[发明专利]煤化工废水外循环移动床反应器和曝气生物滤池联用短程脱氮系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，涉及一种煤化工废水的短程脱氮方法，具体针对难降解低C/N比的工业废水的脱氮系统及处理方法。 

背景技术

随着世界范围内水体富营养化现象的频繁发生，污水和废水的脱氮仍然是国内外学者研究的热点问题，目前应用最广泛的脱氮工艺仍然是传统的A/O工艺，该工艺是根据经典的三阶段脱氮理论研发出来的，污水在好氧池中完成两阶段硝化，使氨氮经亚硝氮后氧化为硝态氮，经过好氧处理的出水进入缺氧池，在低氧化还原电位条件下完成反硝化反应，使硝态氮转化成氮气从而达到脱氮的目的。传统的A/O工艺虽然处理效果好、运行稳定，但存在好氧和缺氧混合微生物在好氧池和缺氧池周期性交替生长的情况，致使好氧微生物在缺氧池的活性被抑制，进入好氧池后又要经过适应后才能达到较高的活性，同时缺氧微生物也存在同样的问题，混合微生物存在周期性交替的抑制和恢复过程，导致生化反应速率低，反应时间长，进而出现反应器占地面积大的缺点。 

随着对脱氮理论的深入研究，出现了多种新型的脱氮工艺和理论，如短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等新理论和工艺，这些新理论都是对传统脱氮理论的改进，最突出的特点是缩短了处理时间和更适合处理低C/N比的工业废水，厌氧氨氧化条件要求严格，目前还难以达到实际应用的规模，短程硝化反硝化是一种相对容易控制和实现的工艺，与传统脱氮工艺相比，短程硝化反硝化可以节约25%的曝气量和减少40%的碳源需求量，并且剩余污泥产量也减少40%，对于低C/N比的工业废水来说，其成本的降低更加明显。 

煤化工废水主要产生于煤制气和煤化工产品的生产过程中，其化学组成非常复杂，含有大量有毒有害物质以及多种难降解有机物，可生化性差，BOD₅/COD在0.25左右，是一种典型的难降解工业废水。煤化工废水中氨氮含量也较高，废水经过氨回收后氨氮含量仍然很高，废水的C/N比（BOD/TKN）约为2.2，而理论和实践运行结果表明，完成硝酸盐的反硝化需要C/N为4.0，因此煤化工废水也是一种低C/N比工业废水，经济、高效的脱氮也是煤化工废水处理的一大难题。 

曝气生物滤池（BAF）是一种新型高效的生物膜污水处理技术，以其出水水质好、挂膜容易、启动快、占地面积小、基建费用低和动力费用省等优点而成为国内外学者研究的热点，并在新建污水厂和旧厂改造方面拥有较大的优势，特别是在水量相对较小的工业废 水处理中。BAF集物理过滤和生物降解于一体，综合了过滤吸附截留作用、生物接触氧化作用以及池内微生物食物链的分级捕食作用。目前对BAF的研究主要集中在过滤截留、生物氧化和曝气充氧等基本环节上以及滤池反冲洗优化方面，对BAF的深入研究是广泛应用BAF的基础。总之，BAF作为一种新型高效生物膜污水处理技术和工艺，已成为国内外研究的热门领域，既可以作为污水的二级处理，也可用于深度处理，并以其独有的技术经济特征为该技术的进一步推广奠定了基础。 

移动床生物膜反应器（MBBR）是1988年挪威KMT公司与STNTEF研究机构联合开发的，是介于生物流化床和固定填料生物接触氧化法之间的一项新工艺，结合了悬浮生长的活性污泥法与附着生长的生物膜法的优点，克服了接触氧化法填料易堵塞、生物膜过厚易结团的缺点，同时也解决了生物流化床三相分离困难、动力消耗高的问题。附着生长的生物膜保证了反应器内的生物量，特别是在污泥产量较低污泥容易流失的厌氧反应器。使载体处于运动状态的方法有曝气、机械和水力搅拌，在好氧反应器中，可以通过曝气提供载体运动的动力，而在厌氧反应器中，水力和机械搅拌是比较好的方法。总之，移动床生物膜污水处理技术是一种高效、经济的污水处理工艺，适合应用于中小型生活污水和工业有机废水处理，无论在有机污染物处理还是脱氮除磷方面，MBBR与传统活性污泥技术或生物膜技术相比都具有显著的优势。 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有低C/N比工业废水的脱氮工艺对水中总氮的去除效果差的问题，而提供煤化工废水外循环移动床反应器和曝气生物滤池联用短程脱氮系统及方法。 

本发明煤化工废水外循环移动床反应器和曝气生物滤池联用短程脱氮系统由移动床生物膜反应器、沉淀池、曝气生物滤池、空气压缩机、清水池、污泥回流泵、硝化液回流泵、进水管、移动床生物膜反应器出水管、污泥回流管、沉淀池出水管、出水管、硝化液回流管、压缩空气管和清水管组成；