一種高氨氮煤氣化廢水生物脫氮系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水生物脫氮的工藝，具體地說是一種煤氣化高氨氮廢水的生物脫氮處理。
【背景技術(shù)】
[0002]煤氣化技術(shù)在國內(nèi)的煤化工及化工裝置中得到廣泛應(yīng)用，煤氣化工藝中產(chǎn)生的大量高污染工業(yè)廢水主要是氣化爐在制造煤氣過程中產(chǎn)生的廢水，包括氣化爐排出的氣化黑水和洗滌塔的循環(huán)排水經(jīng)初步沉淀后的混合廢水，其水質(zhì)成分復(fù)雜，廢水中不但存在大量懸浮固體和水溶性無機(jī)化合物，還含有高濃度的氨氮，并伴有大量的氰化物，硫化物，酚類化合物等有毒有害物質(zhì)，屬于較難生物降解的高濃度有機(jī)工業(yè)廢水。因此，煤氣化廢水的處理一直是國內(nèi)外廢水處理領(lǐng)域的一大難題。
[0003]目前治理氮素污染，生物脫氮是最經(jīng)濟(jì)有效的氮治理技術(shù)，然而針對(duì)煤化工廢水的生物脫氮，則存在著有機(jī)物含量低，堿度不足，并且水中存在的大量有毒物質(zhì)，包括氰化物，硫化物，酚類化合物等物質(zhì)嚴(yán)重影響了活性污泥的生存活性，因而直接影響到活性污泥的脫氮效果。
[0004]因此，針對(duì)煤化工廢水的生物脫氮措施需要解決的問題是，如何能夠設(shè)計(jì)出一種有效的工藝，使微生物經(jīng)過合理的培養(yǎng)及馴化，能夠快速適應(yīng)煤化工廢水的復(fù)雜性和毒性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單有效，運(yùn)行穩(wěn)定，抗毒性能力強(qiáng)的生物脫氮系統(tǒng)和工藝。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種高氨氮煤氣化廢水生物脫氮系統(tǒng)，由一級(jí)生化池和一級(jí)二沉池組成，分為4個(gè)反應(yīng)區(qū)及一個(gè)脫氣區(qū)，其特征在于，四個(gè)反應(yīng)區(qū)包括兩級(jí)缺氧區(qū)及兩級(jí)好氧區(qū)，分別是前置反硝化區(qū)、好氧區(qū)、后置反硝化區(qū)、后曝氣區(qū)及脫氣區(qū)；其中反應(yīng)區(qū)和脫氣區(qū)為合建結(jié)構(gòu);前置反硝化區(qū)接收好氧區(qū)的回流混合液和下游二沉池的回流污泥;后置反硝化區(qū)設(shè)置酸和碳源投加系統(tǒng)。
[0007]還提供一種高氨氮煤氣化廢水的生物脫氮處理系統(tǒng)的處理方法，包括下列過程，污水首先進(jìn)入前置反硝化區(qū)，與二沉池的回流污泥和好氧區(qū)回流的混合液混合，其中前置反硝化區(qū)通過PH及氧化還原電位來監(jiān)測(cè)反應(yīng)區(qū)的缺氧狀態(tài);利用混合攪拌裝置來保證前置反硝化區(qū)的活性污泥均勻混合并處于懸浮狀態(tài)，在前置反硝化區(qū)分別補(bǔ)充前置反硝化區(qū)反硝化所需的磷源及碳源；
[0008]混合液經(jīng)過前置反硝化區(qū)反硝化出水進(jìn)入好氧區(qū)，好氧區(qū)設(shè)置有曝氣裝置，在好氧區(qū)設(shè)置有浸入式溶解氧在線分析儀，隨時(shí)監(jiān)測(cè)并控制調(diào)整好氧區(qū)的溶解氧狀態(tài)，根據(jù)碳氧化硝化實(shí)際需氧量來調(diào)整曝氣設(shè)備的供氧能力;好氧區(qū)通過投加堿補(bǔ)充好氧區(qū)硝化反應(yīng)所需的堿度；
[0009]好氧區(qū)出水進(jìn)入后置反硝化區(qū)，利用外加碳源進(jìn)行后置反硝化反應(yīng)，去除前置反硝化區(qū)/好氧區(qū)剩余的硝酸鹽;在后置反硝化區(qū)需投加酸以中和反硝化過程產(chǎn)生的堿度，以保證適宜的pH值；
[0010]利用后曝氣區(qū)去除后置反硝化區(qū)中未消耗完全的有機(jī)物，保證出水C0D、B0D達(dá)標(biāo)；
[0011]最后污水經(jīng)過脫氣區(qū)脫除生化池內(nèi)產(chǎn)生的過飽和氮?dú)鈿馀?此區(qū)分為三格，第一格通過設(shè)置的攪拌器提供擾動(dòng)將后曝氣區(qū)的污水中過飽和的溶解氮?dú)饷摮鲂纬蓺馀荩诘诙窦暗谌裉峁┳銐虻耐Ａ魰r(shí)間使氣泡釋放出。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。本技術(shù)工藝反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度較高，位于Al區(qū)及A2區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有外加碳源投加點(diǎn)，與傳統(tǒng)的A2區(qū)中利用內(nèi)源代謝物質(zhì)進(jìn)行反硝化的過程相比，可極大提高反應(yīng)速率，相應(yīng)的可減少反應(yīng)區(qū)的容積，節(jié)約了占地。
[0014]針對(duì)高毒性，低生物適應(yīng)性的煤氣化廢水的高脫氮率。本工藝設(shè)置的高回流比(內(nèi)回流500 %?600 % )可極大降低進(jìn)水對(duì)于微生物的毒害，并有效地稀釋進(jìn)水的氮濃度，保證了出水的氮去除率。試驗(yàn)過程中，某煤氣化廢水進(jìn)水的總氮濃度和氨氮濃度分為500mg/l和488mg/l，啟動(dòng)過程歷時(shí)一個(gè)月，總氮去除率基本穩(wěn)定在95%左右。
[0015]兩級(jí)缺氧好氧區(qū)的設(shè)計(jì)靈活，運(yùn)行穩(wěn)定，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
[0016]后置的脫氣區(qū)可有效去除活性污泥所夾帶的氮?dú)馀?，從而改善了二沉池的污泥沉淀性能?br>【附圖說明】
[0017]圖1是高氨氮煤氣化廢水生物脫氮工藝流程圖
[0018]圖2是高氨氮煤氣化廢水生物脫氮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖1和2對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的內(nèi)容僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]本發(fā)明的一種針對(duì)高氨氮煤氣化廢水的生物脫氮工藝，主要構(gòu)筑物由一級(jí)生化池和一級(jí)二沉池(F區(qū))組成。生化池是生物脫氮的核心，分為4個(gè)反應(yīng)區(qū)及一個(gè)脫氣區(qū)，四個(gè)反應(yīng)區(qū)包括兩級(jí)缺氧區(qū)及兩級(jí)好氧區(qū)。分別是前置反硝化區(qū)(Al區(qū))，好氧區(qū)(01區(qū))，后置反硝化區(qū)(A2區(qū))，后曝氣區(qū)(02區(qū))及脫氣區(qū)(D區(qū))。反應(yīng)區(qū)和脫氣區(qū)為合建結(jié)構(gòu)。
[0021]Al區(qū):前置反硝化，充分利用原水中可被快速吸收的有機(jī)碳源，發(fā)生反硝化反應(yīng)，接收OI區(qū)的回流混合液和下游二沉池的回流污泥，去除有機(jī)物和硝態(tài)氮；
[0022]01區(qū):好氧區(qū)，鼓風(fēng)曝氣，發(fā)生碳化反應(yīng)和硝化反應(yīng)，原水中的有機(jī)物將在此區(qū)域去除，原水中的氨氮全部轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。
[0023]A2區(qū):后置反硝化，外加甲醇等碳源，發(fā)生反硝化反應(yīng)，去除剩余硝態(tài)氮，降低出水總氮；
[0024]02區(qū):后曝氣區(qū)，鼓風(fēng)曝氣，發(fā)生碳化反應(yīng)，去除多余外加碳源，保證出水水質(zhì)。
[0025]脫氣區(qū):機(jī)械攪拌，釋放水中溶解的N2，保證后續(xù)二沉池良好的固液分離效果。
[0026]污水首先進(jìn)入Al缺氧區(qū)，與二沉池的回流污泥和01區(qū)回流的混合液混合，利用原水中容易降解的有機(jī)物和外加碳源進(jìn)行反硝化反應(yīng)，去除回流混合液中的硝態(tài)氮，同時(shí)去除原水中反硝化未利用的有機(jī)物；
[0027]01出水進(jìn)入A2區(qū)，主要利用外加碳源進(jìn)行后置反硝化反應(yīng)，去除A1/01區(qū)剩余的硝酸鹽，保證出水總氮合格，02區(qū)則去除A2區(qū)中未消耗完全的有機(jī)物，保證出水C0D、B0D達(dá)標(biāo)；隨后污水經(jīng)過D區(qū)脫除生化池內(nèi)產(chǎn)生的過飽和氮?dú)?，以避免?duì)之后二沉池的泥水澄清過程產(chǎn)生干擾。
[0028]經(jīng)過生物脫氮后的出水，經(jīng)過后續(xù)的二沉池進(jìn)行重力沉降后，通過污泥回流至Al區(qū)，以保證系統(tǒng)足夠的污泥濃度。
[0029]由于進(jìn)水中磷含量不足，為保證微生物良好的生長所需營養(yǎng)物質(zhì)，污水進(jìn)入生化池前需投加磷源。
[0030]本發(fā)明中采用的主要工藝為:
[0031 ]除碳:來自二沉池的回流污泥和脫氮系統(tǒng)產(chǎn)生的一定量的生物污泥在生物系統(tǒng)內(nèi)與污水緊密接觸，污泥中已同化的高效微生物首先吸附水中的污染物，隨后利用氧進(jìn)行好氧生物降解，將污染物轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳，產(chǎn)生新的微生物，以達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。其中，除前置反硝化過程消耗一部分原水中容易生物降解的有機(jī)物外，原水中的有機(jī)物主要在01區(qū)被降解。
[0032]除氮:
[0033]原污水在第一缺氧池中與第一好氧池的回流液混合，回流混合液中的N03-N在反硝化菌作用下利用原污水中含碳有機(jī)物作為碳源在第一缺氧區(qū)中進(jìn)行反硝化反應(yīng)。出水進(jìn)入第一好氧池進(jìn)行含氮有機(jī)物的氨化及氨氮的硝化反應(yīng)，第一缺氧池反硝化過程中產(chǎn)生的氮?dú)庖苍诘谝缓醚醭赝ㄟ^曝氣吹脫出。出水進(jìn)入