公布日：2023.04.25
申请日：2022.12.27
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F1/40(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;
C02F1/76(2023.01)N;C02F1/70(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N
摘要
本发明属于环境工程废水处理技术领域，特别涉及含油高氨氮有机废水处理装置及其处理方法。包括以下步骤：破乳除油→化学加药除氨→缺氧/好氧的生物处理→折点深度除氨→氧化剂还原去除；本发明采用组合式工艺处理含油高浓度有机废水，可将废水氨氮由1250～1750mg/L降至15mg/L以下，处理率达99％以上，化学需氧量由1000mg/L降至100mg/L以下，处理率达90％以上，并且相较其他工艺，本工艺处理效率高，操作简便，稳定性好，成本相对较低，没有二次污染，环保节能。
权利要求书
1.一种含油高氨氮有机废水处理装置，其特征在于，包括调节池(1)、破乳池(2)、重力除油池(3)、絮凝反应池(4)、除氨沉淀池(5)、回调池(6)、中间水池(7)、生物处理池(8)、二级絮凝反应池(9)、二沉池(10)、折点氯化池(11)、还原池(12)、清水池(13)，所述调节池(1)通过提升泵与破乳池(2)相连，破乳池(2)、重力除油池(3)、絮凝反应池(4)、除氨沉淀池(5)、回调池(6)、中间水池(7)依次连接，中间水池(7)通过提升泵与生物处理池(8)中下部相连，生物处理池(8)、二级絮凝反应池(9)、二沉池(10)、折点氯化池(11)、还原池(12)、清水池(13)依次连接，所述重力除油池(3)在上部靠近破乳池(2)进水端设有折流板，重力除油池(3)内液面上方设有刮渣机，重力除油池(3)在上部靠近絮凝反应池(4)出水端处设有集油槽，重力除油池(3)底部为污泥斗。
2.根据权利要求1所述的含油高氨氮有机废水处理装置，其特征在于，所述生物处理池(8)包括缺氧处理池(801)和好氧接触池(802)，缺氧处理池(801)底部设有穿孔管，好氧接触池(802)底部设有曝气器，所述穿孔管和曝气器均与鼓风机连接，缺氧处理池(801)和好氧接触池(802)以隔板相隔，隔板底部设有连通孔，在中部均设有组合生物填料，好氧接触池(802)与缺氧处理池(801)通过上部管道连接，管道上设有内回流泵。
3.根据权利要求1所述的含油高氨氮有机废水处理装置，其特征在于，所述絮凝反应池(4)、回调池(6)均设有pH计、碱加料管线或酸加料管线，所述加料管线上设有加料泵，pH计的输出端电性连接加料泵的控制端。
4.根据权利要求1所述的含油高氨氮有机废水处理装置，其特征在于，所述折点氯化池(11)、还原池(12)设有搅拌装置和ORP监控装置，折点氯化池(11)、还原池(12)分别设有氧化剂及还原剂加料管线，加料管线上设有加料泵，ORP监控装置的输出端电性连接加料泵的控制端。
5.根据权利要求1所述的含油高氨氮有机废水处理装置，其特征在于，所述调节池(1)内设有氨氮检测仪，絮凝反应池(4)分别设有磷酸二氢钠和氯化镁加料管线，加料管线上均设有加料泵，氨氮检测仪的输出端电性连接PLC的输入端，PLC的输出端电性连接加料泵的控制端。
6.一种权利要求1～5任一所述的含油高氨氮有机废水处理装置的含油高氨氮有机废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：破乳除油→化学加药除氨→缺氧/好氧的生物处理→折点深度除氨→氧化剂还原去除；其中：所述破乳除油步骤是将废水排入调节池(1)中将不同时间段的废水进行均质，均质后的废水通过提升泵进入破乳池(2)中，向破乳池(2)中加入絮凝剂，絮凝剂将废水中的杂质絮凝成团的同时，对废水中的乳化油脂进行极化处理，经破乳池(2)处理后的废水流至重力除油池(3)，将废水中的水、泥、油进行物理分离。
7.根据权利要求6所述的含油高氨氮有机废水处理方法，其特征在于，所述化学加药除氨步骤是破乳除油步骤处理后的废水流至絮凝反应池(4)后，调整废水的pH值至9～11，向絮凝反应池(4)中加入磷酸二氢钠和氯化镁，生成MgNH4PO4·6H2O沉淀，并投入絮凝剂，絮凝成团后，将废水引入除氨沉淀池(5)进行清污分离。
8.根据权利要求6所述的含油高氨氮有机废水处理方法，其特征在于，所述缺氧/好氧的生物处理步骤是化学加药除氨步骤处理后的废水流至回调池(6)后，控制废水pH在7～9之间，随后废水流至中间水池(7)，通过提升泵进入缺氧处理池(801)，废水从隔板下方的连通孔流入好氧接触池(802)进行硝化反应将氨氮转化为硝酸盐，经好氧接触池(802)处理后的废水通过内回流泵传输到缺氧处理池(801)进行反硝化反应，将硝酸盐还原成氮气，生物处理池(8)处理完毕的废水流入二级絮凝反应池(9)，向二级絮凝反应池(9)中投入絮凝剂，絮凝成团后废水流入二沉池(10)进行清污分离。
9.根据权利要求6所述的含油高氨氮有机废水处理方法，其特征在于，所述折点深度除氨步骤是缺氧/好氧的生物处理步骤处理后的废水流至折点氯化池(11)，向废水中加入氯系氧化剂次氯酸钠搅拌混合进行氧化反应。
10.根据权利要求6所述的含油高氨氮有机废水处理方法，其特征在于，所述氧化剂还原去除步骤是折点深度除氨步骤处理后的废水流至还原池(12)，还原剂加料管线上的加料泵连锁ORP监控装置对废水投加还原剂NaHSO3进行还原反应，调节废水的ORP电位值至-300～150mV后，排放至清水池(13)。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种含油高氨氮有机废水处理装置，设计合理，本发明还提供含油高氨氮有机废水处理方法，科学有效。
在采用吹脱法对废水进行处理时，会产生大量的挥发性氨气，需采用酸性喷淋处理法对废气进行处理，循环水浓度将不断升高需定期排放至污水处理系统，给后继废水处理站带来不利的影响，因此吹脱法不适用于该氨氮废水处理。
化学沉淀法对原水中氨氮的浓度无控制要求，可用于该氨氮废水处理，但因为该废水中的氨氮浓度高，采用单级化学沉淀法难于达到满意的处理效果，因此，在经化学沉淀法去除废水中的大部份氨氮后，再采用折点氯化法对废水中残留的氨氮进行处理，保障出水的氨氮达标。
该废水中含有一定的油脂，有机物含量相对较高，在对废水中的氨氮进行处理时，需要同步将此类污染物质去除，油脂采用重力分离法去除，而对于有机物的去除，需要采用生物处理法进行处理。
本发明所述的含油高氨氮有机废水处理装置，包括调节池、破乳池、重力除油池、絮凝反应池、除氨沉淀池、回调池、中间水池、生物处理池、二级絮凝反应池、二沉池、折点氯化池、还原池、清水池，所述调节池通过提升泵与破乳池相连，破乳池、重力除油池、絮凝反应池、除氨沉淀池、回调池、中间水池依次连接，中间水池通过提升泵与生物处理池中下部相连，生物处理池、二级絮凝反应池、二沉池、折点氯化池、还原池、清水池依次连接。所述重力除油池在上部靠近破乳池进水端设有折流板，重力除油池内液面上方设有刮渣机，重力除油池在上部靠近絮凝反应池出水端处设有集油槽，重力除油池底部为污泥斗。进一步的，设置折流板是为了使得从破乳池进入的含有油脂和絮凝后泥渣的废水先向下折流，辅助泥渣向下沉降至污泥斗内，同时油脂向下流动后浮在折流板另一侧液面上，由刮渣机刮入集油槽，集油槽内部的油脂定期排至集油池。
所述生物处理池包括缺氧处理池和好氧接触池，缺氧处理池底部设有穿孔管，好氧接触池底部设有曝气器，所述穿孔管和曝气器均与鼓风机连接，缺氧处理池和好氧接触池以隔板相隔，隔板底部设有连通孔，在中部均设有组合生物填料，所述组合填料包括立体弹性填料和活性污泥，活性污泥中附着亚硝酸菌和硝酸菌、脱氮菌，立体弹性填料增加了活性污泥的处理负荷，缺氧池与好氧池之间仅仅设有连通孔，使得废水能通过连通孔流通的同时，各池内缺氧及好氧状态基本没有干扰，好氧接触池与缺氧处理池通过上部管道连接，管道上设有内回流泵。
进一步的，控制缺氧处理池水中溶解氧含量在0.2～0.5mg/L，控制好氧接触池水中溶解氧含量大于2mg/L。
所述絮凝反应池、回调池均设有pH计、碱加料管线或酸加料管线，所述加料管线上设有加料泵，pH计的输出端电性连接加料泵的控制端。
所述折点氯化池、还原池均设有搅拌装置和ORP监控装置，折点氯化池(11)、还原池(12)分别设有氧化剂及还原剂加料管线，加料管线上设有加料泵，ORP监控装置的输出端电性连接加料泵的控制端。
进一步的，折点氯化法需要加入过量的氯系氧化剂，会对排水系统产生较大的影响，因此，在折点氯化法后需要对残留氧化剂进行处理，采用还原剂还原法对氧化剂进行处理，通过增加ORP监控装置实现自动加料，节省劳动力。
所述调节池内设有氨氮检测仪，絮凝反应池分别设有磷酸二氢钠和氯化镁加料管线，加料管线上均设有加料泵，氨氮检测仪的输出端电性连接PLC的输入端，PLC的输出端电性连接加料泵的控制端。PLC连锁氨氮检测仪控制加料泵属于现有技术，不是本发明设计的重点。
所述重力除油池、除氨沉淀池、二沉池底部的污泥斗连接污泥池，污泥池通过压滤机连接调节池。
本发明所述的含油高氨氮有机废水处理装置的含油高氨氮有机废水处理方法，包括以下步骤：
破乳除油→化学加药除氨→缺氧/好氧的生物处理→折点深度除氨→氧化剂还原去除；
其中：
所述破乳除油步骤是将废水排入调节池中将不同时间段的废水进行均质，均质时间不少于24h，均质后的废水通过提升泵进入破乳池中，向破乳池中加入絮凝剂PAC，絮凝剂的加入量为50～100mg/L，絮凝反应的时间并不少于1h，PAC将废水中的杂质絮凝成团的同时，对废水中的乳化油脂进行极化处理，经破乳池处理后的废水流至重力除油池，表面负荷不高于0.30m3/m2·h，停留时间不少于9h，将废水中的水、泥、油进行物理分离。
所述化学加药除氨步骤是破乳除油步骤处理后的废水流至絮凝反应池后，调整废水的pH值至9～11，向絮凝反应池中加入磷酸二氢钠和氯化镁，生成MgNH4PO4·6H2O(鸟粪石)沉淀，每1000mg氨氮，需投加7400mg磷酸二氢钠及5900mg氯化镁。并投入絮凝剂PAC50mg/L和PAM5mg/L，絮凝反应时间不少于45min，絮凝成团后，将废水引入除氨沉淀池进行清污分离，表面负荷不高于0.40m3/m2·h，停留时间不少于7h。
所述絮凝反应池中磷酸二氢钠和氯化镁加料管线的加料泵连锁调节池内的氨氮检测仪根据氨氮的含量投料。
所述缺氧/好氧的生物处理步骤是化学加药除氨步骤处理后的废水流至回调池后，控制废水pH在7～9之间，停留时间不少于4h，随后废水流至中间水池，停留时间不少于6h，通过提升泵进入缺氧处理池，废水从隔板下方的连通孔流入好氧接触池进行硝化反应将氨氮转化为硝酸盐，经好氧接触池处理后的废水通过内回流泵传输到缺氧处理池进行反硝化反应，将硝酸盐还原成氮气，其中硝化反应时间不少于48h，反硝化反应时间不少于12h，生物处理池处理完毕的废水流入二级絮凝反应池，向二级絮凝反应池中投入絮凝剂PAC50mg/L，絮凝反应时间不少于45min，絮凝成团后废水流入二沉池进行清污分离，表面负荷不高于0.50m3/m2·h，停留时间不少于6h。
进一步的，所述二级絮凝反应池和二沉池的功能是生物处理池的出水中的悬浮物质和活性污泥作沉降、回流处理，同时进一步降低废水中磷的含量。
所述折点深度除氨步骤是缺氧/好氧的生物处理步骤处理后的废水流至折点氯化池，向废水中加入足量氯系氧化剂次氯酸钠，控制ORP值大于500mV，并加以不低于130rpm的转速搅拌混合，反应时间不少于2h，对废水中残留的氨氮进行完全氧化处理，折点氯化池内安装有ORP监控装置，监测池内废水ORP值，控制折点氯化池氯系氧化剂加料泵的开启。
所述氧化剂还原去除步骤是折点深度除氨步骤处理后的废水流至还原池，还原剂加料管线上的加料泵连锁ORP监控装置对废水投加还原剂NaHSO3进行还原反应，反应时间不少于3h，调节废水的ORP电位值为-300～150mV后，排放至清水池停留不少于6h即可排放。
进一步的，重力除油池、除氨沉淀池、二沉池底部的污泥定期排入污泥池，经压滤机处理，滤液回流至调节池。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
(1)本发明重力除油池设有折流板、刮渣机和集油槽，很好的做到了废水中油脂、水和污泥的三相分离，给后续水处理工作减轻了负担。
(2)本发明依次采用化学沉淀法、生物法、折点氯化法去除废水中的氨氮去除率可达99％以上，化学需氧量处理率达90％以上。
(3)本发明pH的调节、化学加药除氨步骤药物的投放、氧化剂还原去除步骤电位的控制采用自动化技术，节省了劳动力。
(4)相较其他工艺方法，本发明所述的方法处理效率高，操作简便，稳定性好，成本相对较低，没有二次污染，环保节能。
（发明人：许丕显;李效礼;陈林;张杨;窦宁宁）
