本實(shí)用新型涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于高氨氮廢水處理的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤炭是中國的主要化石能源，也是許多重要化工品的主要原料，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，近年來中國能源、化工品的需求也出現(xiàn)較高的增長速度，煤化工在中國能源、化工領(lǐng)域中已占有重要地位。
煤化工行業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水，主要為氣化裝置排放廢水，氨氮在400～450mg/L左右、COD在1000～1500mg/L左右，pH8.0～8.5，偏堿性；典型的高NH3-N、低COD廢水，隨著近年來水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象的日漸嚴(yán)重，對這種高氨氮廢水的處理也顯得越來越重要。
目前A2O2法被用于一些煤化工廠的廢水處理，即將生化處理系統(tǒng)分為兩個(gè)系列，每個(gè)系列為兩段AO(缺氧、好氧)系統(tǒng)，同時(shí)一段AO系統(tǒng)中設(shè)計(jì)內(nèi)回流，通過硝化、反硝化反應(yīng)使氨氮轉(zhuǎn)化為N2，實(shí)現(xiàn)真正意義上的脫氮，其反應(yīng)進(jìn)程為推流式。但這些廢水處理裝置普遍存在以下問題：
(1)上游進(jìn)水量及進(jìn)水水質(zhì)不穩(wěn)定，出水水質(zhì)不穩(wěn)定；
(2)設(shè)計(jì)及運(yùn)行過程中好氧池溶解氧偏高、好氧池中硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮同時(shí)存在甚至以硝態(tài)氮為主，說明好氧池中由于風(fēng)機(jī)供風(fēng)量大、溶解氧偏高導(dǎo)致系統(tǒng)主要發(fā)生了全程硝化反應(yīng)或者只發(fā)生了部分短程硝化反應(yīng)；
(3)甲醇、堿液、磷酸鹽等投加量隨意，系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)O1池及O2池堿度不穩(wěn)定、A1池及A2池ORP值不合理等情況。
如何解決上述問題，使A2O2系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定，好氧池發(fā)生短程硝化反應(yīng)、節(jié)能運(yùn)行，并精確投加甲醇、堿液、磷鹽等，實(shí)現(xiàn)真正意義上的穩(wěn)定節(jié)能運(yùn)行，已經(jīng)是一個(gè)亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種運(yùn)行更加精細(xì)化、運(yùn)行成本低的用于高氨氮廢水處理的系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種用于高氨氮廢水處理的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的集水池、調(diào)節(jié)池、生化池和二沉池，所述生化池包括依次連接的一段缺氧池、一段好氧池、二段缺氧池和二段好氧池，所述一段好氧池和一段缺氧池之間通過管路形成內(nèi)回流，所述一段缺氧池的進(jìn)口連接磷酸鹽儲(chǔ)存罐，一段缺氧池和二段缺氧池的入口連通甲醇儲(chǔ)罐，所述一段好氧池和二段好氧池均連通堿液儲(chǔ)罐和大氣，所述調(diào)節(jié)池和生化池之間設(shè)有提升泵、流量調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)以及COD在線分析儀和NH3-N在線分析儀，所述一段缺氧池和二段缺氧池中設(shè)有ORP在線分析儀，一段好氧池和二段好氧池中設(shè)有pH在線分析儀以及DO在線分析儀，所述系統(tǒng)還包括用于控制調(diào)節(jié)閥以及磷酸鹽、甲醇、堿液和空氣流量的控制器，所述控制器與COD在線分析儀、NH3-N在線分析儀、ORP在線分析儀pH在線分析儀以及DO在線分析儀連接。
調(diào)節(jié)池容量根據(jù)廠區(qū)廢水排放規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)，并保證停留時(shí)間不小于24h，以達(dá)到充分調(diào)質(zhì)調(diào)量的目的；在調(diào)解池出口設(shè)置提升泵、流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥，用于控制進(jìn)入生化系統(tǒng)的進(jìn)水量、進(jìn)水負(fù)荷，如將進(jìn)水量、進(jìn)水負(fù)荷控制在設(shè)計(jì)負(fù)荷的80～120％之間，如流量計(jì)監(jiān)測流量不在此范圍內(nèi)，則通過控制器控制各管路中調(diào)節(jié)閥的開度，將其控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。此方法是本系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，以防止上游水質(zhì)、水量的突然沖擊造成生化系統(tǒng)出水不穩(wěn)定甚至癱瘓。
在一段好氧池和二段好氧池中設(shè)置DO在線分析儀，通過DO值聯(lián)鎖控制空氣管線進(jìn)口調(diào)節(jié)閥，將一段好氧池和二段好氧池中的DO控制在0.5～2mg/l之間，使一段好氧池和二段好氧池硝化主要生成NO2-N(亞硝態(tài)氮)，即發(fā)生短程硝化反應(yīng)，短程硝化反應(yīng)的氧需求量比全程硝化反應(yīng)的氧需求量少25％左右，甲醇需求量少40％左右，充分達(dá)到了節(jié)能的效果。在一段好氧池和二段好氧池設(shè)置pH值在線分析儀，通過pH值、進(jìn)水氨氮、進(jìn)水量聯(lián)鎖控制堿液管線進(jìn)口調(diào)節(jié)閥，將一段好氧池和二段好氧池中的pH值穩(wěn)定在7.5～8之間，形成短程硝化反應(yīng)的條件，達(dá)到穩(wěn)定節(jié)能的效果。
在一段缺氧池和二段缺氧池設(shè)置ORP(氧化還原電位)在線分析儀，使系統(tǒng)氧化還原電位穩(wěn)定在-300mv～-100mv之間，達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行一段缺氧池和二段缺氧池的反硝化反應(yīng)的效果。
所述的調(diào)節(jié)池可連接多個(gè)生化池，每個(gè)生化池均包括依次連接的一段缺氧池、一段好氧池、二段缺氧池和二段好氧池，所述一段好氧池和一段缺氧池之間通過管路形成內(nèi)回流。
所述的調(diào)節(jié)池連接兩個(gè)生化池。
所述的一段好氧池和二段好氧池通過羅茨風(fēng)機(jī)連接大氣，所述羅茨風(fēng)機(jī)中設(shè)有變頻電機(jī)，所述變頻電機(jī)連接控制器。
所述的系統(tǒng)包括監(jiān)測池和污泥池，所述監(jiān)測池通過出水堰與二沉池相連，同時(shí)污泥池通過污泥渠與二沉池連接。
所述的控制器為PLC控制器。通過COD在線分析儀、NH3-N在線分析儀、ORP在線分析儀pH在線分析儀以及DO在線分析儀的信息反饋，PLC控制器能夠準(zhǔn)確算出各原料的進(jìn)料量，從而控制各管路調(diào)節(jié)閥的開度，達(dá)到精確投料的目的，一方面強(qiáng)化污水處理效果，另一方面節(jié)約各原料，并起到節(jié)能的效果。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在以下幾方面：
(1)通過提升系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、自控系統(tǒng)等精確控制進(jìn)入系統(tǒng)的進(jìn)水量和進(jìn)水負(fù)荷，以免系統(tǒng)受到上游水質(zhì)、水量不穩(wěn)定的沖擊，達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的效果；
(2)通過系統(tǒng)控制一段好氧池和二段好氧池DO在0.5～2mg/l之間，pH值在7.5～8之間，創(chuàng)造短程硝化的條件，達(dá)到節(jié)能的效果；
(3)通過系統(tǒng)控制需要添加的甲醇、堿液、磷酸鹽量，使系統(tǒng)精確運(yùn)行，達(dá)到穩(wěn)定節(jié)能的效果。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的連接示意圖。
其中，1為集水池，2為調(diào)節(jié)池，3為提升泵，4為流量調(diào)節(jié)閥，5為流量計(jì)，6為COD在線分析儀，7為NH3-N在線分析儀，8為一段缺氧池，9為一段好氧池，10為二段缺氧池，11為二段好氧池，12為ORP在線分析儀，13為pH在線分析儀，14為DO在線分析儀，15為二沉池，16為監(jiān)測池，17為磷酸鹽儲(chǔ)罐，18為磷酸鹽流量調(diào)節(jié)閥，19為磷酸鹽流量計(jì)，20為甲醇儲(chǔ)罐，21為甲醇流量調(diào)節(jié)閥，22為甲醇流量計(jì)，23為堿液儲(chǔ)罐，24為堿液流量調(diào)節(jié)閥，25為堿液流量計(jì)，26為羅茨風(fēng)機(jī)，27為變頻電機(jī)，28為空氣流量調(diào)節(jié)閥，29為清水。
具體實(shí)施方式
下面對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
一種用于高氨氮廢水處理的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)包括依次連接的集水池1、調(diào)節(jié)池2、生化池和二沉池15，生化池包括依次連接的一段缺氧池8、一段好氧池9、二段缺氧池10和二段好氧池11，一段好氧池9和一段缺氧池8之間通過管路形成內(nèi)回流，一段缺氧池8的進(jìn)口連接磷酸鹽儲(chǔ)存罐17，并在管路上設(shè)置磷酸鹽流量調(diào)節(jié)閥18和磷酸鹽流量計(jì)19；一段缺氧池8和二段缺氧池10的入口連通甲醇儲(chǔ)罐20，并在該管路上設(shè)置甲醇流量調(diào)節(jié)閥21和甲醇流量計(jì)22；一段好氧池9和二段好氧池11連通堿液儲(chǔ)罐23，并在該管路上設(shè)置堿液流量調(diào)節(jié)閥24和堿液流量計(jì)25，一段好氧池9和二段好氧池11通過羅茨風(fēng)機(jī)26連通大氣，在該管路中設(shè)有空氣流量調(diào)節(jié)閥28，并在羅茨風(fēng)機(jī)26中安裝調(diào)頻電機(jī)27。調(diào)節(jié)池2和生化池之間設(shè)有提升泵3、流量調(diào)節(jié)閥4、流量計(jì)5以及COD在線分析儀6和NH3-N在線分析儀7，一段缺氧池8和二段缺氧池10中設(shè)有ORP在線分析儀12，一段好氧池9和二段好氧池11中設(shè)有pH在線分析儀13以及DO在線分析儀14，系統(tǒng)還包括PLC控制器，該P(yáng)LC控制器與COD在線分析儀6、NH3-N在線分析儀7、ORP在線分析儀12、pH在線分析儀13以及DO在線分析儀連接14。該系統(tǒng)還設(shè)有監(jiān)測池16和污泥池，監(jiān)測池16通過出水堰與二沉池15相連，并在監(jiān)測池16中得到清水29，同時(shí)污泥池通過污泥渠與二沉池15連接，并在污泥池中得到污泥。
集水池1中的水質(zhì)為COD 800～1500mg/L、氨氮200～400mg/L、pH8.0～8.5。通過PLC控制器調(diào)節(jié)進(jìn)入生化系統(tǒng)的流量，使氨氮污泥負(fù)荷控制在0.05kgNH3-N/KgMLSS.d之內(nèi)。
本實(shí)施例中的生化池包括兩組，通過PLC控制器及進(jìn)水流量、進(jìn)水氨氮、進(jìn)水COD等參數(shù)控制羅茨風(fēng)機(jī)變頻電機(jī)24的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到調(diào)節(jié)供風(fēng)量的目的，使供氣量控制在3.43kgO2/kgNH3-N左右，其為短程硝化反應(yīng)需求的供氧量；控制一段好氧池9和二段好氧池11中的DO在0.5～2mg/L之間，pH在7.5～8之間，溫度控制在20～40℃之間，使這兩個(gè)池子中主要發(fā)生短程硝化反應(yīng)?？刂埔欢稳毖醭?和二段缺氧池10的ORP在-300mv～-100mv之間，DO控制在0.5mg/l以下，pH在6.5～7.5之間，溫度控制在5～40℃之間，使反硝化反應(yīng)順利進(jìn)行。一段好氧池回流到一段缺氧池的內(nèi)回流量控制在4左右，使反硝化反應(yīng)順利進(jìn)行。
通過PLC系統(tǒng)及進(jìn)水量、進(jìn)水氨氮、進(jìn)水COD等參數(shù)，在線調(diào)整甲醇流量調(diào)節(jié)閥21、堿液流量調(diào)節(jié)閥24、磷酸鹽流量調(diào)節(jié)閥18開度，進(jìn)而控制其投加量，甲醇投加量控制在1.14kg甲醇/kgNH3-N左右；堿液的需求量控制在3.57kg堿度/kgNH3-N左右，減掉原廢水中的堿度后即為系統(tǒng)需要投加的堿度；磷酸鹽投加量按BOD5：N：P為100:5:1計(jì)算，控制上述物質(zhì)的投加量在合理范圍內(nèi)，使系統(tǒng)節(jié)能穩(wěn)定運(yùn)行。
生化池出水進(jìn)入二沉池15，二沉池15主要用于固液分離，并設(shè)有泵吸式吸泥機(jī)在二沉池15底部吸泥，一部分污泥回流至生化系統(tǒng)；另一部分污泥通過剩余污泥泵直接進(jìn)入離心脫水機(jī)脫水。
二沉池15上清液自流進(jìn)入監(jiān)測池16，處理達(dá)標(biāo)的清水29回用。
經(jīng)過上述煤化工高氨氮廢水處理系統(tǒng)后的出水水質(zhì)為：COD≤60mg/L，氨氮≤15mg/L。