公布日：2022.09.30
申请日：2022.03.30
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C01B25/45(2006.01)I;C05B7/00(2006.01)I;C02F103/36(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;
C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种己内酰胺废水处理系统及其方法，其中己内酰胺废水处理系统包括调节池一和调节池二，调节池一经过鸟粪石结晶装置后与调节池二一起连接至混合池，混合池依次连接生物选择池、水解酸化释磷池、厌氧脱氮复合池、好氧倍增复合池、折流式沉淀池、高效混凝沉淀池和中间水池；折流式沉淀池通过污泥回流管连接生物选择池，折流式沉淀池和高效混凝沉淀池连接污泥浓缩池；好氧倍增复合池通过混合液回流管连接厌氧脱氮复合池。本发明通过设置鸟粪石结晶装置和生物选择池以及在水解酸化释磷复合池和厌氧脱氮复合池采用回转推流混合反应模式和相应的动力机械、和装填专门的优化滤料，可以使得本发明的工艺在悬浮固体、有机物、氮、和磷的去除效率上实现最优化，同时保持系统运行的稳定和可靠。
权利要求书
1.一种己内酰胺废水处理方法，其特征在于，所述己内酰胺废水处理方法使用的己内酰胺废水处理系统包括调节池一和调节池二，所述调节池一内通入含磷废水，所述调节池二内通入非含磷废水，所述调节池一经过鸟粪石结晶装置后与调节池二一起连接至混合池，所述混合池依次连接生物选择池、水解酸化释磷池、厌氧脱氮复合池、好氧倍增复合池、折流式沉淀池、高效混凝沉淀池和中间水池；所述折流式沉淀池通过污泥回流管连接生物选择池，所述折流式沉淀池和所述高效混凝沉淀池连接污泥浓缩池；所述好氧倍增复合池通过混合液回流管连接厌氧脱氮复合池；所述调节池一和调节池二分别连接隔油池一和隔油池二，所述隔油池一内通入含磷废水，所述隔油池二内通入非含磷废水；所述的己内酰胺废水处理方法采用如下步骤：S1：预处理-隔油；S2：含磷和不含磷的废水隔油后进入各自的调节池，含磷的废水然后进入鸟粪石结晶沉淀装置，除去大部分的磷和部分氨氮后进入混合池进行混合；不含磷的废水的调节池出水进入混合池进行混合；S3：然后进入生化反应段进行处理；在生化处理段的前端设置生物选择池，用来接纳部分二沉池回流污泥；设置生物选择区可以使得进水和随回流污泥中所含的溶解氧在一个缓冲区内被好氧微生物消耗掉，从而防止溶解氧进入后续的水解酸化释磷厌氧区，从而保证厌氧区内的水解酸化菌富集和积磷菌的彻底放磷；回流污泥中所含的硝化和反硝化细菌和完成聚合积磷的积磷菌以及其他的各类自养和异养微生物作为接种菌群在本生物选择区以及后续的生化功能区进行有效的生长繁殖、并对废水中所含的各类有机和无机成分进行有效的分解和利用；S4：从生物选择池出来的废水首先自流进入水解酸化释磷池采用的环流混合反应器内；该环流混合反应器采用水力推流混合反应模式，在反应器中间设置隔墙，由若干台水下推流器提供动力使得水在反应器内的狭长环形通道内进行回转流动，这样的设置使得反应装置有足够的横向混合作用，迅速缓解水质和水量变化带来的冲击，并且减少从空气中混入的氧气；同时，由于不同的纵向位置的水质变化，使得整个反应池内可以富集更多种类的微生物和水解酶，这样可以更彻底地对废水中的有机物进行水解酸化，将更多的大分子切割成小分子，将环状分子打开，保证水解酸化和生物放磷的效果；另外，这种设置，还可以将本环流混合反应器进水对反应出口水质的影响降低到最低程度；水解酸化细菌的固着生长还可以减少这些微生物随污水流入缺氧区，使得微生物的生物相更加专一稳定，进一步保障了水解酸化工艺段的效果；在水解酸化释磷复合池内设置有填料，填料的作用是提供微生物的固着载体，从而使得反应装置内能够容纳更多的固着态微生物，这既提高了反应器内的微生物浓度，又使反应器内生物相更为丰富，增加了反应器的容积负荷，进一步提高反应装置的抗水质水量冲击能力；S5：从水解酸化释磷环流混合反应器出来的废水自留进入厌氧脱氮复合池；所述厌氧脱氮复合池也采用和水解酸化释磷池相同的环流混合反应器的水力反应模式，并且也设置生物载体来提供部分缺氧微生物的固着表面；在厌氧脱氮复合池内反硝化细菌将本单元进水和从后续的好氧倍增环流混合反应器出水回流的液体中的NO3-和NO2-还原成氮气释放到大气中，同时将有机物分解利用；这个过程是微生物兼性异养生长过程，需要消耗碳源，同时降低BOD5，并产生大量碱度；所以在本反应单元，有机物浓度会得到一定程度降低，这样就可以降低后续好氧处理步骤中有机物负荷，减少其供氧量需求，降低鼓风曝气的能耗；另外，本单元反硝化脱氮所产生的碱度，也可以补充后续好氧硝化反应所需要的碱度，还能抑制后续好氧反应单元的丝状菌的生长，有效控制污泥膨胀；本反应单元和水解酸化释磷复合反应装置一样，本反应装置内也设置有填料作为生物固着载体；S6：厌氧脱氮复合池出水自流进入好氧倍增复合池，在好氧倍增复合池中铺设曝气装置进行供氧，曝气装置优先采用微孔曝气器；在本反应单元，在好氧条件下大量异养菌降解污水中的BOD，同时自身不断的生长繁殖；同时，在好氧条件下，自养的硝化菌会成为一种优势菌种将NH3-N转化为NO2-、将NO2-转化为NO3-；自养的硝化细菌的生长需要一定浓度的碱度，碱度由前面单元带入本反应单元或在本反应单元由其他异养微生物生产；在好氧条件下，在前面厌氧反应装置中进入的完成放磷的积磷细菌会大量吸收混合液中的磷并以聚磷的形式储存在细胞中，从而有效降低出水中的磷浓度；S7：好氧倍增复合池出水自流进入沉淀池进行泥水分离；所述沉淀池优先选用折流沉淀池形式；沉淀后获得的清液排至混凝沉淀进行进一步去除悬浮固体和除磷，所获得的沉淀污泥则部分回流至生物选择池作为种群接种和再生，部分沉淀污泥作为剩余污泥送污泥浓缩池浓缩并进行污泥脱水和干化后外排；此时，沉淀池上清液和沉淀污泥中总氮的浓度已经很低了，清液中的磷也很低，但沉淀污泥中含有大量的富集有磷的积磷细菌，回到生物选择池和水解酸化释磷池进行彻底放磷，并进入下一个循环的生长和除磷反应，随剩余污泥排走的积磷细菌中所含的磷则从系统永久性地去除。
2.根据权利要求1所述的一种己内酰胺废水处理方法，其特征在于，所述的己内酰胺废水处理系统内设置有填料作为生物固着载体，水解酸化释磷池和/或厌氧脱氮复合池采用ZXZY系列叠片展开式微生物载体作为填料。
3.根据权利要求1所述的一种己内酰胺废水处理方法，其特征在于，所述生物选择池、水解酸化释磷池、厌氧脱氮复合池采用环流混合反应器，所述环流混合反应器包括四边形的池壁（1），和设置在池壁（1）中央的分隔墙（2），所述分隔墙（2）的两侧分别设有至少一台水下推流器（3），通过水下推流器（3），环流混合反应器内的水流通过水下推流器提供动力使得水在反应器内的狭长环形通道内进行回转流动，这样的设置使得反应装置有足够的横向混合作用，迅速缓解水质和水量变化带来的冲击，并且减少从空气中混入的氧气。
4.根据权利要求1所述的一种己内酰胺废水处理方法，其特征在于，所述S4和S5步骤中，所述填料可以使用任何能提供微生物固着生长的废水处理填料，并以zyzx系列叠片展开式微生物载体为最优，该载体采用PE膜片制成，展开后成球状立体，具有质轻、比表面积大、载泥量大、强度好、污泥不会结团。
5.根据权利要求1所述的一种己内酰胺废水处理方法，其特征在于，所述S6步骤中，为了使得好氧倍增复合池中产生的NO3-能够从处理系统大量去除，需要将其混合液大量回流至S5步骤中的缺氧脱氮反应池中进行反硝化脱氮；本发明采用回流器将好氧倍增复合池中的混合液打回至缺氧脱氮反应池。
6.根据权利要求1所述的一种己内酰胺废水处理方法，其特征在于，所述S7步骤中的沉淀池后设有高效混凝沉淀池，所述高效混凝沉淀池用于进一步对清液中的悬浮固体、总磷、大分子难降解的COD成分进行去除，所获得的清液排入出水池进行储存和外排，沉淀污泥和前一级沉淀池的剩余污泥一起进入污泥浓缩池进行污泥处理。
发明内容
本发明的目的是提出一种经济、高效、稳定的己内酰胺废水处理工艺，处理后的废水能达到直接排放的标准，并可以为废水进行回用和零排放处理提供条件，出水可以达到废水回用处理系统的进水水质要求的己内酰胺废水处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种己内酰胺废水处理系统，包括调节池一和调节池二，所述调节池一内通入含磷废水，所述调节池二内通入非含磷废水，所述调节池一经过鸟粪石结晶装置后与调节池二一起连接至混合池，所述混合池依次连接生物选择池、水解酸化释磷池、厌氧脱氮复合池、好氧倍增复合池、折流式沉淀池、高效混凝沉淀池和中间水池；所述折流式沉淀池通过污泥回流管连接生物选择池，所述折流式沉淀池和高效混凝沉淀池连接污泥浓缩池；所述好氧倍增复合池通过混合液回流管连接厌氧脱氮复合池。
优选地，所述调节池一和调节池二分别连接隔油池一和隔油池二，所述隔油池一内通入含磷废水，所述隔油池二内通入非含磷废水。
优选地，所述生物选择池、水解酸化释磷池、厌氧脱氮复合池采用环流混合反应器，所述环流混合反应器包括四边形的池壁，和设置在池壁中央的分隔墙，所述分隔墙的两侧分别设有至少一台水下推流器，通过水下推流器，环流混合反应器内的水流通过水下推流器提供动力使得水在反应器内的狭长环形通道内进行回转流动，这样的设置使得反应装置有足够的横向混合作用，迅速缓解水质和水量变化带来的冲击，并且减少从空气中混入的氧气。
本发明还提供了一种己内酰胺废水处理方法，步骤如下：
S1：预处理-隔油；
S2：含磷和不含磷的废水隔油后进入各自的调节池，含磷的废水然后进入鸟粪石结晶沉淀装置，除去大部分的磷和部分氨氮后进入混合池进行混合；不含磷的废水的调节池出水进入混合池进行混合；
S3：然后进入生化反应段进行处理；在生化处理段的前端设置生物选择池，用来接纳部分二沉池回流污泥；设置生物选择区可以使得进水和随回流污泥中所含的溶解氧在一个缓冲区内被好氧微生物消耗掉，从而防止溶解氧进入后续的水解酸化释磷厌氧区，从而保证厌氧区内的水解酸化菌富集和积磷菌的彻底放磷；回流污泥中所含的硝化和反硝化细菌和完成聚合积磷的积磷菌以及其他的各类自养和异养微生物作为接种菌群在本生物选择区以及后续的生化功能区进行有效的生长繁殖、并对废水中所含的各类有机和无机成分进行有效的分解和利用；
S4：从生物选择池出来的废水首先自流进入水解酸化释磷池采用的环流混合反应器内；该环流混合反应器采用水力推流混合反应模式，在反应器中间设置隔墙，由若干台水下推流器提供动力使得水在反应器内的狭长环形通道内进行回转流动，这样的设置使得反应装置有足够的横向混合作用，迅速缓解水质和水量变化带来的冲击，并且减少从空气中混入的氧气；同时，由于不同的纵向位置的水质变化，使得整个反应池内可以富集更多种类的微生物和水解酶，这样可以更彻底地对废水中的有机物进行水解酸化，将更多的大分子切割成小分子，将环状分子打开，保证水解酸化和生物放磷的效果；另外，这种设置，还可以将本环流混合反应器进水对反应出口水质的影响降低到最低程度；水解酸化细菌的固着生长还可以减少这些微生物随污水流入缺氧区，使得微生物的生物相更加专一稳定，进一步保障了水解酸化工艺段的效果；
在水解酸化释磷复合池内设置有填料，填料的作用是提供微生物的固着载体，从而使得反应装置内能够容纳更多的固着态微生物(生物膜)，这既提高了反应器内的微生物浓度，又使反应器内生物相更为丰富，增加了反应器的容积负荷，进一步提高反应装置的抗水质水量冲击能力；
S5：从水解酸化释磷环流混合反应器出来的废水自留进入厌氧脱氮复合池；所述厌氧脱氮复合池也采用和水解酸化释磷池相同的环流混合反应器的水力反应模式，并且也设置生物载体来提供部分缺氧微生物的固着表面；在厌氧脱氮复合池内反硝化细菌将本单元进水和从后续的好氧倍增环流混合反应器出水回流的液体中的NO3-和NO2-还原成氮气释放到大气中，同时将有机物分解利用；这个过程是微生物的兼性异养生长过程，需要消耗碳源，同时降低BOD5，并产生大量碱度；所以在本反应单元，有机物浓度会得到一定程度降低，这样就可以降低后续好氧处理步骤中有机物负荷，减少其供氧量需求，降低鼓风曝气的能耗；另外，本单元反硝化脱氮所产生的碱度，也可以补充后续好氧硝化反应所需要的碱度，还能抑制后续好氧反应单元的丝状菌的生长，有效控制污泥膨胀；本反应单元和水解酸化释磷复合反应装置一样，本反应装置内也设置填料作为生物的载体；
S6：厌氧脱氮复合池出水自流进入好氧倍增复合池，在好氧倍增复合池中铺设曝气装置进行供氧，曝气装置优先采用微孔曝气器；在本反应单元，在好氧条件下大量异养菌降解污水中的BOD等成分，同时自身不断的生长繁殖；同时，在好氧条件下，自养的硝化菌会成为一种优势菌种将NH3-N转化为NO2-、将NO2-转化为NO3-；自养的硝化细菌的生长需要一定浓度的碱度，碱度由前面单元带入本反应单元或在本反应单元由其他异养微生物生产；在好氧条件下，在前面厌氧反应装置中进入的完成放磷的积磷细菌会大量吸收混合液中的磷并以聚磷的形式储存在细胞中，从而有效降低出水中的磷(PO43+)浓度；
S7：好氧倍增复合池出水自流进入沉淀池进行泥水分离；所述沉淀池优先选用折流沉淀池形式；所述沉淀后获得的清液排至混凝沉淀进行进一步去除悬浮固体和除磷等，所获得的沉淀污泥则部分回流至生物选择池作为种群接种和再生，部分沉淀污泥作为剩余污泥送污泥浓缩池浓缩并进行污泥脱水和干化后外排；此时，沉淀池上清液和沉淀污泥中总氮的浓度已经很低了，清液中的磷也很低，但沉淀污泥中含有大量的富集有磷的积磷细菌，回到生物选择池和水解酸化释磷池进行彻底放磷，并进入下一个循环的生长和除磷反应，随剩余污泥排走的积磷细菌中所含的磷则从系统永久性地去除。
优选地，所述S4和S5步骤中，填料可以使用任何能提供微生物固着生长的废水处理填料，并以上海中耀环保科技实业有限公司生产的zyzx系列叠片展开式微生物载体为最优，该载体采用PE膜片制成，展开后成球状立体，具有质轻、比表面积大、载泥量大、强度好、污泥不会结团等优点。
优选地，所述S6步骤中，为了使得好氧倍增复合池中产生的NO3-能够从处理系统大量去除，需要将其混合液大量回流至S5步骤中的缺氧脱氮反应池中进行反硝化脱氮。本发明采用回流器将好氧倍增复合池中的混合液打回至缺氧脱氮反应池。
优选地，所述S7步骤中的沉淀池后设有高效混凝沉淀池，所述高效混凝沉淀池用于进一步对清液中的悬浮固体、总磷、大分子难降解的COD成分等进行去除，所获得的清液排入出水池进行储存和外排，沉淀污泥和前一级沉淀池的剩余污泥一起进入污泥浓缩池进行污泥处理。
本发明将己内酰胺生产过程中所产生的废水按含磷和不含磷分开进行预处理，含磷的这路废水采取鸟粪石结晶工艺进行脱磷处理，并获得优质鸟粪石磷肥作为副产品。在预处理段采取鸟粪石结晶工艺除磷，不会对废水中的有机物浓度造成影响，使得废水中有机物保留在废水中，有利于后续生化段的碳氮磷平衡，充分利用微生物的廉价性处理废水，降低处理成本。预处理后的含磷废水和不含磷废水混合后先后进入生物选择池、水解酸化释磷复合反应、厌氧脱氮复合反应、和好氧倍增硝化反应单元、折流沉淀、和高效混凝沉淀等处理单元后水质达到一级A的排放标准。鸟粪石结晶反应装置、水解酸化释磷、缺氧脱氮和好氧倍增硝化等反应单元的装置在池型、填料、动力机械方面布置采取独特的设计，从而组成可以为己内酰胺废水的处理提供一种高效、可靠、经济的处理系统。经过本发明处理后的废水中所含的无机磷和部分氨氮可以变成鸟粪石副产物得以利用，废水中所含的有机成份以及剩余的磷和氮主要依赖生化法(简称为改进的AAO工艺)得以去除，处理成本相对已有工艺更为低廉。改进的AAO工艺系统在去除BOD的同时，能保证脱氮和除磷的效果。通过设置生物选择池以及在水解酸化释磷复合池和厌氧脱氮复合池采用回转推流混合反应模式和相应的动力机械、和装填专门的优化滤料，可以使得本发明的工艺在悬浮固体、有机物、氮、和磷的去除效率上实现最优化，同时保持系统运行的稳定和可靠。
（发明人：刘霞;卢毅明;朱核光;曾敏福;鲍磊）
