，有利于亞硝化。
[0032]廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備主要運(yùn)行處理過(guò)程如下。所需要處理的污水以及從第二SBR反應(yīng)器11部分回流的污水首先在第一 SBR反應(yīng)器5中進(jìn)行處理，通過(guò)反硝化有效利用和去除污水中碳源和部分硝態(tài)氮，在好氧階段也能實(shí)現(xiàn)部分硝化；第一 SBR反應(yīng)器5的出水用泵泵入第二 SBR反應(yīng)器11，進(jìn)行進(jìn)一步的短程硝化處理，以使第二 SBR反應(yīng)器11的出水主要為亞硝酸鹽。
[0033]優(yōu)選的，第一 SBR反應(yīng)器5出水端有第一出水儲(chǔ)存池，以便于將第一 SBR反應(yīng)器5出水作為第二 SBR反應(yīng)器11的進(jìn)水；第二 SBR反應(yīng)器11出水端也有第二出水儲(chǔ)存池，以便于將第二 SBR反應(yīng)器11的部分出水回流到第一 SBR反應(yīng)器5。
[0034]第一 SBR反應(yīng)器5的運(yùn)行周期包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀和排水階段。在進(jìn)水階段，所需要處理的低碳高氨氮廢水通過(guò)第一進(jìn)水泵2加入第一 SBR反應(yīng)器5中，同時(shí)第二 SBR反應(yīng)器11處理的部分出水通過(guò)出水回流泵14回流到第一 SBR反應(yīng)器5。在反應(yīng)階段，采用序批式以及多級(jí)缺氧/好氧交替模式，有效利用進(jìn)水中碳源進(jìn)行反硝化，同時(shí)好氧階段因?yàn)榻Y(jié)合了交替缺氧階段所以能夠?qū)崿F(xiàn)部分短程硝化。優(yōu)選地，缺氧階段采用機(jī)械攪拌器進(jìn)行攪拌以使污泥處于懸浮狀態(tài)，在好氧階段同時(shí)采用曝氣器進(jìn)行充氧。在沉淀階段，相關(guān)組件停止運(yùn)行，使污泥發(fā)生沉降。在排水階段，通過(guò)第一出水泵6排出預(yù)設(shè)體積的處理水到第一出水儲(chǔ)水池7中 。優(yōu)選地，根據(jù)所設(shè)計(jì)的污泥齡，按照預(yù)定時(shí)間(如在每天某時(shí)間點(diǎn))或在反應(yīng)階段結(jié)束前或在污泥沉降完階段排出一定體積的污泥，控制反應(yīng)器污泥齡在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，一般控制在15到20天之間。
[0035]第二 SBR反應(yīng)器11的運(yùn)行周期也包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀和排水階段。在進(jìn)水階段，所需要處理的廢水采用第二進(jìn)水泵8從第一出水儲(chǔ)水池7加入第二 SBR反應(yīng)器11中。在反應(yīng)階段，采用序批式以及多級(jí)缺氧/好氧模式，能夠抑制硝化菌對(duì)亞硝酸酸鹽的硝化，有效實(shí)現(xiàn)短程硝化。優(yōu)選地，缺氧階段采用機(jī)械攪拌器進(jìn)行攪拌以使污泥處于懸浮狀態(tài)，在好氧階段同時(shí)采用曝氣器進(jìn)行充氧。在沉淀階段，組件停止運(yùn)行，使污泥發(fā)生沉降。在排水階段，通過(guò)第二出水泵12排出預(yù)設(shè)體積的處理水到第二出水儲(chǔ)水池13中。優(yōu)選地，按照預(yù)定時(shí)間(如在每天某時(shí)間點(diǎn))或在反應(yīng)階段結(jié)束前或在污泥沉降完階段排出一定體積的污泥，控制反應(yīng)器內(nèi)的污泥齡。預(yù)設(shè)污泥齡為15到20天，在第二 SBR反應(yīng)器11的污泥齡達(dá)到預(yù)設(shè)污泥齡的3倍以上運(yùn)行穩(wěn)定以后，由于該反應(yīng)器中此時(shí)主要將含有硝化菌，至此可以不再排泥，以維持較高濃度的硝化菌生物量。
[0036]在一個(gè)具體實(shí)施例中，兩個(gè)SBR反應(yīng)器的運(yùn)行周期(從進(jìn)水到出水的時(shí)間段)為8小時(shí)。每周期中，第一 SBR反應(yīng)器5進(jìn)水為1/3反應(yīng)器體積，同時(shí)從第二 SBR反應(yīng)器11出水回流體積為1/6反應(yīng)器體積；每周期中，第二 SBR反應(yīng)器11處理水量為1/2反應(yīng)器體積。8小時(shí)反應(yīng)過(guò)程中，第一 SBR反應(yīng)器5米用的缺氧/好氧交替模式為:60分鐘缺氧+60分鐘好氧+40分鐘缺氧+60分鐘好氧+40分鐘缺氧+60分鐘好氧+40分鐘缺氧+60分鐘好氧。由于第一 SBR反應(yīng)器5主要是為了進(jìn)行反硝化和有效利用進(jìn)水中的碳源，交替模式采用開(kāi)始為缺氧條件、接下來(lái)為多級(jí)好氧與缺氧交替運(yùn)行，能夠有效利用進(jìn)水中的碳源，有利于促進(jìn)反硝化過(guò)程，同時(shí)又能夠?qū)崿F(xiàn)短程硝化。由于交替模式抑制的亞硝酸鹽硝化菌一般在60分鐘后能夠恢復(fù)活性，所以好氧階段最大設(shè)為60分鐘。第二 SBR反應(yīng)器11采用的缺氧/好氧交替模式為:60分鐘好氧+60分鐘缺氧+60分鐘好氧+60分鐘缺氧+60分鐘好氧+60分鐘缺氧+60分鐘好氧。由于第二 SBR反應(yīng)器11進(jìn)水沒(méi)有碳源，所以開(kāi)始先進(jìn)行好氧硝化反應(yīng)，后面的交替模式能夠有效抑制亞硝酸鹽硝化菌的生長(zhǎng)而實(shí)現(xiàn)短程硝化。
[0037]優(yōu)選的實(shí)施例里，第一 SBR反應(yīng)器5污泥齡采用15天，第二 SBR反應(yīng)器11在穩(wěn)定條件下不排泥。
[0038]實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果證明，本發(fā)明能高效處理低碳高氨氮廢水。對(duì)進(jìn)水碳源濃度COD為800mg/L和氨氮濃度為800mg/L左右的低碳高氨氮廢水,第一 SBR反應(yīng)器5和第二 SBR反應(yīng)器11都采用8小時(shí)運(yùn)行周期，出水COD小于30mg/L，氨氮濃度小于10mg/L，亞硝酸鹽氮濃度在450mg/L左右，而硝酸鹽 氮濃度小于80mg/L，有效實(shí)現(xiàn)了亞硝化過(guò)程，能為后續(xù)反硝化或厭氧氨氧化處理提供有效地高亞硝酸鹽含量進(jìn)水。兩個(gè)反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為48小時(shí)；總氨氮去除負(fù)荷為400mg/L.d，遠(yuǎn)大于大多數(shù)高氨氮廢水處理所采用的去除負(fù)荷(一般在 100-200mg/L.d)。
[0039]在實(shí)際使用過(guò)程中，因?yàn)榈诙?SBR反應(yīng)器11出水主要含有亞硝酸鹽，根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷，出水氨氮含量會(huì)有所不同，當(dāng)采用后續(xù)外加碳源反硝化脫氮時(shí)，負(fù)荷可以滿足完全去除氨氮值；當(dāng)后續(xù)采用厭氧氨氧化工藝時(shí)，可以根據(jù)第二 SBR反應(yīng)器11出水氨氮和亞硝酸鹽比例，或者與第一 SBR反應(yīng)器5出水(主要含有氨氮和少量亞硝酸鹽)進(jìn)行合適混合，達(dá)到厭氧氨氧化所需氨氮和亞硝酸合適比例。
[0040]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備，其特征在于，包括串聯(lián)的第一 SBR反應(yīng)器和第二 SBR反應(yīng)器，廢水流入所述第一 SBR反應(yīng)器，所述第一 SBR反應(yīng)器的出水流入所述第二 SBR反應(yīng)器，所述第一 SBR反應(yīng)器用于通過(guò)序批式缺氧好氧反應(yīng)處理，通過(guò)反硝化去除廢水進(jìn)水中的碳源，同時(shí)對(duì)進(jìn)水中的部分氨氮進(jìn)行短程硝化以生成亞硝酸鹽，而第二 SBR反應(yīng)器用于通過(guò)序批式缺氧好氧反應(yīng)處理，對(duì)所述第一 SBR反應(yīng)器的出水中剩余的氨氮進(jìn)行短程硝化以生成亞硝酸鹽。
2.如權(quán)利要求1所述的廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備，其特征在于，還包括將所述第二SBR反應(yīng)器的部分出水回流到所述第一 SBR反應(yīng)器的回流系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備，其特征在于，所述第一SBR反應(yīng)器和所述第二 SBR反應(yīng)器采用多級(jí)缺氧/好氧交替運(yùn)行的反應(yīng)模式，其中所述第一 SBR反應(yīng)器的第一反應(yīng)階段為缺氧階段，所述第二 SBR反應(yīng)器的第一反應(yīng)階段為好氧階段，所述第一SBR反應(yīng)器和所述第二 SBR反應(yīng)器的最后反應(yīng)階段均為好氧階段。
4.如權(quán)利要求3所述的廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備，其特征在于，所述第一SBR反應(yīng)器的反應(yīng)模式為:缺氧_好氧_缺氧_好氧_缺氧_好氧_缺氧_好氧，所述第二 SBR反應(yīng)器的反應(yīng)模式為:好氧_缺氧_好氧_缺氧_好氧_缺氧_好氧；優(yōu)選地，所以好氧階段最長(zhǎng)為60分鐘；更優(yōu)選地,所述第一 SBR反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間為:60分鐘缺氧-60分鐘好氧_40分鐘缺氧-60分鐘好氧-40分鐘缺氧-60分鐘好氧-40分鐘缺氧-60分鐘好氧，所述第二SBR反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間為:60分鐘好氧-60分鐘缺氧-60分鐘好氧_60分鐘缺氧_60分鐘好氧-60分鐘缺氧-60分鐘好氧。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備，其特征在于，所述第一SBR反應(yīng)器和/或所述第二 SBR反應(yīng)器各自配備有曝氣泵和/或攪拌器，其中所述曝氣泵用于在反應(yīng)的好氧階段對(duì)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行充氧，所述攪拌器用于在反應(yīng)的缺氧階段和/或好氧階段在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行攪拌以使污泥處于懸浮狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備，其特征在于，所述第一SBR反應(yīng)器的出水端設(shè)有第一出水儲(chǔ)存池，以便于將所述第一 SBR反應(yīng)器出水作為所述第二 SBR反應(yīng)器的進(jìn)水；和/或所述第二 SBR反應(yīng)器出水端設(shè)有第二出水儲(chǔ)存池，以便于將所述第二 SBR反應(yīng)器的部分出水回流到所述第一 SBR反應(yīng)器。
7.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備，其特征在于，所述第一SBR反應(yīng)器和所述第二 SBR反應(yīng)器利用水泵出水和進(jìn)水。
8.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備，其特征在于，按照預(yù)定的時(shí)間條件從反應(yīng)器中排出一定體積的污泥，以控制反應(yīng)器內(nèi)的污泥齡，優(yōu)選地，所述第一SBR反應(yīng)器污泥齡的預(yù)設(shè)范圍為15到20天，所述第二 SBR反應(yīng)器在預(yù)定的穩(wěn)定條件下不排泥，更優(yōu)選的，所述預(yù)定的穩(wěn)定條件是指污泥齡達(dá)到預(yù)設(shè)污泥齡的3倍以上。
9.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備，其特征在于，所述第一SBR反應(yīng)器和所述第二 SBR反應(yīng)器的運(yùn)行周期均包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀和排水階段，在所述反應(yīng)階段進(jìn)行所述序批式缺氧好氧反應(yīng)處理，在所述沉淀階段，使反應(yīng)器中的污泥發(fā)生沉降以使上清液能夠被排出。
10.一種廢水亞硝化預(yù)處理方法，其特征在于，包括采用權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的廢水亞硝化預(yù)處理設(shè)備對(duì)廢水進(jìn)行處理以使水中的氮主要被短程硝化為亞硝酸鹽。
【文檔編號(hào)】C02F3/30GK103833136SQ201410101592
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】吳光學(xué) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)深圳研究生院