[发明专利]一种处理高氨氮废水的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理高氨氮废水的装置及方法，尤其涉及一种利用A/O工艺和膜处理技术处理高氨氮废水的装置和方法。

背景技术

随着我国水污染日益严重，污水排放标准将不断收紧，传统污水生物处理工艺的处理效率亟待提高。1989年，YamamotoK等发表首篇浸没式MBR的研究以后，浸没式MBR与外置式MBR相比，因省略了循环泵而降低了能耗、占地紧凑等优点，逐步在研究和工程应用中受到重视(YamamotoK,HiasaH,TalatM,etal.1989.Direct solid liquid separation using holllowfibe membranes in activated sludge aeration tanks)。1998年，Hellinga C等利用氨氧化菌世代时间短于硝化菌，选择合适的污泥停留时间(SRT)淘汰硝化菌而保留氨氧化菌，从而在单个反应器中首先实现了的亚硝化-反亚硝化过程，即氨氮被氧化成亚硝氮后直接被还原成氮气(Hellinga C，Schellen AAJC，Mulder JW，van LoosdrechtMCM，Heijen，JJ，1998.The SHARON Process：an innovative method for nitrogen removal from ammonium-rich wastewater.Water Sci.Technol.37，135-142)。这在实际运行中，特别是对高氨氮、低碳氮比废水的处理过程中，将大幅减少好氧段内氨氮氧化成硝氮所需的供氧量以及兼氧段内硝氮还原成氮气所需外部碳源，从而节约运行成本，提高脱氮效率。研究表明，该工艺相对传统的全程硝化-反硝化最多可节省25％的曝气量，40％的外部碳源，并减少40％的生物增量。这引起世界各国学者的持续关注，后续的研究工作旨在拓宽亚硝化—反亚硝化的应用范围或降低其对运行条件的要求，寻求在传统生物处理设施中快速实现短程脱氮的控制策略，以及传统生物处理工艺与MBR的优化结合。彭永臻等通过对短程脱氮积累的长期研究，发明了快速实现SBR短程深度脱氮的方法，并搭建了缺氧/好氧SBR+厌氧氨氧化+好氧SBR工艺处理低C/N生活污水深度脱氮的装置；黄霞等发明了两级A/O MBR脱氮除磷装置，处理生活污水达到回用标准。此外，自动控制系统也逐步应用于污水处理工艺以方便管理，节省人力。G.Andreottola等在采用在线控制小试SBR装置处理工业废水，氨氮去除率稳定达到99％；秦德韬等以ORP、pH等作为参数建立实施控制SBR系统，优化曝气时间实现SBR处理畜禽养殖废水短程脱氮。

然而对于处理高氨氮、低C/N废水，上述研究中各种组合工艺虽然可取得良好的脱氮效果，但仍存在COD去除不达标、工艺流程复杂或者较高的污泥浓度(10000mg/L以上)造成了出水沉淀时间较长，出水水质不稳定等诸多问题。因此，开发出一种利用A/O工艺和膜分离技术处理高氨氮废水的装置及方法迫在眉睫。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种处理高氨氮废水的装置及方法，该方法将传统A/O工艺与平板膜分离技术进行优化组合，并且建立实时控制系统，用于处理高氨氮、高COD、低碳氮比废水。膜分离技术的引入使得传统A/O工艺能够在较高污泥浓度的条件下，实现高效的泥水分离，获得稳定的出水水质，同时，该发明采用pH、DO(溶解氧)及ORP(氧化还原电位)电极对反应器进行连续监测建立自控系统，并通过序批式进水，连续出水的控制策略，实现了A/O MBR反应器与实时控制系统的优化结合，简化系统运行控制策略，提高反应器处理效率。

本发明提供的一种处理高氨氮废水的装置，它包括进水系统、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，所述原水箱内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。