[发明专利]一种生物法处理硝酸铵废水的装置与方法

摘要

本发明公开了一种生物法处理硝酸铵废水的装置与方法，属于生化法污水处理技术领域。该装置设有厌氧发酵反应器SBR，混合池，上流式厌氧污泥床反应器UAFB及排水池通过安装在中混合池中和上流式污泥床反应器UAFB中的pH/ORP传感器，优化控制稀硝酸、发酵液的投加量以及处理负荷。本发明创新性地组合使用序批式反应器与上流式厌氧污泥床反应器应用于工业硝酸铵废水的处理，串联污泥发酵与反硝化耦合厌氧氨氧化反应，兼顾污泥减量与硝酸铵废水深度脱氮。

主权项

一种生物法处理硝酸铵废水的方法，应用如下装置：该装置包括厌氧发酵反应器SBR(1)、进泥泵(1.1)、第一pH在线监测仪(1.2)、进药口(1.3)、第一搅拌器(1.4)、第一温控装置(1.5)、第一排泥阀(1.6)离心机(1.7)、混合池(2)、硝酸铵废水投加泵(2.1)、硝酸投加泵(2.2)第二pH在线监测仪(2.3)、第二搅拌器(2.4)、上流式厌氧污泥床反应器UASB(3)、进水泵(3.1)、集气口(3.2)、气体干燥装置(3.3)、集气瓶(3.4)、第一排水阀(3.5)、格栅(3.6)、海绵填料(3.7)、第一ORP在线测定仪(3.8)、第二排泥阀(3.9)排水池(4)、第二排水阀(4.1)；进泥泵(1.1)连接厌氧发酵反应器SBR(1)，通过第一排泥阀(1.6)使厌氧发酵反应器(1)连接离心机(1.7)，通过离心得到的上清液进入混合池(2)中，剩余污泥排出；通过硝酸铵废水投加泵(2.1)连接混合池(2)，通过硝酸投加泵(2.2)连接混合池(2)；混合池(2)通过进水泵(3.1)进入上流式厌氧污泥床反应器UASB(3)，上流式厌氧污泥床反应器UASB(3)的出水通过第一排水阀(3.5)连接排水池(4)，上流式厌氧污泥床反应器UASB(3)设有第二排泥阀(3.9)；厌氧发酵反应器SBR中安装有第一pH在线监测仪(1.2)、第一搅拌器(1.4)、第一温控装置(1.5)；混合池(2)中安装有第二pH在线测定仪(2.3)、第二搅拌器(2.4)；上流式厌氧污泥床反应器UASB(3)中安装第一ORP在线测定仪(3.8)；上流式厌氧污泥床反应器UASB(3)顶部设有集气口(3.2)，集气口(3.2)依次连接气体干燥装置(3.3)和集气瓶(3.4)；其特征在于,所述方法步骤如下:1)系统启动：①取初沉污泥加入厌氧发酵反应器SBR(1)，保持反应区污泥浓度为24000‑26000mgMLSS/L,通过第一温控装置(1.5)保持温度为25到32摄氏度，通过投加碱溶液的方式保持反应区pH值为10±0.2；开启搅拌器保持反应器内污泥充分混匀，每天排出1/10反应器有效容积的发酵污泥，然后添加等体积的新鲜初沉污泥进入反应器，连续运行15个周期；②上一个步骤完成后，厌氧发酵反应器SBR(1)排出的发酵污泥经过离心，上清液注入混合池(2)，底层污泥排出；取污水厂剩余的反硝化除磷污泥加入上流式厌氧污泥床反应器UASB(3)中，使反应区污泥浓度在3500‑4500mgMLSS/L，将混合池中的污水注入反应器中，控制进水流速，使HRT为9h，连续运行15d；将上流式厌氧污泥床反应器UASB(3)的上盖与三相分离器取下，将附着有厌氧氨氧化菌的填料放入反应器中，填充比20±2％，在填料上方安装格栅，使海绵填料悬浮于反应器内并浸没在液面以下，然后将反应器上盖与三相分离器安装回去，连续运行，直到系统出水TN浓度小于10mg/L；2)连续运行：系统启动成功后将进入连续运行阶段，包含以下几个过程：厌氧发酵反应器SBR(1)利用初沉污泥发酵产生碳源，供给上流式厌氧污泥床UASB(3)使用，每周期依次经历排泥、进泥、调节pH值3个过程，过程中第一搅拌器(1.4)始终处于开启状态；I排泥：在搅拌开启的情况下，开启第一排泥阀(1.6)，排出反应器有效容积1/10的发酵污泥进入离心机(1.7)，离心后将上清液注入混合池(2)，底层污泥排出，进入下一道工序；II进泥：开启进泥泵(1.1)，将反应器有效容积1/10的初沉污泥打入厌氧发酵反应器SBR(1)，进泥结束后进入下一道工序；III调节pH值：通过进药口(1.3)向厌氧发酵反应器SBR(1)中加入碱溶液，通过第一pH在线监测仪(1.2)监测反应器内的pH值，当pH值达到10±0.2时停止投加；混合池(2)中将厌氧发酵反应器SBR(1)排出的富含SCOD的发酵污泥与硝酸铵废水混合在一起，并通过硝酸调节混合池中NH4+‑N与NO3‑‑N之间的物质的量比例达到1:1；在硝酸与碱性污泥的双重作用下，混合池中的pH呈中性；每周期经过进泥、进废水、进硝酸、搅拌4个过程，具体如下；①进泥：厌氧消化反应器SBR(1)排出的发酵污泥经过第一排泥阀(1.6)进入离心机(1.7)，离心后将上清液注入混合池(2)，底层污泥排出，进泥结束后进入下一道工序；②进废水：通过硝酸铵废水投加泵(2.1)向混合池(2)中打入硝酸铵废水，进水结束后进入下一道工序；③进硝酸：开启搅拌器，通过硝酸投加泵(2.2)向混合池中加入硝酸，通过第二pH在线监测仪控制硝酸的投加量，当pH为7±0.2时停止投加，此时混合池中NH4+‑N与NO3‑‑N之间的物质的量比例达到1:1，关闭搅拌器，然后进入下一道工序；④搅拌：每个整点时刻开启搅拌器，十分钟后关闭，以保证混合池内充分混合，不产生沉淀；上流式厌氧污泥床反应器UASB(3)中，首先由反硝化菌利用发酵污泥中的碳源将废水中的NO3‑‑N还原为NO2‑‑N，然后厌氧氨氧化菌将NH4+‑N与NO2‑‑N通过厌氧氨氧化作用去除；I系统连续进水连续出水，通过进水泵(3.1)控制进水流速；II通过第一ORP在线测定仪(3.8)监控出水水质，当出水ORP>40mv时，调节进水泵(3.1)减使进水流速减小，当ORP<35mv时，增加进水流速；III出水经第一排水阀(3.5)排入排水池(4)中，排入排水池(4)中的废水通过第二排水阀(4.1)排入外界水体；IV剩余污泥通过第二排泥阀从反应器中排出，每天排泥一次，排泥量为反应器悬浮污泥量的十分之一。