[发明专利]一种高氨氮浓度废水的生化处理系统

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体地说涉及一种高氨氮浓度废水的生化处理系统。

背景技术

近年来，随着工农业的发展，对工业废水(如炼油废水、催化剂废水、合成氨废水)，垃圾填埋场渗滤水以及生活污水的排放限制越来越严格，污水处理技术越来越受到重视，特别是对微生物生化反应的动力学特征、内在反应机理和高效去除率的操作和反应条件等方面研究较多，对于污水处理来说只有将良好的工艺与先进的反应技术结合在一起才能达到量佳的处理效果。

随着世界各国对外排废水达标排放要求的日趋强化以及环保执法力度的不断加强，使氨氮含量高的废水处理难度增大。各国的污水处理厂都在试图寻求技术适用、经济可行的氨氮废水的处理方法，特别是某些催化剂废水，因其有机物含量很少而氨氮浓度高，普通的处理方法不能达到良好的效果。

废水中的氨氮虽然可采用气提吹脱、离子交换、化学氧化等物理化学方法进行处理，但这些方法存在副产物二次污染和效率低等问题。相比之下，生物法是控制水体氨氮污染的较好方法。

生物法处理含氨氮废水时，一般包括硝化和反硝化过程，因此需要适宜的生化处理反应器系统来实现。

生化反应器中的流体分布和流动状态对反应性能有很大影响。间歇反应器(Batch reactor，BR)和推流反应器(Plug flow reactor，PFR)由于具有时间和空间推流流态，因而反应效果较好，但是考虑到间歇反应器的停工时间等影响因素，则反应效率以PFR为高。属于BR单元的SBR系列反应器虽然具有良好的浓度效应，但是其间歇运行方式不利于工程应用。A²/O系列反应器虽然属于连续流的方式有利于工程应用，但是其单元基本上属于连续搅拌罐式反应器(Continuous stirred tank reactor，CSTR)，反应效率较低。氧化沟反应形式按推流式设计，但实际上返混仍然比较严重，因而影响了反应效果。现有的内循环三相流化床水处理装置由于结构简单、传质性能较好而得到广泛应用，但是由于在床体上只安装一个反应内筒，这种装置由于流道截面大，使得单位体积单位时间内氧传质不够充分，导致反应速率较低。

CN1478732A中提出了一种复式内循环生物反应器，它的特点是在底部封闭的床体内设有三个循环内筒，该结构虽然在一定程度上解决了单筒全返混、传质效率低的问题，但该反应器放大后仍然存在与单筒反应器同样的问题。污水处理反应器实际上是为微生物提供一个生存空间，这就需要反应器内具有适于微生物生存的稳定而均匀的气液分布和返混流态。连续进料式全返混反应器虽然混合效果很好，但是由于器内污染物浓度均匀，导致一部分污染物未经充分降解就被排出，因此达不到超深度脱除污染物的要求。

CN1454855A提出了一种上升螺旋流生物反应器，其主要特征就是在立式反应器中设置螺旋升流设备，进水口和出水口分别设在反应器的下部和上部；其中的螺旋升流设备是导流螺旋推进器。该反应器虽然提供了有利于微生物共存和互生的推流流态环境，但是由于推进器需要电机来带动，额外消耗能量，并且对于好氧微生物来说，从侧壁曝气不利于氧气在反应器内的均匀分布，进而影响反应器的处理效率。

因此需要一种流动横截面上能够充分混合、流动方向上又存在较缓浓度梯度的反应器，如果污水处理工艺的每一个单元过程都有利于生化反应较为彻底的完成，则良好的工艺技术将会发挥更好的作用，而且可以大大缩短工艺流程、减小反应器容积，大幅度提高处理效果。