申请日2017.01.26
公开(公告)日2017.08.18
IPC分类号C02F9/14; C02F3/30; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，首先，将预处理后的高氨氮污水进行两级短程硝化反硝化处理;再将两级短程硝化反硝化处理后的出水进行深度处理，然后直接排放;所述的深度处理包括生物过滤处理、高级氧化处理、膜生物处理中的至少一种。本发明提供了一种基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，实现了高氨氮污水的深度处理，经处理后的出水符合达标排放的标准。
权利要求书
1.一种基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将预处理后的高氨氮污水进行两级短程硝化反硝化处理;
(2)步骤(1)处理后的出水再经深度处理后直接排放;
所述的深度处理包括生物过滤处理、高级氧化处理、膜生物处理中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述的高氨氮污水采用混凝沉淀法进行预处理，预处理后的出水中，固体悬浮物≤1000mg/L。
3.根据权利要求2所述的基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，其特征在于，采用的混凝剂选自聚合氯化铝或硫酸亚铁，助混凝剂选自聚丙烯酰胺;
以高氨氮污水的体积计，混凝剂的投加量为50～500mg/L，助混凝剂的投加量为5～50mg/L。
4.根据权利要求1所述的基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述的两级短程硝化反硝化处理均采用间歇曝气方式，曝气频率为每周期2～6次，曝气百分比为1～2.5。
5.根据权利要求4所述的基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，其特征在于，第一级短程硝化反硝化处理采用分步减量进水模式，第二级短程硝化反硝化处理采用一步进水模式。
6.根据权利要求5所述的基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，其特征在于，所述的第一级短程硝化反硝化处理在0.3～0.6kgNH4+-N/m3·d的高容积负荷下运行，采用四步减量进水模式，具体为：
第一次进水量占周期进水总量的30～50%，不曝气30～80min，曝气40～120min;
第二次进水量占周期进水总量的20～40%，不曝气30～80min，曝气40～120min;
第三次进水量占周期进水总量的10～20%，不曝气30～80min，曝气40～120min;
第四次进水量占周期进水总量的5～10%，不曝气30～80min，曝气40～120min。
7.根据权利要求6所述的基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，其特征在于，经第一级短程硝化反硝化处理后的出水中COD≤1000mg/L，
8.根据权利要求6所述的基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，其特征在于，所述的第二级短程硝化反硝化处理在0.1～0.3kg的低容积负荷下运行。
9.根据权利要求8所述的基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，其特征在于，所述的第二级短程硝化反硝化处理中，曝气频率为4，曝气百分比为1.4。
10.根据权利要求9所述的基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，其特征在于，经第二级短程硝化反硝化处理后的出水中COD≤350mg/L，NH4-N≤25mg/L。
说明书
基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺
技术领域
本发明涉及污水处理的技术领域，具体涉及一种基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺。
背景技术
水污染问题日益受到人们的关注，水体富营养化日趋恶化，造成富营养化的主要原因是N、P的大量排放。国家将氨氮减排10%纳入了约束性指标，在2015年4月又进一步发布了“水污染防治行动计划”(水十条)，提出了到2020年，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大重点流域水质优良(达到或优于Ⅲ类)比例总体达到70%以上;到2030年，全国七大重点流域水质优良比例总体达到75%以上的水污染控制目标。国家还建立环境质量改善和污染物总量控制的双重体系，在既有常规污染物总量控制的基础上，新增污染物总量控制注重特定区域和行业，氮减排力度只会增强而不会弱化。
在众多含氮废水中，高氨氮一类污水由于其成分较为复杂、污染物浓度较高、排放量大、处理难度高的特点，受到了各国环保领域的高度重视，其高效处理也成为目前我国废水处理中亟待解决的重要问题。高氨氮污水主要来源于石油化工、有色金属化学冶金、化肥、纺织印染、制药、味精、肉类加工和养殖等生产行业，也包括垃圾渗滤液和污泥消化液等，氨氮浓度一般在1000～6000mg/L之间，系国家严禁直排的高污染污水。
目前在高氨氮污水处理中应用最为广泛的还是生物法。短程硝化反硝化是近几年发展起来的一种新型生物脱氮技术，相较于全程硝化生物脱氮工艺，更加节省需氧量和碳源消耗，同时污泥产量少，进而节省运行费用和基建费用，具有显著的可持续性与经济效益，特别在处理低碳氮比高氨氮污水方面已获得广泛的重视。
如申请公布号为CN104528934A的中国发明专利申请文献公开了一种短程硝化-反硝化脱氮膜生物反应器及其污水处理工艺，采用多级串联的脱氮反应室，实现了短程硝化反硝化脱氮，但是基建投资和运行成本高，运行维护比较复杂。
又如申请公布号为CN105692900A的中国发明专利申请文献公开了一种短程硝化-反硝化间歇曝气序批式生物反应装置及处理高氨氮污水的方法，公开了在一个一体化序批式反应器内实现稳定短程硝化的控制方法，但未涉及到高氨氮污水的深度处理。
发明内容
本发明提供了一种高氨氮污水深度处理工艺，经两级短程硝化反硝化处理后，再经深度处理实现了高氨氮污水的深度处理，经处理后的出水符合达标排放的标准。
具体技术方案如下：
一种基于短程硝化反硝化的高氨氮污水深度处理工艺，包括以下步骤：
(1)将预处理后的高氨氮污水进行两级短程硝化反硝化处理;
(2)步骤(1)处理后的出水再经深度处理后直接排放;
所述的深度处理包括生物过滤池处理、高级氧化处理、膜生物处理中的至少一种。
作为优选，步骤(1)中，所述的高氨氮污水采用混凝沉淀法进行预处理，预处理后的出水中，固体悬浮物(SS)≤1000mg/L。
该步预处理过程在混凝沉淀池中进行，用于去除高氨氮污水中大量的悬浮物质及大颗粒物质。
进一步优选，采用的混凝剂选自聚合氯化铝(PAC)或硫酸亚铁，助混凝剂选自聚丙烯酰胺(PAM);
以高氨氮污水的体积计，混凝剂的投加量为50～500mg/L，助混凝剂的投加量为5～50mg/L。
作为优选，步骤(1)中，所述的两级短程硝化反硝化处理均采用间歇曝气方式，曝气频率为每周期2～6次，曝气百分比为1～2.5。
曝气频率指一个运行周期内不曝气/曝气环境的交替次数;
曝气百分比是指一个运行周期内曝气时间与非曝气时间的比值。
作为优选，第一级短程硝化反硝化处理采用分步减量进水模式，第二级短程硝化反硝化处理采用一步进水模式。
进一步优选，所述的第一级短程硝化反硝化处理在0.3～0.6kgNH4+-N/m3·d的高容积负荷下进行，如此设置是因为高氨氮废水处理最大限制因素是氨氮负荷，第一级短程硝化反硝化控制在此高负荷下运行，可以避免第一级生物过程过度去除有机物和氨氮，以保障第二级生物过程的强化处理效果。
进一步优选，采用四步减量进水模式，具体为：
第一次进水量占周期进水总量的30～50%，不曝气30～80min，曝气40～120min;
第二次进水量占周期进水总量的20～40%，不曝气30～80min，曝气40～120min;
第三次进水量占周期进水总量的10～20%，不曝气30～80min，曝气40～120min;
第四次进水量占周期进水总量的5～10%，不曝气30～80min，曝气40～120min。
经上述处理工艺后，还需再进行无曝气20～50min、静置沉淀40～60min及排水10～30min。
再优选，好氧阶段使用微孔曝气管曝气，并控制第一个好氧阶段的溶解氧(DO)为0.5～1.5mg/L;缺氧阶段使用搅拌器搅拌(100～200r/min)，DO小于0.5mg/L，20～30℃下运行。
进一步优选，所述的第二级短程硝化反硝化处理在0.1～0.3kgNH4+-N/m3·d的低容积负荷下进行，如此设置是保障强化脱碳脱氮效果，能进一步去除难降解有机物。具体为：
进水10～30min，无曝气30～80min，曝气40～120min，再次交替循环无曝气、曝气，最后经静置沉淀40～60min和排水10～30min。
再进一步优选，所述的第二级短程硝化反硝化处理中，曝气频率为4，曝气百分比为1.4。
上述的两级短程硝化反硝化处理分别在两个间歇曝气SBR池内进行，第一级短程硝化反硝化处理在高负荷下进行，可以去除大部分易生物降解物质，并控制第一级短程硝化反硝化处理后的出水中COD≤1000mg/L，NH4+-N≤300mg/L。出水进行第二级短程硝化反硝化处理，该处理过程中，构建新的生物体系，部分难降解有机污染物得到了进一步地降解，并控制第二级短程硝化反硝化处理后的出水中COD≤350mg/L，NH4+-N≤25mg/L。
步骤(2)中，所述的生物过滤处理可以去除有色难降解化合物，高级氧化处理可以将剩余难降解有机大分子变成易降解小分子，再最后经膜生物处理后去除完全，从而使出水达到相应标准。
作为优选，所述的生物过滤处理在生物过滤池内进行，采用生物活性炭作为滤池填充填料，填充率为60～70%，运行空床停留时间为1～5h。
作为优选，所述的高级氧化处理为臭氧氧化处理，以待处理的废水体积计，臭氧投加量为200～350mg/L，运行水力停留时间5～10h。
作为优选，所述的膜生物处理在膜生物反应器内进行，采用内置PVDF平板膜组件，过滤通量为10～15L/m2·h，平均膜孔径0.1μm，水力停留时间为3～6h，污泥浓度为8～10g/L。
对经两级短程硝化反硝化处理后的出水所采用的深度处理工艺可以是生物过滤处理、高级氧化处理、膜生物处理中的单独一种，也可以将其中的任意两种或任意三种进行联用，具体根据待处理的高氨氮污水的水质情况进行选择性优化，从而节省运行成本。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明中将短程硝化反硝化处理工艺与包括生物过滤处理、高级氧化处理、膜生物处理等在内的深度处理工艺结合，实现了高氨氮污水的深度处理，经处理后的出水符合达标排放的标准;
2、本发明中采用两级短程硝化反硝化处理工艺，并在第一级短程硝化反硝化处理采用分步减量进水模式，在第二级短程硝化反硝化处理采用一步进水模式，可以在节省碳源消耗和运行能耗的基础上，抗水质水量波动能力强，大幅度提高出水水质稳定性并实现难降解有机物在生物体系中的强化去除效率，提高后续深度处理工艺的稳定性和经济性。
3、本发明中根据待处理水质的情况，可以对两级短程硝化反硝化处理后的深度处理工艺的具体方式进行调整，更加经济也更加灵活
