[发明专利]高浓度废水COD和N同池同步降解工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水处理工艺及装置，主要是一种高浓度废水COD和N同池同步降解工艺及装置。

背景技术

构成废水有机物有C、N、P等元素，其中C是COD的主要成分，N包括氨氮、总氮等，水污染的重点问题是COD和氨氮的污染，因此有机废水处理必须去除COD和N。

COD降解主要是微生物在有氧环境中发生的氧化反应，微生物的酶和废水中的氧协同作用，将C氧化成CO₂。N的降解过程先是有机氮在好氧或缺氧环境中，氨化成无机氮，再在有氧环境中发生硝化反应，后在缺氧环境中发生还原反应生成氮气。因此足够的溶解氧是废水COD生物降解的必要条件，合适的溶解氧是生物脱氮的控制性条件。

同步硝化反硝化理论（SND）和低溶氧控制技术给生物脱氮提供了新的理论基础和技术手段，上世纪九十年代荷兰和比利时等国家研发了相应的CANON工艺和OLAND工艺。其工艺的核心是：控制生化池低溶解氧环境，在同一反应器内实现短程硝化和厌氧氨氧化、好氧硝化和好氧反硝化等生化反应，即同池同步脱氮。生物同步脱氮工艺与传统的工艺相比，具有明显的优势，一是工艺简捷、占地面积小、管理方便；二是运行费用低，无需加碱、补碳，污泥排量少，电耗低；三是总氮去除效率高。

但随着工程化应用，在高浓度COD和N并存的工业废水处理时，发明人发现生物同步脱氮工艺有待完善：

一是工艺设定曝气区的“低溶氧”范围比较窄（取值0.1~0.5mg/L），供氧总量不足，对高浓度COD的氧化不够充分，COD降解效率低，需要延长生化停留时间或增加生化池容量，导致工程经济性下降；

二是低溶氧控制不够稳定，由于生化池为低溶氧曝气，曝气量小，常规的条形曝气方式，曝气不均匀，生化池四周池边和转角出现曝气死角，污泥容易沉底，导致“废水氧气污泥”的三相传质效果不佳和COD降解效率下降；

三是混合液回流比设定只考虑以COD的稀释来改善进水条件，没有结合废水性质综合考虑B/C比、C/N比和毒害性等指标，回流比过大导致能耗增加，回流比过小导致高浓度废水对微生物产生抑制作用，COD降解效率下降；

四是工艺设定的污泥浓度高，泥水分离难度大，当MLSS大于7500mg/L时，采用斜管和斜板澄清的方法，出水带泥现象比较严重，COD达标不稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有工艺和技术存在的不足，提供一种高浓度废水COD和N同池同步降解工艺，工艺既有同步脱氮的优势，又具有COD降解的功能，应用领域更加广泛。

本发明的另一个目的是提供一种高浓度废水COD和N同池同步降解的装置，通过改进曝气方式和泥水分离的方法，装置即可同步脱氮，又可提高COD降解效率，实现COD和N在一个装置内同步降解。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种高浓度废水COD和N同池同步降解工艺步骤如下：

（1）、本发明工艺的生化池采用低溶氧控制，通过功能性隔墙将该生化池分隔为不同溶解氧控制的第一格曝气区和第二格曝气区，曝气区底部设置高密度回环型曝气装置；

（2）、废水与回流液在第一格曝气区进水端混合并曝气，第一格曝气区末端混合液流入第二格曝气区并曝气，在第一格曝气区和第二格曝气区进行COD和N的降解。第二格曝气区末端的混合液一部分回流至第一格曝气区进水端，另一部分进入泥水分离装置，泥水分离后的清水排放。

所述工艺的第一格曝气区溶解氧控制范围0.1~0.5mg/L，其作用是发生同步脱氮反应和部分COD降解，第一格曝气区发生反硝化作用相对重要，其生化停留时间须满足反硝化工艺的要求，因此通过改变功能性隔墙的位置以保证第一格曝气区生化停留时间≥6小时，优选的生化停留时间6~12小时。生化池总停留时间根据废水处理要求设计。