[发明专利]一种连续流高氨氮有机废水处理工艺及其装置

说明书

本发明公开了一种连续流高氨氮有机废水处理工艺及其装置，所述装置是它主要由均质池、缺氧反硝化池、一号沉淀池、微氧亚硝化膜泥耦合池、二号沉淀池、厌氧氨氧化膜泥耦合池、多效强化好氧膜泥耦合床、三号沉淀池依次串联构成；一号沉淀池沉淀的污泥由泵回流至缺氧反硝化池进水前端；二号沉淀池沉淀的污泥由泵回流至微氧亚硝化膜泥耦合池进水前端；三号沉淀池沉淀的污泥由泵回流至多效强化好氧膜泥耦合床进水前端，部分处理后的废水作为出水。本发明处理过程不仅具有高氨氮抗负荷冲击和高处理负荷能力，而且对温度波动、毒性物质的适应性强，受到抑制后容易恢复，兼具运行费用低和污泥产量少等显著特点。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种连续流高氨氮有机废水处理工艺及其装置，本发明可适用焦化废水、垃圾渗滤液、污泥消化液、味精废水等不同种类的高氨氮有机废水。

背景技术

目前传统且较主流的废水生物脱氮工艺为硝化—反硝化工艺。存在的问题如下：对于高氨氮废水而言，为了实现NH4+-N向NOX-N的转化，硝化过程需要需要增大供氧量来维持氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌的活性，这无疑会增加处理系统的基建投资和供氧动力费用；对于高氨氮有机废水而言，高氨氮废水普遍存在原水pH值较高现象，并不直接适合生物处理，需要投加酸对原废水进行中和调节，同时会降低废水中的平衡碱度。而在实际工程中，每氧化1mg NH4+-N为NOX-N需消耗7.1mg碱度，后续硝化过程需要大量的碱度，一般所需碱度不足时，通常需要额外投加大量的碱度来补充硝化过程中的无机碳源，这是一笔很大的处理成本。

高氨氮废水中存在大量的游离氨，研究表明：当进水氨氮浓度高于500mg/L时会对硝化细菌活性产生了毒性作用，从而导致整个处理系统的处理能力大幅下降，甚至会导致整个生化处理系统完全崩溃；传统废水处理工艺中存在问题如下：高氨氮(如垃圾渗滤液氨氮浓度1000～8000mg/L)的限制，导致无法提高整个生化系统的处理量。一般实际工程过程中，大多采用自来水对原废水进行稀释，自来水稀释法不仅增加处理规模、投资、运行费用，而且不利于生化装置的有效运行。原水稀释后降低了营养基质的浓度，不利于MLSS的提高，不利于难降解物质和COD的去除。

在处理C/N比较低的高氨氮废水时，有机碳源的严重缺乏是其脱氮效率无法提高的屏障，需要提供充足的外碳源来维持反硝化菌的异养反硝化，从而实现NOX-N向N2的转化。在传统生物脱氮过程存在的问题如下：需要耗费大量的能源和碳源。

与传统异养反硝化菌相比，自养厌氧氨氧化菌具有无需外加碳源、污泥产率低、微生物活性高、基质亲和力高等特点，因此基于厌氧氨氧化原理的新型自养脱氮工艺具有工艺流程短、占地面积小、基建投资少，节约氧消耗量，减少碳排放，剩余污泥少，无需外加碳源等诸多优点，目前但厌氧氨氧化工艺存在连续性运行工艺较少且稳定运行困难。随着环境污染日益严重，厌氧氨氧化菌脱氮后氨氮残余量较多面临着出水硝氮和氨氮浓度较高而无法满足日益严格的废水排放标准的难题。导致出水氨氮和总氮超标原因包括如下几点：首先，实际原废水中必然含有有机物，研究结果表明，有机物的存在对于亚硝化菌和厌氧氨氧化菌具有强烈的抑制作用，过高的有机物会导致厌氧氨氧化工艺的崩溃；其次，由于厌氧氨氧化菌消耗的氨氮与亚硝态氮比例为1：1.3，现实的亚硝化过程中很难将两者比例调整到合适的比例，在工程运行过程中，厌氧氨氧化池出水无疑会出现剩余较高的亚硝态氮或氨氮浓度，导致出水的氮素会远远超标；再次，根据Broda的研究成果，厌氧氨氧化菌理论上消耗的氨氮与亚硝态氮比例为1：1，实际中厌氧氨氧化菌消耗的氨氮与亚硝态氮比例为1：1.3，多出的0.3份额被亚硝化菌转化为硝态氮，故传统的厌氧氨氧化也不能使最终出水达标排放；最后，受水质和外界其它条件的影响，厌氧氨氧化脱氮效率的限制会造成出水的氨氮和亚硝态氮残余量。