技术领域
[0001] 本
发明涉及
废水处理的技术领域，更具体地，涉及一种废水处理系统及处理方法。
背景技术
[0002] 随着我国工业
进程的
加速发展，废水排放造成水质污染日趋严重，已危害到人类赖以生存的生活环境。高
氨氮废水作为一种工业进程中的常见废水，主要由
氨水和无机氨这些氨态氮的存在所造成。高氨氮废水直接排入
水体不仅会引起
水体富营养化，还会造成水体黑臭，甚至对人群及
生物会产生毒害，因此高氨氮废水必须处理达标后方能排放。
[0003] 目前高氨氮废水的较先进处理方法有生物脱氮工艺(Anoxic/Oxic，简称A/O)。生物脱氮工艺的基本原理是：在将有机氮转化为氨态氮的
基础上，通过自养菌在好
氧条件下的
硝化作用将氨态氮转化为亚硝态氮和硝态氮；然后，由外加
碳源提供
能量，通过异氧菌在厌氧条件下的
反硝化作用将亚硝态氮和硝态氮转化为氮气，氮气溢出水面后释放到大气则完成脱氮流程。
[0004] 然而，生物脱氮工艺的好氧曝气量大且碳源需要量也比较大，因而存在运行成本较大的技术问题。
发明内容
[0005] 为了解决上述
现有技术存在的问题，本发明提供一种废水处理系统和处理方法，以实现高氨氮废水的低成本处理。
[0006] 根据本发明的第一方面，提供了一种废水处理系统，包括：
[0007] 短程硝化装置，在好氧条件下将待处理废水进行短程硝化处理，得到初级处理废水，所述初级处理废水中包括氨态氮和亚硝态氮；
[0008] 厌氧氨氧化装置，和所述短程硝化装置连接以接收所述初级处理废水，并对所述初级处理废水进行厌氧氨氧化处理以得到可排放的达标液体。
[0009] 可选地，所述短程硝化装置包括：短程硝化塔，其中，
[0010] 所述短程硝化塔的进水口和所述待处理废水的收集管道连接，以接收从所述收集管道流入的所述待处理废水；
[0011] 以及，所述短程硝化塔内接种有好氧活性
污泥，所述好氧
活性污泥中的硝化菌将流经所述好氧活性污泥的所述待处理废水进行短程硝化处理，使得所述待处理废水中的部分氨态氮转换为亚硝态氮。
[0012] 可选地，所述厌氧氨氧化装置包括：厌氧氨氧化塔，其中，
[0013] 所述厌氧氨氧化塔的进水口和所述短程硝化塔的出水口连接，以接收从所述短程硝化塔的出水口流入的所述初级处理废水；
[0014] 以及，所述厌氧氨氧化塔内接种有
厌氧消化污泥和反硝化污泥，所述厌氧消化污泥中的厌氧菌将所述初级处理废水进行残余有机物的分解以生成含有二氧化碳的一级处理废水，所述反硝化污泥中的厌氧氨氧化细菌利用所述一级处理废水中的二氧化碳将所述一级处理废水进行厌氧氨氧化处理以得到可排放的达标液体。
[0015] 可选地，所述厌氧氨氧化塔包括采用以下任一方式的反应器：上流式厌氧污泥床、膨胀颗粒污泥床、
流化床、序批式
活性污泥法、厌氧序批式活性污泥法。
[0016] 可选地，所述废水处理系统还包括：氨化装置，其中，
[0017] 所述氨化装置设置在所述短程硝化装置的上游管道上，以使进入所述短程硝化装置的待处理废水先进行有机物的氨化处理；
[0018] 以及，所述氨化装置内接种有厌氧颗粒污泥，所述厌氧颗粒污泥的氨化细菌将流经所述厌氧颗粒污泥的待处理废水进行所述氨化处理。
[0019] 可选地，所述废水处理系统还包括：
[0020] 调节池，所述调节池内设有搅拌器，以通过所述搅拌器将不同时段流入所述调节池内的待处理废水进行混合处理；
[0021] 污水
泵，所述污水泵的进水口和所述调节池连接且出水口和所述短程硝化装置的进水口连接，以将调节池内搅拌均匀的待处理废水泵入所述短程硝化装置。
[0022] 可选地，所述废水处理系统还包括：
[0023]
沉淀池，所述沉淀池的出水口和所述调节池的进水口连接，以使进入所述调节池的待处理废水在所述沉淀池内先进行沉淀预处理。
[0024] 可选地，所述废水处理系统还包括：
[0025] 机械格栅，所述机械格栅设置在所述沉淀池的上游管道上，以使进入所述沉淀池的待处理废水先经过所述机械格栅进行过滤预处理。
[0026] 根据本发明的第二方面，提供了一种废水处理方法，包括：
[0027] 在好氧条件下将待处理废水进行短程硝化处理，得到初级处理废水，所述初级处理废水中包括氨态氮和亚硝态氮；
[0028] 对所述初级处理废水进行厌氧氨氧化处理以得到可排放的达标液体。
[0029] 可选地，所述短程硝化处理中硝化反应条件为：
[0030] 氧溶解浓度的范围维持在1.0～2.0mg/L，氨氮负荷的范围维持在0.015～0.035NH4+-N/kgVSS·d，以及PH值的范围维持在6～8。
[0031] 可选地，所述厌氧氨氧化处理中厌氧氨氧化反应条件为：
[0032] 厌氧条件，氧化还原电位的范围维持在-0.3V～-0.5V，
温度维持在25℃～40℃，PH值的范围维持在6～8，设计负荷的范围维持在700～900kgN/d。
[0033] 本发明的有益效果是：
[0034] 本发明采用短程硝化装置和厌氧氨氧化装置相结合去除氨氮，其中，短程硝化装置实施短程硝化处理，是将待处理废水中的部分氨态氮转换为亚硝态氮，得到包括氨态氮和亚硝态氮的初级处理废水；厌氧氨氧化装置实施厌氧氨氧化处理，是将初级处理废水中的氨态氮和亚硝态氮反应生成氮气和水，且无需外部碳源供给，因而相比于传统的A/O工艺，本发明中废水处理过程减少了氧气的曝气量且节省了
能源，运营成本得到有效减少，从而解决了现有高氨氮废水处理方法运行成本较大的技术问题，实现了高氨氮废水的低成本处理。
附图说明
[0035] 通过以下参照附图对本发明
实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
[0036] 图1示出本发明第一实施例中废水处理系统的一种结构
框图；
[0037] 图2示出本发明第一实施例中废水处理系统的另一种结构框图；
[0038] 图3示出本发明第二实施例中废水处理方法的
流程图。
具体实施方式
[0039] 以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
[0040] 在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
[0041] 下面通过附图具体描述本发明的实施例。
[0042] 图1示出本发明第一实施例的废水处理系统。参照图1，该废水处理系统包括：
[0043] 短程硝化装置100，在好氧条件下将待处理废水进行短程硝化处理，得到初级处理废水，初级处理废水中包括氨态氮NH4+-N和亚硝态氮NO2--N；
[0044] 厌氧氨氧化装置200，和短程硝化装置100连接以接收初级处理废水，并对初级处理废水进行厌氧氨氧化处理以得到可排放的达标液体。
[0045] 需要说明的是，短程硝化处理，即在好氧状态下将氨态氮NH4+-N氧化为亚硝态氮NO2--N；厌氧氨氧化处理，即在厌氧状态下通过厌氧氨氧化细菌将氨态氮NH4+-N和亚硝态氮NO2--N反应转化为氮气N2。
[0046] 本发明实施例所提供的废水处理系统，通过短程硝化装置100和厌氧氨氧化装置200实现氨氮的去除，即采用短程硝化和厌氧氨氧化相结合的工艺去除氨氮，其中，短程硝化是将待处理废水中的部分氨态氮NH4+-N转换为亚硝态氮NO2--N，得到包括氨态氮NH4+-N和亚硝态氮NO2--N的初级处理废水，无需太多氧气来氧化全部氨态氮NH4+-N且无需太多氧气氧化氨态氮NO2--N以得到硝态氮NO3--N；厌氧氨氧化是将初级处理废水中的氨态氮NH4+-N和亚硝态氮NO2--N反应生成氮气和水，且厌氧氨氧化反应无需外部碳源供给，因而，相比于传统的A/O工艺，本发明中废水处理过程减少了氧气的曝气量且节省了能源，运营成本得到有效减少，从而解决了现有高氨氮废水处理方法运行成本较大的技术问题，实现了高氨氮废水的低成本处理。
[0047] 在一个可选的实施例中，废水处理系统还包括：氨化装置，其中，氨化装置设置在短程硝化装置100的上游管道上，以使进入短程硝化装置100的待处理废水先进行有机物的氨化处理；以及，氨化装置内接种有厌氧颗粒污泥，厌氧颗粒污泥的氨化细菌将流经所述厌氧颗粒污泥的待处理废水进行所述氨化处理。
[0048] 需要说明的是，氨化装置将进入短程硝化装置100的待处理废水先进行有机物的氨化处理，使得有机物中的氮转换为氨态氮，且有机物转换来的氨态氮经下游的短程硝化装置100和厌氧氨氧化装置200会转化为氮气而释放出来。
[0049] 本发明实施例所提供的废水处理系统通过加设氨化装置，加深了对废水的处理深度；且通过将氨化装置设置在短程硝化装置100和厌氧氨氧化装置200的上游实现了对废水处理系统的合理利用，及对待处理废水中机物的高效去除。
[0050] 参照图2，上述短程硝化装置100包括：短程硝化塔101，短程硝化塔101的进水口A和待处理废水的收集管道102连接，以接收从收集管道102流入的待处理废水；以及，短程硝化塔101内接种有好氧活性污泥，其中，好氧活性污泥中的硝化菌将流经好氧活性污泥的待处理废水进行短程硝化处理，使得待处理废水中的部分氨态氮NH4+-N转换为亚硝态氮NO2--N。
[0051] 上述厌氧氨氧化装置200包括：厌氧氨氧化塔201，厌氧氨氧化塔201的进水口C和短程硝化塔101的出水口B连接，以接收从短程硝化塔101的出水口B流入的初级处理废水；厌氧氨氧化塔201的出水口D排出达标液体；以及，厌氧氨氧化塔201内接种有厌氧消化污泥和反硝化污泥，厌氧消化污泥中的厌氧菌将初级处理废水进行残余有机物的分解以生成含有二氧化碳的一级处理废水，反硝化污泥中的厌氧氨氧化细菌利用一级处理废水中的二氧化碳将一级处理废水进行厌氧氨氧化处理以得到可排放的达标液体，从而不仅在厌氧氨氧化处理的过程中进一步加深了待处理废水中有机物的分解，而且充分利用了有机物中可分解出的碳源来降低废水的处理成本。
[0052] 具体地，厌氧氨氧化塔201可以包括采用以下任一方式的反应器：上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket。简称UASB)、膨胀颗粒污泥床(Expanded Granular Sludge Blanket，简称EGSB)、流化床、序批式活性污泥法(sequencing batch reactor，简称SBR)、厌氧序批式活性污泥法(anaerobic sequencing batch reactor，简称ASBR)。
[0053] 参照图2，在一个可选的实施例中，废水处理系统还包括：
[0054] 调节池300，调节池300内设有搅拌器，以通过搅拌器将不同时段流入调节池300内的待处理废水进行混合处理；
[0055] 污水泵400，污水泵400的进水口和调节池300连接且出水口和短程硝化装置100的进水口连接，以将调节池300内搅拌均匀的待处理废水泵入短程硝化装置100。
[0056] 具体地，污水泵400可以放置在调节池300内以实现污水泵400的进水口和调节池300连接，而污水泵400的出水口可以通过上述收集管道102和短程硝化装置100中的短程硝化塔101进水口A连接。进一步，上述污水泵400可以设置多个，多个污水泵400皆放置在调节池300内，且多个污水泵400的出水口都通过收集管道102和短程硝化塔101进水口A连接。上述污水泵400出水口和收集管道102进水口之间的连通管道上还可以设置
阀门，以通过阀门调节流经该连通管道的污水流量，从而适应不同的废水治理工况。
[0057] 需要说明的是，调节池300是一个具有较大内体积的池子，较长时段内从调节池300进水口E流进调节池300的待处理废水都存储在调节池300内，这些废水在通过搅拌器搅拌后混合到一起。
[0058] 本发明实施例中，调节池300内的待处理废水被混合处理，即将废水源在不同时刻排出的待处理废水在调节池300内进行了水质的均匀化处理；并且，通过污水泵400将调节池300内的待处理废水泵入短程硝化装置100，保证了进入硝化装置100的水量均匀化。因而，本发明实施例通过设置调节池300和污水泵400实现了对待处理废水的水量和水质的均匀化调节，这不仅降低了对可处理废水的水质及水量恒定性要求，而且保证了后续短程硝化工艺以及厌氧氨氧化工艺的连续性。
[0059] 参照图2，在另一个可选的实施例中，废水处理系统还包括：沉淀池500，沉淀池500的出水口F和调节池300的进水口E连接，以使进入调节池300的待处理废水在沉淀池500内先进行沉淀预处理。待处理废水经过沉淀预处理去除了大部分固体悬浮物和
密度较大的
石英砂等固体颗粒，从而使得沉淀池500下游的废水处理设备不受到这些固体颗粒的破坏，有利于延长废水处理系统的使用寿命，减小废水处理系统的运行成本。
[0060] 参照图2，在另一个可选的实施例中，废水处理系统还包括：机械格栅600，机械格栅600设置在沉淀池500的上游管道上(沉淀池500的上游管道和沉淀池500进水口G连接)，以使进入沉淀池500的待处理废水先经过机械格栅600进行过滤预处理。待处理废水经过过滤预处理去除了体积较大的悬浮固体，从而使得机械格栅600下游的废水处理设备不受到这些悬浮固体的破坏，并且避免了这些悬浮固体所造成的污泥产量激增的问题。
[0061] 图3所示为本发明第二实施例所提供的废水处理方法流程图。参照图3，该废水处理方法，包括：
[0062] 步骤S101，在好氧条件下将待处理废水进行短程硝化处理，得到初级处理废水，初级处理废水中包括氨态氮和亚硝态氮；
[0063] 步骤S102，对初级处理废水进行厌氧氨氧化处理以得到可排放的达标液体。
[0064] 本发明实施例所提供的废水处理方法，采用短程硝化和厌氧氨氧化相结合的工艺去除氨氮，其中，短程硝化是将待处理废水中的部分氨态氮NH4+-N转换为亚硝态氮NO2--N，得到包括氨态氮NH4+-N和亚硝态氮NO2--N的初级处理废水；无需外部碳源的厌氧氨氧化是将初级处理废水中的氨态氮NH4+-N和亚硝态氮NO2--N反应生成氮气和水，因而废水处理过程中减少了氧气的曝气量且节省了能源，相比于传统的A/O工艺运营成本可有效减少，从而解决了现有高氨氮废水处理方法运行成本较大的技术问题，实现了高氨氮废水的低成本处理。
[0065] 在一个可选的实施例中，短程硝化处理中硝化反应条件为：
[0066] 氧溶解浓度的范围维持在1.0～2.0mg/L，即，短程硝化处理所使用的污泥是每升溶解有1.0毫克到2.0毫克的氧气；
[0067] 氨氮负荷的范围维持在0.015～0.035NH4+-N/kgVSS·d，即，短程硝化处理所使用的污泥是每千克在每天能将0.015千克到0.035千克的氨氮转换成亚硝态氮；
[0068] 以及，PH值的范围维持在6～8，即，短程硝化处理所使用污泥是中性、弱酸或弱
碱。
[0069] 本发明实施例所提供的废水处理方法，待处理废水在经短程硝化处理后，亚硝态氮NO2--N得到稳定积累，使得亚硝态氮NO2--N与总硝态氮之间的比值大于90％，且亚硝态氮- + -NO2-N与氨态氮NH4-N之间的比值接近1.0，有利于后续厌氧氨氧化反应将亚硝态氮NO2-N与氨态氮NH4+-N都转换为氮气N2。
[0070] 在另一个可选的实施例中，厌氧氨氧化处理中厌氧氨氧化反应条件设置如下以实现高效的脱氮过程：
[0071] 厌氧条件；
[0072] 氨态氮NH4+-N氧化与亚硝态氮NO2--N还原的电位范围维持在-0.3V～-0.5V；
[0073] 厌氧氨氧化反应温度维持在25℃～40℃；
[0074] 设计负荷的范围维持在700～900kgN/d，即，厌氧氨氧化处理可以每天使用多达700千克到900千克的污泥来进行厌氧氨氧化反应；
[0075] 以及，PH值的范围维持在6～8，即，厌氧氨氧化处理所使用污泥是中性、弱酸或弱碱。
[0076] 应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0077] 依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的
修改和变化。本
说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受
权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
