申请日2018.12.26
公开(公告)日2019.03.29
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30; C02F103/36
摘要
一种生物乙醇废水的厌氧脱氮系统，包括乙醇废水调节池、AC厌氧罐、厌氧脱氮罐、沉淀池、氧化沟、生物滤池、污泥池、絮凝反应池、板框脱泥机。沉淀池包括第一沉淀池、第二沉淀池和第三沉淀池，氧化沟包括一次氧化沟、二次氧化沟。厌氧脱氮罐与一次氧化沟串联运行，组成一套短程硝化反硝化+厌氧氨氧化系统，通过短程硝化产生的亚硝化液的大量回流，在厌氧状态下完成亚硝态氮和氨氮的厌氧氨氧化反应，生成氮气和水;在一次氧化沟内利用短程硝化反硝化反应同步去除其余的总氮和氨氮;厌氧脱氮罐内剩余氨氮进入好氧系统继续脱除。经过本系统的处理，极大地提高了废水的出水指标，并能达到国家废水排放标准。本发明运行效率高，处理手段稳定可靠。
权利要求书
1.一种生物乙醇废水厌氧脱氮系统，包括乙醇废水调节池、AC厌氧罐、厌氧脱氮罐、沉淀池、氧化沟、生物滤池、污泥池、絮凝反应池、板框脱泥机，所述的沉淀池包括第一沉淀池、第二沉淀池和第三沉淀池，所述的氧化沟包括一次氧化沟、二次氧化沟，其特征在于，
厌氧脱氮罐与第一沉淀池之间安装有浅层气浮机，浅层气浮机将厌氧出水在进厌氧脱氮罐之前进行处理，截留进入后续系统的污泥和不溶性COD;
所述的厌氧脱氮罐与一次氧化沟串联运行，组成一套短程硝化反硝化+厌氧氨氧化系统，通过短程硝化产生的亚硝化液的大量回流，在厌氧状态下完成亚硝态氮和氨氮的厌氧氨氧化反应，生成氮气和水;同时，在一次氧化沟内利用短程硝化反硝化反应同步去除其余的总氮和氨氮;厌氧脱氮罐内剩余氨氮进入好氧系统继续硝化和脱氮;
第二沉淀池位于二次氧化沟的下方，其出水口尾端设置有生物滤池，生物滤池通过附着在滤料上的生物膜将废水中残留的氨氮和总氮物质进行硝化和反硝化反应，去除废水中残留的总氮和氨氮，同时降低废水中COD的含量;
经生物滤池滤除后的含磷废水进入絮凝反应池，在絮凝反应池内加入除磷脱色药剂去除总磷，并将废水中的色度降至对外排放标准;
经除磷脱色沉淀分离后的污泥自流至污泥池，用高压泵送板框压滤机脱水，污泥外运卫生填埋，过滤水返回絮凝反应池重新处理。
2.根据权利要求1所述的生物乙醇废水厌氧脱氮系统，其特征在于，所述的浅层气浮机采用GF型，其原水进口和净化水出口为移动式、有效水深浅600-750mm、池内水力停留时间10-12min。
3.根据权利要求1所述的生物乙醇废水厌氧脱氮系统，其特征在于，所述的厌氧脱氮罐有效容积2000-10000m³，流量20-150m³/h，污泥脱氮负荷0.055kgNH3-N/kgMLSS·d，污泥含量控制在2-15‰。
4.根据权利要求1所述的生物乙醇废水厌氧脱氮系统，其特征在于，所述的厌氧脱氮罐底部配有布水器，污泥、待处理水和回流污水从罐底部进入布水器进行分布，脱氮罐中上部配有三相分离器，用来富集污泥和分离气体，从脱氮罐顶部溢流出水，出水自流进二次氧化沟。
5.根据权利要求1或3、4所述的生物乙醇废水厌氧脱氮系统，其特征在于，所述的厌氧脱氮罐为碳钢结构或其他结构，与AC厌氧罐出水管道连接，厌氧脱氮罐出水管道为两条，分别与一次氧化沟和二次氧化沟进水口连通。
6.根据权利要求1所述的生物乙醇废水厌氧脱氮系统，其特征在于，所述的氧化沟设置为两条，分为一次氧化沟、二次氧化沟。
7.根据权利要求1所述的生物乙醇废水厌氧脱氮系统，其特征在于，所述的生物滤池为深度硝化滤池，流量为20-300m3/h，脱氮负荷为：0.1-1.0g氨氮/m3滤料.d，直径5-10m，高度6-12m，并有曝气风机与其连接;该装置可以进一步脱除废水中的氨氮，同时，利用滤池的过滤吸附和氧化作用，进一步将废水中的一些有机污染物去除，使出水清澈透明。
8.根据权利要求1所述的生物乙醇废水厌氧脱氮系统，其特征在于，所述系统将乙醇废水COD从4.0-8.0万mg/l降低到300-500mg/l，氨氮从1000-2500mg/l降低到50-150mg/l，容积负荷达到3-10 kg COD/(m³·d)。
说明书
生物乙醇废水厌氧脱氮系统
技术领域
本发明涉及一种乙醇废水的处理系统，具体涉及一种处理生物乙醇废水的厌氧脱氮系统。
背景技术
目前，生物乙醇行业生产存在废水残留有机物浓度高，生产对环境污染大，污水处理困难等问题，尤其是近年环保压力大，生物乙醇废水处理问题更是突显。经检索：
创新科技2014(22)-89-8990 公开了一种由中聚天关生物能源公司发表的：“orbal型氧化沟在处理乙醇废水过程中的脱氮效果研究” 对生产车间提高orbal型氧化沟提出建议。
中国专利CN103936239公开了“一种木薯乙醇废水的深度处理工艺”，其工艺步骤是：废水蒸馏经过沉砂池过滤，除去泥沙和木薯渣，在一定的条件下进行一次厌氧处理，筛分后进行二次厌氧处理，然后进入生物反应器进行脱氮处理，及泥水分离，分离后的废水进入好氧池进行好氧处理，出水通过纳滤装置进行深度处理，或加入净水剂和粉末活性炭通过连续固定床进行处理，得到符合标准的排放水或回用水。
中国专利CN105174601公开了一种倒置A20氧化沟与合建式orbal型氧化沟结合处理酒精废水的工艺，该方案将一体化倒置A20氧化沟与orbal型氧化沟串联，污水由一种倒置A20氧化沟处理后再流入orbal型氧化沟进行处理，针对总氮含量在1000ml以上的乙醇废水，去除污水中更多的氮。
上述公开的技术方案，均为常规脱氮反应器，以曝气耗氧为典型特征进行脱氮，均未涉及厌氧条件下的脱氮，脱氮效率受限制。本发明的典型特征为厌氧脱氮，并将在厌氧条件下的脱氮与氧化沟结合起来，组成短程硝化反硝化+厌氧氨氧化工艺，实现高效脱氮，并运用到含高浓度氨氮的乙醇废水脱氮。本发明中，高效脱氮罐为厌氧脱氮反应器，在该装置内通过厌氧氨氧化工艺实现无氧脱氮，与常规脱氮完全不同，并实现同步有机物降解，具有厌氧、脱氮效率高，耐高浓度氨氮和高浓度有机物的优点，突破了现有好氧耗能、低氨氮低有机物的传统脱氮工艺。
发明内容
针对现有技术发酵乙醇存在废水中残留有机物浓度高，生产对环境污染大，污水处理困难等问题，本发明提供一种将厌氧脱氮罐与氧化沟串联运行，组成一套短程硝化反硝化+厌氧氨氧化工艺的发酵乙醇废水的高效脱氮系统。
解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种生物乙醇废水厌氧脱氮系统，包括乙醇废水调节池、AC厌氧罐、厌氧脱氮罐、沉淀池、氧化沟、生物滤池、污泥池、絮凝反应池、板框脱泥机，所述的沉淀池包括第一沉淀池、第二沉淀池和第三沉淀池，所述的氧化沟包括一次氧化沟、二次氧化沟，
厌氧脱氮罐与第一沉淀池之间安装有浅层气浮机，浅层气浮机将厌氧出水在进厌氧脱氮罐之前进行处理，截留进入后续系统的污泥和不溶性COD;
所述的厌氧脱氮罐与一次氧化沟串联运行，组成一套短程硝化反硝化+厌氧氨氧化系统，通过短程硝化产生的亚硝化液的大量回流，在厌氧状态下完成亚硝态氮和氨氮的厌氧氨氧化反应，生成氮气和水;同时，在一次氧化沟内利用短程硝化反硝化反应同步去除其余的总氮和氨氮;厌氧脱氮罐内剩余氨氮进入好氧系统继续硝化和脱氮;
第二沉淀池位于二次氧化沟的下方，其出水口尾端设置有生物滤池，生物滤池通过附着在滤料上的生物膜将废水中残留的氨氮和总氮物质进行硝化和反硝化反应，去除废水中残留的总氮和氨氮，同时降低废水中COD的含量;
经生物滤池滤除后的含磷废水进入絮凝反应池，在絮凝反应池内加入除磷脱色药剂去除总磷，并将废水中的色度降至对外排放标准;
经除磷脱色沉淀分离后的污泥自流至污泥池，用高压泵送板框压滤机脱水，污泥外运卫生填埋，过滤水返回絮凝反应池重新处理。
优选的：浅层气浮机采用GF型，其原水进口和净化水出口为移动式、有效水深浅600-750mm、池内水力停留时间10-12min。
优选的：所述的厌氧脱氮罐有效容积2000-10000m³，流量20-150m³/h，污泥脱氮负荷0.055kgNH3-N/kgMLSS·d，污泥含量控制在2-15‰。
优选的：所述的厌氧脱氮罐底部配有布水器，污泥、待处理水和回流污水从罐底部进入布水器进行分布，脱氮罐中上部配有三相分离器，用来富集污泥和分离气体，从脱氮罐顶部溢流出水，出水自流进二次氧化沟。
优选的：所述的厌氧脱氮罐为碳钢结构或其他结构，与AC厌氧罐出水管道连接，厌氧脱氮罐出水管道为两条，分别与一次氧化沟和二次氧化沟进水口连通。
优选的：所述的氧化沟设置为两条，分为一次氧化沟、二次氧化沟。
优选的：所述的生物滤池为深度硝化滤池，流量为20-300m3/h，脱氮负荷为：0.1-1.0g氨氮/m3滤料.d，直径5-10m，高度6-12m，并有曝气风机与其连接;该装置可以进一步脱除废水中的氨氮，同时，利用滤池的过滤吸附和氧化作用，进一步将废水中的一些有机污染物去除，使出水清澈透明。
优选的：所述系统将乙醇废水COD从4.0-8.0万mg/l降低到300-500mg/l，氨氮从1000-2500mg/l降低到50-150mg/l，容积负荷达到3-10 kg COD/(m³·d)。
采用上述技术方案，与现有技术相比，有以下优点：
1、本发明采用先进的浅层气浮机，将厌氧出水在进厌氧脱氮罐之前进行处理，截留进入后续系统的污泥和不溶性COD，减少了后续系统的运行负荷，提高了处理效率，解决了厌氧出水污染物浓度过高的问题。原水进口和净化水出口为移动式，原水中的悬浮物从水中浮到表面的速度快，三分钟原水就能达到净化要求，气浮装置对污水的处理净化能力高;
2、本发明配置的厌氧高级脱氮罐，与一次氧化沟串联运行，组成一套短程硝化反硝化+厌氧氨氧化工艺，通过短程硝化产生的亚硝化液的大量回流，在厌氧状态下完成亚硝态氮和氨氮的厌氧氨氧化反应，生成氮气和水。同时，在氧化沟内利用短程硝化反硝化反应同步去除其余的总氮和氨氮;剩余氨氮进入好氧系统继续硝化和脱氮。处理效率比常规脱氮反应器提高一倍;
3、本发明厌氧脱氮罐的结构能够最大限度截留污泥，维持罐内较高的污泥浓度，可以有效提高脱氮和降解有机质效率;
4、本发明高级厌氧脱氮罐内有充足的碳源，在脱氮过程无需外加碳源。常规好氧脱氮工艺需要在缺氧环节补充氮源作为菌体增殖的营养，增加了工艺的复杂和运行成本，也增加了系统本身的运行负荷;
5、本发明高级脱氮罐为厌氧脱氮反应器，在该装置内通过厌氧氨氧化工艺实现无氧脱氮，与常规脱氮完全不同，并同步实现有机物降解，具有厌氧、脱氮效率高，耐高浓度氨氮和高浓度有机物的优点，突破了脱氮好氧耗能、低氨氮低有机物的传统工艺，实现了厌氧高效脱氮。
经过本系统的处理，极大地提高了废水的出水指标，降低最终废水中的COD、SS、N、P等指标，达到国家废水排放标准。本发明运行效率高，处理手段稳定可靠。
