專利名稱：一種工業污水深度脫氮及回用工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及環保污水處理領域，特別是一種工業污水深度脫氮及回用工藝。
背景技術：
氮存在于生活污水和大部分工業污水中，這些人類活動產生的氮是造成河道、水體富營養化的主要原因。增加總氮控制指標已經成為國家和地方污水排放標準修訂的重要內容，如《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002的一級/ 二級總氮指標為15/20mg/L，《上海市污水綜合排放標準》DB31/199-2009的一級/ 二級總氮指標為25/35mg/L0 污水中氮的存在形式分為無機氮和有機氮，無機氮包括氨氮和硝態氮。生活和生產過程排放的污水中氨氮占絕大部分，其次是有機氮，除了部分特殊的工業，硝態氮含量較少。氨氮濃度小于500 mg/L時，一般采用生物法處理。利用生物法去除氮的原理是在好氧條件下，有機氮首先被氧化成氨氮，然后硝化菌以無機碳為碳源，使氨氮發生硝化反應，生成亞硝酸鹽和硝酸鹽，總稱硝態氮；在厭氧或缺氧條件下，反硝化菌利用污水中的有機物作為電子供體，以硝態氮作為電子受體，將硝態氮還原成氮氣，實現徹底脫氮。可見，硝化和反硝化所需的條件是完全不同的。硝化反應要求有充足的DO，DO越高，硝化率越高；硝化適宜的PH為7. (T8. 5，pH越高，硝化率越高。而DO對反硝化有抑制作用，DO越低，反硝化率越高；反硝化適宜的PH為7. (T7. 5。所以，只有將兩個過程隔離，控制在不同的反應條件下，才能實現最好的脫氮效果。但是，為了在反硝化階段能夠利用進水中的碳源，減少外加碳源，降低運行成本，現有的脫氮工藝，如A/0、A/0/A/0、SBR和氧化溝等，均為前置反硝化、從好氧池出水。所以，出水中硝態氮濃度較高，總氮去除率較低。為了提高反硝化率，減少出水中硝態氮含量，需要提高混合液的回流比。而提高混合液的回流比，一方面造成能耗增加，另一方面造成缺氧池的DO升高，影響反硝化速率。近幾年得到推廣應用的短程硝化反硝化脫氮工藝，其脫氮原理為控制生化池的DO在0. 05 0. 5 mg/L之間，使硝化和反硝化過程同時發生，反硝化菌利用亞硝酸鹽氮作為電子受體，即氨氮轉化為亞硝酸鹽后，隨即被還原成氮氣。根據理論計算，該工藝比全程硝化-反硝化工藝減少25%左右的需氧量，減少40%碳源，比較適合低C/N值污水的脫氮處理。但實際應用表明，DO小于0. 5 mg/L時，工業污水中較難生物降解的氮和COD去除率均較低，無法滿足出水總氮的控制要求。排放高濃度氨氮廢水的行業有化肥、鋼鐵、煉油、無機化工和制藥等，現有污水處理系統出水的總氮較高，我國全面實行出水總氮控制后，這些企業將面臨著系統改造升級。反硝化反應需要利用易于降解的有機物(污水中的B0D)作為電子供體，理論上還原IgNO2 - -N需要I. 7IgBOD,還原IgNO3 — -N需要2. 86gB0D,實際工程需要有一定余量。對于現有污水脫氮系統的出水，一般只含有少量難降解有機物，BOD的含量很低，不能滿足污水中所含硝態氮反硝化的需要，即使采用A/0工藝也需要外加碳源，而且脫氮仍不徹底。同樣，對于總氮高、碳源不足且較難生物降解的工業污水，污水中可供反硝化利用的碳源并不多，采用傳統的A/0脫氮工藝也需要外加碳源，而且需要采用A/0/A/0工藝才能達到較高的總氮去除率，兩次混合液回流的能耗較高，操作控制較復雜。
發明內容
本發明的目的在于提供一種工業污水深度脫氮及回用工藝，它主要解決現有前置反硝化或同步反硝化脫氮工藝脫氮不徹底、出水總氮較高的問題，同時為總氮指標不達標的現有污水處理系統，或總氮高、碳源不足且較難生物降解工業污水系統的改造提供解決技術方案，它特別適用于總氮指標不達標的現有污水處理系統的改造，或者總氮高、碳源不足且較難生物降解的工業污水的深度脫氮處理，出水可回用作循環冷卻水補充水、鍋爐補水的水源及其它用途。本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是。
一種工業污水深度脫氮及回用工藝，它在由第一級好氧池、缺氧池、第二級好氧池和產水泵組成的系統中進行處理；其特征在于污水先進入第一級好氧池，第一級好氧池的硝化混合液進入缺氧池，缺氧池混合液進入第二級好氧池，系統的出水由產水泵從膜組件中抽出送至用戶；其中第一級好氧池設有加裝第一空氣流量控制器的空氣管道、加裝第一堿液流量控制器的加堿管道、第一 DO測定儀和第一 pH計，第一 DO測定儀自動控制第一空氣流量控制器，使DO在0. 5^2. 0 mg/L,第一 pH計自動控制第一堿液流量控制器，使pH在7. 5^8. 5，在第一級好氧池內，有機氮和氨氮轉化成硝態氮，有機物分解成CO2和水；第一級好氧池(I)出口處設有亞硝酸鹽和硝酸鹽測定儀，亞硝酸鹽和硝酸鹽測定儀與第一 DO測定儀共同控制第一級好氧池的第一空氣流量控制器，使硝化產物中亞硝酸鹽含量更高，減少反硝化時碳源需求量，亞硝酸鹽和硝酸鹽測定儀同時控制缺氧池的碳源流量控制器；缺氧池設有加裝碳源流量控制器的碳源投加管道、加裝酸液流量控制器的加酸管道、第二 PH計和潛水攪拌器，第二PH計自動控制酸液流量控制器，使pH在7. (T7. 5，潛水攪拌器使營養液和酸液快速與硝化混合液均勻混合；在缺氧池內，硝態氮還原成氮氣；第二級好氧池設有加裝第二空氣流量控制器的空氣管道和第二 DO測定儀，第二 DO測定儀自動控制第二空氣流量控制器，使DO在0. 5^2. 0 mg/L,將剩余的碳源得到分解；第二級好氧池內安裝有超濾膜組件，系統的出水由產水泵從超濾膜組件抽出；第二級好氧池的污泥由污泥泵送回至缺氧池或第一級好氧池，少量作為剩余污泥排放。所述的工業污水深度脫氮及回用工藝，其特征在于當進水氨氮濃度較高時，第一級好氧池內設有空氣提升器，將第一級好氧池末端的混合液回流至前端，以降低進水段氨氮和COD濃度，有利于硝化反應；空氣提升器的回流量由第三空氣流量控制器控制。所述的工業污水深度脫氮及回用工藝，其特征在于系統的出水由產水泵從膜組件中抽出后還進入保安過濾器和反滲透系統，當第二級好氧池出水中含鹽量不能達到回用水指標時，全部或部分出水進入保安過濾器和反滲透系統進一步處理后回用。所述的工業污水深度脫氮及回用工藝，其特征在于作為備選項，第一空氣流量控制器和第二空氣流量控制器的功能可以通過為鼓風機加裝變頻器實現。與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明的處理流程和控制參數符合硝化和反硝化的原理和反應條件，污水在第一級好氧池內能夠徹底完成硝化和碳化過程，在缺氧池內能夠徹底完成反硝化過程；第二級好氧池采用MBR工藝，替代第一級沉淀池和第二級沉淀池，縮短了流程，節省了占地面積；采用MBR工藝避免了二沉池污泥膨脹的問題，防止污泥流失，使活性污泥的泥齡更長，脫氮效果更好；第一級好氧池內設有亞硝酸鹽和硝酸鹽測定儀，可控制硝化過程發生在亞硝化階段，減少硝化所需空氣量和反硝化所需碳源，并精確控制缺氧池的碳源投加量；本發明工藝無需常規A/0工藝必須的混合液回流，節省動力消耗；出水可回用于生產，達到節水減排的目的，產生很好的經濟效益和社會效益。
圖I是本發明系統的結構和處理流程示意圖。
具體實施例方式請參閱圖1，本發明公開了一種工業污水深度脫氮及回用工藝。如圖所示它在由第一級好氧池I、缺氧池2、第二級好氧池3和產水泵4組成的系統中進行處理。具體流程是污水先進入第一級好氧池1，第一級好氧池I的硝化混合液進入缺氧池2，缺氧池2混合 液進入第二級好氧池3，系統的出水由產水泵4從膜組件中抽出送至用戶。其中第一級好氧池I設有加裝第一空氣流量控制器10的空氣管道、加裝第一堿液流量控制器11的加堿管道、第一 DO測定儀8和第一 pH計9，第一 DO測定儀8自動控制第一空氣流量控制器10，使DO在0.5 2.0 mg/L，第一 pH計9自動控制第一堿液流量控制器11，使pH在7. 5 8. 5，在第一級好氧池I內，有機氮和氨氮轉化成硝態氮，有機物分解成CO2和水；第一級好氧池I出口處設有亞硝酸鹽和硝酸鹽測定儀12，亞硝酸鹽和硝酸鹽測定儀12與第一 DO測定儀8共同控制第一級好氧池I的第一空氣流量控制器10，使硝化產物中亞硝酸鹽含量更高，減少反硝化時碳源需求量，亞硝酸鹽和硝酸鹽測定儀12同時控制缺氧池2的碳源流量控制器13 ;缺氧池2設有加裝碳源流量控制器13的碳源投加管道、加裝酸液流量控制器16的加酸管道、第二 pH計14和潛水攪拌器15，第二 pH計14自動控制酸液流量控制器16，使pH在7. (T7. 5，潛水攪拌器15使營養液和酸液快速與硝化混合液均勻混合；在缺氧池2內，硝態氮還原成氮氣；第二級好氧池3設有加裝第二空氣流量控制器18的空氣管道和第二 DO測定儀17，第二 DO測定儀17自動控制第二空氣流量控制器18，使DO在0. 5^2.0 mg/L，將剩余的碳源得到分解；第二級好氧池3內安裝有超濾膜組件7，系統的出水由產水泵4從超濾膜組件7抽出；第二級好氧池3的污泥由污泥泵18送回至缺氧池2或第一級好氧池1，少量作為剩余污泥排放。作為一種可選方式，當進水氨氮濃度較高時，第一級好氧池I內設有空氣提升器21，將第一級好氧池I末端的混合液回流至前端，以降低進水段氨氮和COD濃度，有利于硝化反應；空氣提升器21的回流量由第三空氣流量控制器22控制。作為一種可選方式，系統的出水由產水泵4從膜組件中抽出后還進入保安過濾器5和反滲透系統6，當第二級好氧池3出水中含鹽量不能達到回用水指標時，全部或部分出水進入保安過濾器5和反滲透系統6進一步處理后回用。作為備選項，第一空氣流量控制器10和第二空氣流量控制器18的功能可以通過為鼓風機加裝變頻器實現。實施例，其處理流程如圖I所示某現有污水處理場的處理能力為200m3/h，出水水質(即本工藝流程進水水質)為:BOD5 20 mg/L, COD :100 mg/L, TN :60 mg/L, NH3-N :15mg/L ;利用本發明的工藝(不需要好氧池混合液回流和反滲透系統)處理后，出水水質為BOD5 ^ 5 mg/L, COD ^ 50 mg/L, TN ^ 20 mg/L, NH3-N ^ 5 mg/L ;其中第一級好氧池停留時間約需4h，供風量為10 12 m3/min ;缺氧池停留時間為I 2h，甲醇投加量為26 40kg/h ;第二級好氧池停留時間約I. 5 2h，需要的超濾膜面積約為0. 8萬m2，供風量為6 10m3/min0綜上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用來限定本發明的實施范圍，即凡 依本發明申請專利范圍的內容所作的等效變化與修飾，都應為本發明的技術范疇。
權利要求
1.一種工業污水深度脫氮及回用工藝，它在由第一級好氧池(I)、缺氧池(2)、第二級好氧池(3)和產水泵(4)組成的系統中進行處理；其特征在于污水先進入第一級好氧池Cl),第一級好氧池(I)的硝化混合液進入缺氧池(2 )，缺氧池(2 )混合液進入第二級好氧池(3)，系統的出水由產水泵(4)從膜組件中抽出送至用戶；其中第一級好氧池(I)設有加裝第一空氣流量控制器(10)的空氣管道、加裝第一堿液流量控制器(11)的加堿管道、第一 DO測定儀(8)和第一 pH計(9)，第一 DO測定儀(8)自動控制第一空氣流量控制器(10)，使DO在O. 5^2. O mg/L，第一pH計(9)自動控制第一堿液流量控制器(11)，使pH在7. 5^8. 5 ;在第一級好氧池(I)內，有機氮和氨氮轉化成硝態氮，有機物分解成CO2和水；第一級好氧池(I)出口處設有亞硝酸鹽和硝酸鹽測定儀(12)，亞硝酸鹽和硝酸鹽測定儀(12)與第一 DO測定儀(8)共同控制第一級好氧池(I)的第一空氣流量控制器(10)，使硝化產物中亞硝酸鹽含量更高，減少反硝化時碳源需求量，亞硝酸鹽和硝酸鹽測定儀(12)同時控制缺氧池(2)的碳源流量控制器(13);缺氧池(2)設有加裝碳源流量控制器(13)的碳源投加管道、加裝酸液流量控制器(16)的加酸管道、第二 pH計(14)和潛水攪拌器(15)，第二 pH計(14)自動控制酸液流量控制器(16)，使pH在7. (Γ7. 5，潛水攪拌器(15)使營養液和酸液快速與硝化混合液均勻混合；在缺氧池(2)內，硝態氮還原成氮氣；第二級好氧池(3)設有加裝第二空氣流量控制器(18)的空氣管道和第二 DO測定儀(17)，第二 DO測定儀(17)自動控制第二空氣流量控制器(18)，使DO在0.5 2.0 mg/L，將剩余的碳源得到分解；第二級好氧池(3)內安裝有超濾膜組件(7)，系統的出水由產水泵(4)從超濾膜組件(7)抽出；第二級好氧池(3)的污泥由污泥泵(18)送回至缺氧池(2)或第一級好氧池(I )，少量作為剩余污泥排放。
2.根據權利要求I所述的工業污水深度脫氮及回用工藝，其特征在于當進水氨氮濃度較高時，第一級好氧池(I)內設有空氣提升器(21)，將第一級好氧池(I)末端的混合液回流至前端，以降低進水段氨氮和COD濃度，有利于硝化反應；空氣提升器(21)的回流量由第三空氣流量控制器(22 )控制。
3.根據權利要求I所述的工業污水深度脫氮及回用工藝，其特征在于系統的出水由產水泵(4)從膜組件中抽出后還進入保安過濾器(5)和反滲透系統(6)，當第二級好氧池(3)出水中含鹽量不能達到回用水指標時，全部或部分出水進入保安過濾器(5)和反滲透系統(6)進一步處理后回用。
4.根據權利要求I所述的工業污水深度脫氮及回用工藝，其特征在于作為備選項，第一空氣流量控制器(10)和第二空氣流量控制器(18)的功能可以通過為鼓風機加裝變頻器實現。
全文摘要
本發明涉及一種工業污水深度脫氮及回用工藝。針對現有前置反硝化或同步反硝化脫氮工藝存在的脫氮不徹底，出水總氮較高的問題，本發明提出O/A/O工藝，第一級好氧池和缺氧池分別控制在硝化和反硝化所需的最佳條件，使硝化、碳化和反硝化過程均能徹底完成；第二級好氧池使反硝化剩余的碳源得到分解，池內設置超濾膜，替代沉淀池。本發明具有總氮和COD去除率高、流程簡單、控制方便的特點，適用于總氮指標不達標的現有污水處理系統的改造，或總氮高、碳源不足且較難生物降解工業污水的深度脫氮處理，出水可回用作循環冷卻水補充水、鍋爐補水的水源及其它用途。
文檔編號C02F3/30GK102826656SQ20121034785
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月19日 優先權日2012年9月19日
發明者王建新 申請人:上海水合環境工程有限公司