[发明专利]一种处理高氨氮废水的装置及方法

权利要求书

1.一种利用高氨氮废水的装置处理高氨氮废水的方法，其特征在于：

所述装置包括进水系统、反应系统、曝气系统、碳源投加系统和出水系统；

所述反应系统包括一反应器，所述反应器为一容器，被分隔成三部分，依次为缺氧池、好氧池和膜分离池，所述缺氧池的上方设有搅拌器，所述缺氧池与所述好氧池之间设有溢流堰，所述好氧池的底部与所述膜分离池的底部连通，所述膜分离池内设有膜组件和液位计，所述好氧池和所述膜分离池的底部设有回流管，通过回流泵将废水回流至所述缺氧池内；

所述进水系统包括一原水箱，所述原水箱中的废水通过进水泵被输送至所述缺氧池内；

所述曝气系统包括空压机、气体流量计和曝气器，所述曝气器置于所述好氧池中；

所述碳源投加系统包括一碳源储箱，所述碳源储箱中的碳源通过碳源投加泵被输送至所述缺氧池内；

所述出水系统包括一产水箱，所述膜组件的出水口通过出水泵与所述产水箱连接；

所述装置还包括一实时控制系统，所述实施控制系统包括探头、集成电路箱和数字触控板；

所述探头包括pH探头、ORP探头和溶解氧DO探头，均与所述集成电路箱连接，所述集成电路箱与所述数字触控板连接；

所述ORP探头置于所述缺氧池内，所述pH探头和溶解氧DO探头置于所述好氧池内；

所述缺氧池的底端设有一回流液进水口，所述废水通过所述回流液进水口回流至所述缺氧池内；

所述膜组件置于所述膜分离池的侧壁处；所述膜组件为板框式膜组件，所述板框式膜组件包括1～2个膜单元，每个所述膜单元由两片膜组成，所述膜的材质为聚偏氟乙烯，孔径≤0.1μm；每个所述膜单元的有效面积为0.5m²；所述膜组件的内部还设有曝气器，依次与另一空压机和另一气体流量计连接，为所述膜曝气；

所述方法包括如下步骤：

接种活性污泥至所述缺氧池和所述好氧池内，整个所述缺氧池充满所述活性污泥，开启所述搅拌器，重复下述步骤(1)-步骤(3)：

(1)进水阶段：开启所述进水泵，采用序批式进水，按照设计处理量，待处理的高氨氮废水被输入所述缺氧池内，经过所述溢流堰流至所述好氧池内；

所述高氨氮废水中氨态氮的浓度500～900mg/L，COD含量为2000～6000mg/L；

所述高氨氮废水来自畜禽养殖废水、垃圾渗滤液或污泥消化液；

所述设计处理量为0.5～2.0L/cycle；

所述输入的流量为0.3～1L/min；

(2)兼氧阶段和好氧阶段：在所述缺氧池内，在碳源的作用下，所述废水中的硝态氮被还原为亚硝态氮，亚硝态氮被还原为氮气；开启所述曝气系统，在所述好氧池内，所述废水中的氨态氮和有机物被氧化，所述氨态氮被氧化为亚硝态氮，亚硝态氮被氧化为硝态氮，关闭所述曝气系统；

所述缺氧池内，当废水的氧化还原电极电位随时间的变化值即dORP/dt为0～-5时，判定碳源不足，开启所述碳源投加泵，为所述反应器投加碳源，每次开启时间为0.5～1min，保持10～20min后，进入下一次判定；当所述dORP/dt小于-5时，判定反硝化完成，延时10～40min；

所述好氧池内，所述曝气系统的曝气流量为0.5～10L/min；

(3)排水和回流阶段：在所述膜分离池内，设计处理量的经硝化的所述废水经过所述膜组件中的膜的过滤后被排出；在所述缺氧池和所述膜分离池内，小于3倍设计处理量的废水回流至所述缺氧池内；在所述缺氧池内，等量的经反硝化的废水通过所述溢流堰流至所述好氧池内；

步骤(3)中，当膜池液位高于液位计时，开启蠕动泵抽吸排水；当膜池液位低于液位计时，关闭蠕动泵；

所述出水泵为间歇式抽吸，每开8～10分钟停2～4分钟；

小于3倍设计处理量的废水回流至所述缺氧池的底部；

利用下述1)-3)中至少一种方法将全程硝化-反硝化转化为短程硝化-反硝化：

1)优化曝气时间法：脱氮稳定后，在每轮循环的所述好氧阶段，当废水中的pH值随时间不发生改变即dpH/dt＝0时，关闭所述曝气系统；

2)自由氨受控累积法：脱氮稳定后，在所述好氧阶段，降低所述曝气系统的曝气流量，当废水中自由氨的浓度升高至大于等于20mg/L时，恢复曝气流量；

所述曝气系统的曝气流量被降低至0.2～1L/min；

上述1)和2)中所述脱氮稳定均是指当所述废水中的氨态氮的去除率大于80％，且排出的废水中的硝态氮占所述废水中总氮的含量大于70％时；

3)SRT控制法：所述方法还包括排泥的步骤，所述排泥在所述好氧阶段之后，控制所述反应器中的污泥的平均停留时间为12～15天。