申请日2015.09.16
公开(公告)日2016.03.16
IPC分类号C02F9/14
权利要求书
1.处理高浓度氨氮有机废水的设备，其特征在于：包括依次相连的进料斗(1)、匀浆池(2)、升流式固体厌氧反应器(3)、生物接触氧化池(5)、沉淀池(12)、微电解反应器(10)、折流曝气生物滤池(6)和臭氧消毒池(7)，升流式固体厌氧反应器连接有污泥浓缩池(8)，匀浆池(2)内设有提升泵，提升泵与升流式固体厌氧反应器(3)相连;生物接触氧化池(5)包括厌氧池和好氧池，厌氧池和好氧池通过管道相连。
2.根据权利要求1所述的处理高浓度氨氮有机废水的设备，其特征在于：折流曝气生物滤池(6)包括两级曝气生物滤池(61)和过水孔(62)，两级曝气生物滤池(61)通过下侧的过水孔(62)连通;两级曝气生物滤池(61)均设有填料层和第一曝气管(63)，填料层从上到下依次第一填料层(64)和第二填料层(65)，第一填料层(64)固定有微生物和/或生物酶。
3.根据权利要求2所述的处理高浓度氨氮有机废水的设备，其特征在于：两级曝气生物滤池(61)为第一级曝气生物滤池(611)和第二级曝气生物滤池(612)，第一级曝气生物滤池(611)上侧设有进水管(66)，第二级曝气生物滤池(612)上侧设有出水管(67)。
4.根据权利要求2所述的处理高浓度氨氮有机废水的设备，其特征在于：第一填料层(64)为固定有微生物和/或生物酶的聚氨酯生物海绵填料，第二填料层(65)为沸石和颗粒活性炭。
5.根据权利要求1所述的处理高浓度氨氮有机废水的设备，其特征在于：升流式固体厌氧反应器(3)内设有布水系统，升流式固体厌氧反应器(3)底部设有厌氧菌床，升流式固体厌氧反应器(3)上部设有挡渣板。
6.根据权利要求1所述的处理高浓度氨氮有机废水的设备，其特征在于：升流式固体厌氧反应器(3)设有污泥排放口，污泥排放口连接污泥浓缩池(8)。
7.根据权利要求1所述的处理高浓度氨氮有机废水的设备，其特征在于：升流式固体厌氧反应器(3)和生物接触氧化池(5)之间设有调节池(11)。
说明书
处理高浓度氨氮有机废水的设备
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及了处理高浓度氨氮有机废水的设备。
背景技术
高浓度氨氮有机废水的性质和来源不一样，其治理技术也不一样。通常根据高浓度氨氮有机废水的性质和来源可以分为三大类：第一类为不含有害物质且易于生物降解的高浓度氨氮有机废水，如食品工业废水;第二类为含有有害物质且易于生物降解的高浓度氨氮有机废水，如部分化学工业和制药业废水;第三类为含有有害物质且不易于生物降解的高浓度氨氮有机废水，如有机化学合成工业和农药废水。针对的是易于生物降解的高浓度氨氮有机废水，如微生物发酵啤酒生产废水中含有几千到几万的COD，同时氨氮浓度也有几百到几千;养殖废水氨氮、COD、P都很高;还有一些化工制药废水中都有氨氮和COD同时都高的特点。这类废水中的污染物主要以固态、溶解态存在的碳水化合物形式存在，使废水表现出很高的BOD5、CODCr、SS和色度等，污染物可生物降解性好，此外废水中含有大量的N、P等营养物质。
同时这类水的氨氮很高，常规处理工艺中一般通过吹脱或生物脱氮工艺来达到脱除氨氮的目的。吹脱工艺是针对的高浓度的氨氮废水，通过吹脱后的废水其氨氮浓度仍达不到排放标准，且运行成本较高。生物脱氮需要把氨氮和有机氮氧化成硝酸盐，再通过反硝化的过程去除，这样的过程适用于低浓度的氨氮且是处理低浓度氨氮的经济工艺，但在处理高浓度氨氮时池容会非常大，且造成了物资和能源的大量消耗。目前对高氨氮浓度、高COD浓度的有机废水，采用厌氧可以把COD转变为沼气，可以节省好氧氧化有机物的处理费用，是一种变废为宝、回收能源的有效措施。沼气具有很好的热值，可以作为锅炉、发电机的燃料。目前针对高浓度氨氮有机废水的处理系统都比较单一，运行费用高。
发明内容
本实用新型针对现有技术的缺点，公开了一种处理高浓度氨氮有机废水的设备。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
处理高浓度氨氮有机废水的设备，包括依次相连的进料斗、匀浆池、升流式固体厌氧反应器、生物接触氧化池、沉淀池、微电解反应器、折流曝气生物滤池和臭氧消毒池，升流式固体厌氧反应器连接有污泥浓缩池，匀浆池内设有提升泵，提升泵与升流式固体厌氧反应器相连。
高浓度氨氮有机废水经提升泵打入厌氧发酵系统，厌氧发酵系统采用升流式固体厌氧反应器，其下部是含有高浓度厌氧微生物的固体床。发酵原料从反应器底部进入，依靠进料和所产生沼气的上升动力按一定的速度向上升流;料液通过高浓度厌氧微生物固体床时，有机物被分解发酵，上清液从反应器上部排出;未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期(HRT)高得多的固体滞留期(SRT)和微生物滞留期(MRT)，从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。升流式固体厌氧反应器内设有布水系统，底部是高浓度厌氧菌床，上部设置挡渣板。厌氧消化过程中产生的沉渣通过剩余污泥排放口排到污泥浓缩池，沉淀浓缩后经污泥泵抽走。升流式固体厌氧反应器出水进入生物接触氧化池继续有机物的降解，生物接触氧化池由厌氧池、缺氧池和好氧池组成，然后含有高浓度氨氮有机废水进入沉淀池，去除部分悬浮物SS，减少后续处理的负荷，沉淀池出水进入微电解反应器。在厌氧池主要是进行磷的释放，使污水中磷的浓度升高，溶解性的有机物被细胞吸收而使污水中的BOD浓度下降;另外部分NH3-N因细胞的合成得以去除，使污水中的NH3-N浓度下降。在好氧池中，有机物被微生物生化氧化，而继续下降;有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N浓度增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取，也已较快的速率下降。所以，A2/O工艺可以同时完成有机物的去除、反硝化的脱氮、过量摄取去除磷等功能，脱氮的前提是NH3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能。
通过臭氧消毒池消毒后再将水排放，其能有效杀灭水中的大量微生物和细菌，提升了含有高浓度氨氮有机废水净化强度。
微电解反应器采用底部进水上部出水方式，池子内部填充铁和碳。微电解技术是利用铁、炭具有微电池反应、絮凝作用。微电解反应器中反应产物具有很高的化学活性，在阳极，产生的新生态Fe2+;在阴极，产生的活性[H]，利用两极产生的电位差，含有高浓度氨氮有机废水中许多污染物组份发生氧化还原反应，使可溶的物质转化成难溶或微溶物质，通过絮凝作用沉淀除去;使大分子物质分解为小分子物质;使某些难生化降解的物质转变成容易处理的物质，提高含有高浓度氨氮有机废水的可生化性的同时色度也得到降低。
作为优选，折流曝气生物滤池包括两级曝气生物滤池和过水孔，两级曝气生物滤池通过下侧的过水孔连通;两级曝气生物滤池均设有填料层和第一曝气管，填料层从上到下依次第一填料层和第二填料层，第一填料层固定有微生物和/或生物酶。本实用新型在同一曝气生物滤池内完成硝化和反硝化作用，实现了COD、SS、NH3-N和TN的同步去除。两级曝气生物滤池还包括设在填料层上侧的拦截网、设在填料层下侧的承托层;设在承托层下侧的滤板，承托层和滤板之间设有曝气管。承托层和滤板之间设有曝气管，采用穿孔管布气，通过装置均匀布气，解决了偏流、填料不均、气管容易堵塞的问题。拦截网上侧为保护层。还包括反冲洗系统，反冲洗系统包括曝气管、反冲洗管、反冲洗集水槽、反冲洗排水管，反冲洗管设在承托层中，第一级曝气生物滤池和第二级曝气生物滤池的底部还通过反冲洗管连通，反冲洗集水槽设在第一级曝气生物滤池的上侧，反冲洗排水管设在第二级曝气生物滤池的上侧。
作为优选，两级曝气生物滤池为第一级曝气生物滤池和第二级曝气生物滤池，第一级曝气生物滤池上侧设有进水管，第二级曝气生物滤池上侧设有出水管。
作为优选，第一填料层为固定有微生物和/或生物酶的聚氨酯生物海绵填料，第二填料层为沸石和颗粒活性炭。本实用新型通过不同滤料的组合，强化了对多种污染物同步去除效果，提高了系统抗冲击负荷能力，大大降低了板结发生的可能性。a.沸石具有选择性吸附氨氮的特点，同时其表面也可形成生物膜(成为生物沸石)而使氨氮的去除能力得到提高。沸石和颗粒活性炭结合，延长了沸石的工作周期，使颗粒活性炭上的生物生长良好，当未有长期高浓度氨氮冲击时可保证沸石的长期运行而无需再生，经济可靠。b.聚氨酯生物海绵填料中固定有微生物和/或生物酶，放在上侧的填料层中(即第一填料层)，以进一步去除SS和其他污染物。固定微生物和/或生物酶后，聚氨酯生物海绵填料载体密度接近于水的密度，具有较大的比表面积、挂膜容易，因而生物负载量大，比现有的污水净化方法高出5倍以上;而且生物膜(即微生物和/或生物酶)更新比较快，因而微生物(即微生物和/或生物酶)具有较高的活性，大大提高了处理效率和污水处理效果。c.由于多介质填料的组合，使滤料层呈现出半固定半流动的状态，流动载体不断与气泡进行接触并不断切割，因而其充氧效率高，有利于加快有机物的氧化速度。
作为优选，升流式固体厌氧反应器内设有布水系统，升流式固体厌氧反应器底部设有厌氧菌床，升流式固体厌氧反应器上部设有挡渣板。
作为优选，升流式固体厌氧反应器设有污泥排放口，污泥排放口连接污泥浓缩池。厌氧消化过程中产生的沉渣通过污泥排放口排到污泥浓缩池，沉淀浓缩后经污泥泵抽走。
作为优选，升流式固体厌氧反应器和生物接触氧化池之间设有调节池。
作为优选，生物接触氧化池包括厌氧池和好氧池，厌氧池和好氧池通过管道相连。在厌氧池主要是进行磷的释放，使污水中磷的浓度升高，溶解性的有机物被细胞吸收而使污水中的BOD浓度下降;另外部分NH3-N因细胞的合成得以去除，使污水中的NH3-N浓度下降。在好氧池中，有机物被微生物生化氧化，而继续下降;有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N浓度增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取，也已较快的速率下降。所以，A2/O工艺可以同时完成有机物的去除、反硝化的脱氮、过量摄取去除磷等功能，脱氮的前提是NH3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
含有高浓度氨氮有机废水通过进料斗进入匀浆池中，在搅拌作用下调配均匀后打入厌氧发酵系统，厌氧发酵系统采用升流式固体厌氧反应器，其下部是含有高浓度厌氧微生物的固体床。发酵原料从反应器底部进入，依靠进料和所产生沼气的上升动力按一定的速度向上升流;料液通过高浓度厌氧微生物固体床时，有机物被分解发酵，上清液从反应器上部排出;未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期(HRT)高得多的固体滞留期(SRT)和微生物滞留期(MRT)，从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。升流式固体厌氧反应器内设有布水系统，底部是高浓度厌氧菌床，上部设置挡渣板。厌氧消化过程中产生的沉渣通过剩余污泥排放口排到污泥浓缩池，沉淀浓缩后经污泥泵抽走。然后含有高浓度氨氮有机废水进入生物接触氧化池，完成有机物的去除、反硝化的脱氮、过量摄取去除磷等功能，再进入微电解反应器，微电解反应器采用底部进水、上部出水方式，池子内部填充铁和碳。微电解是利用铁、炭具有微电池反应、絮凝作用，对降低COD的含量和脱色效果明显。接着进入折流曝气生物滤池(BBAF)，折流曝气生物滤池(BBAF)集曝气、快速过滤、悬浮物截留、两曝两沉、定期反冲于一体，是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的环流脱氮除磷反应器，处理后的污水优于排放标准，可实现中水回用。
本实用新型包括依次相连的进料斗、匀浆池、升流式固体厌氧反应器、生物接触氧化池、沉淀池、微电解反应器、折流曝气生物滤池和臭氧消毒池，升流式固体厌氧反应器连接有污泥浓缩池，工艺简单，反应过程浓度梯度大，不易发生污泥膨胀;抗负荷冲击能力强，处理效果好;通过调整运行周期以及控制各工序时间的长短，同时脱氮、除磷效果明显，且不需额外增加反应器。此外，还有以下有益效果：
(1)对水质变化适应性强，出水达标且稳定性高，污泥易于处理。
(2)经济节能。运行费用低、造价低和占地少。运行费用一是提升泵房电耗，一般占运行费用的20%～30%，主要与出水水位标高、进水管底高程和工艺流程损失有关;二是鼓风机房电耗，一般占运行费用的50%～60%，主要与进出水BOD5或氨氮等要求有关。
(3)易于管理，操作管理方便，设备可靠且维修简单。
(4)折流曝气生物滤池以表面积比较大的粗糙多孔颗粒填料作为生物膜载体，不论是生物还是有机的负荷能力均增强，生物浓度高、生物相复杂、菌群结构合理。由于填料的机械截留作用，滤料表面微生物和代谢产生粘性物质形成的吸附架桥作用，均能有效去除SS，减少活性污泥的量。
(5)环保节能。①升流式固体厌氧反应器中废水在重力的作用下，比重较大的固体与微生物积累在反应器的下部，使反应器始终保持较高的固体量和生物量，即有较长的SRT和MRT，这是升流式固体厌氧反应器在较高负荷条件下能稳定运行的根本原因。由于SRT较长，出水带出的污泥不需回流，能够较为彻底的消化固体物，悬浮固体(SS)去除率在60%～70%。②当超负荷运行时，污泥沉降性能变差，出水化学需氧量(COD)升高，但一般不会造成酸化。③产气效率高。沼气可用来发电，起到节能环保的效果。
