| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; |
| 专利有效性 | 公开 | 当前状态 | 公开 |
| 申请号 | CN202510449616.5 | 申请日 | 2025-04-11 |
| 公开(公告)号 | CN119954308A | 公开(公告)日 | 2025-05-09 |
| 申请人 | 天津高能时代水处理科技有限公司; 北京高能时代环境技术股份有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 朱倩; 邢燕军; 蒋伟; 王铸; 张译心; 孙喜; 张文晶; 王伟龙; 李骎; | 第一发明人 | 朱倩 |
| 权利人 | 天津高能时代水处理科技有限公司,北京高能时代环境技术股份有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 天津高能时代水处理科技有限公司,北京高能时代环境技术股份有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：天津市 | 城市 | 当前专利权人所在城市：天津市滨海新区 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：天津市滨海新区自贸试验区(东疆保税港区)郑州道139号金融贸易中心南区2-3(二层)-07 | 邮编 | 当前专利权人邮编：300450 |
| 主IPC国际分类 | C02F3/30 | 所有IPC国际分类 | C02F3/30 ; C02F3/28 ; C02F9/00 ; C02F1/00 ; C02F1/66 ; C02F101/16 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 9 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 北京汇信合知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 林聪源; |
| 摘要 | 本 发明 公开了一种高 氨 氮 废 水 的处理系统及方法，包括：池体；池体内沿废水的处理方向依次设有进水均质调节池、填料反应区、 污泥 沉淀区和气提区；进水均质调节池上设有进水口，填料反应区内设有厌 氧 氨氧化悬挂填料且泥水混合物在填料反应区内以上下折流方式流动，污泥沉淀区的中部设有斜板，污泥沉淀区的底部设有污泥斗，污泥斗的底部设有污泥回流出口，部分污泥经污泥回流出口回流至填料反应区的最前端，斜板的上方区域设有出水口；气提区底部设有气提装置，气提装置将气水混合物以气提的方式送入进水均质调节池内。本发明通过气提来控制整个反应系统的溶解氧，实现一体式亚硝化、厌氧氨氧化反应，以协同去除高氨氮废水中氨氮和总氮。 | ||
| 权利要求 | 1.一种高氨氮废水的处理系统，其特征在于，包括：池体；所述池体内沿废水的处理方向依次设有进水均质调节池、填料反应区、污泥沉淀区和气提区； |
||
| 说明书全文 | 一种高氨氮废水的处理系统及处理方法技术领域背景技术[0002] 高氨氮废水因游离氨等对生化的抑制，难以直接通过常规生化法进行处理，工业上通常采用吹脱，蒸氨等物理化学方法对高氨氮废水进行处理，但电耗、药剂消耗处理成本普遍偏高。 [0003] 厌氧氨氧化工艺技术是近年来发展的一种针对高氨氮废水处理的高效脱氮技术，是目前国际最先进的生物脱氮工艺，它通过在厌氧条件下以氨为电子供体，亚硝酸盐为电子受体反应生成氮气，厌氧氨氧化脱氮工艺脱氮效率高、负荷高、总氮脱除无需外加碳源，大幅降低脱氮过程输入的能耗和物耗，温室气体减排90%以上，是目前最经济高效的污水脱氮技术。解决了传统硝化反硝化工艺存在曝气能耗高、依赖外加碳源脱除总氮、污泥产量大等弊端。 [0004] 厌氧氨氧化代谢反应式如下：+ ‑ ‑ + ‑ NH4+1.31NO2+0.066HCO3+0.13H→1.02N2+0.26NO3+0.066CH2O0.5N0.5+2.03H2O 对于实际高氨氮废水，水中无直接的亚硝酸盐，因此需控制反应条件如温度，溶解 氧等，利用水中亚硝化菌的作用，先将部分氨氮在微氧条件下氧化为亚硝酸盐氮，而不继续氧化成硝酸盐氮，亚硝酸盐氮与氨氮则继续在厌氧氨氧化菌的作用下直接转化为氮气，进而实现高浓度氨氮的去除。 [0005] NH4++1.5O2→NO2‑ +H++H2O+ ‑ ‑ + ‑ NH4+1.32NO2+0.132HCO3+0.512H→1.02N2+0.26NO3 +CH2O0.5N0.15+2.19H2O 在实际废水厌氧氨氧化脱氮反应中，需控制溶解氧在0.5mg/L以下，来有效抑制亚 硝酸盐氮的进一步氧化，抑制硝化菌活性，减少常规硝化反应的进行，保证亚硝酸盐的氮的累积，进而能保证厌氧氨氧化菌能有效利用氨氮和亚硝酸盐氮进行反应。而厌氧氨氧化菌反应通常为厌氧条件，因此一体式的亚硝化，厌氧氨氧化反应中溶解氧通常控制在0.3mg/L以下，来保证亚硝化，厌氧氨氧化菌均有较高的反应活性。 发明内容[0006] 针对高氨氮废水厌氧氨氧化反应溶解氧控制难，混合效果不佳，污泥流失等问题，为实现高氨氮、低碳氮比工业废水中氨氮和总氮的去除，本发明提供一种高氨氮废水的处理系统及处理方法，该处理系统为一体化结构，其通过气提来控制整个反应系统的溶解氧，实现一体式亚硝化、厌氧氨氧化反应，以协同去除高氨氮废水中氨氮和总氮；本发明的一体化气提厌氧氨氧化反应器集成度高，无需大量曝气，无需投加无机碳源，具有集成度高，能耗低等优点。 [0007] 本发明公开了一种高氨氮废水的处理系统，包括：池体；所述池体内沿废水的处理方向依次设有进水均质调节池、填料反应区、污泥沉淀区和气提区；所述进水均质调节池上设有进水口，所述填料反应区内设有厌氧氨氧化悬挂填料 且泥水混合物在所述填料反应区内以上下折流方式流动，所述污泥沉淀区的中部设有斜板，所述污泥沉淀区的底部设有污泥斗，所述斜板与污泥斗之间的区域与所述气提区的底部相连通，所述污泥斗的底部设有污泥回流出口，部分污泥经所述污泥回流出口回流至所述填料反应区的最前端，所述斜板的上方区域设有出水口；所述气提区底部设有气提装置，所述气提装置将气水混合物以气提的方式送入所述进水均质调节池内，在所述进水均质调节池内气水混合物与经所述进水口进入的高氨氮废水进行混合。 [0008] 作为本发明的进一步改进，所述填料反应区内设有多个交替间隔分布的第一导流板和第二导流板，所述第二导流板的顶部高于所述第一导流板的顶端，所述第一导流板和第二导流板将所述填料反应区分隔成多个填料反应子区，最上游的填料反应子区上设有污泥回流进口和连通所述进水均质调节池的布水孔，所述污泥回流进口与所述污泥回流出口相连；每个所述填料反应子区内均安装有厌氧氨氧化悬挂填料；所述第一导流板与池体的底部相连，所述第二导流板与池体的底部留有过流通道；上游填料反应子区内的泥水混合物经第二导流板底部的过流通道流入下游填料反应子区内，或者，上游填料反应子区内的泥水混合物经第一导流板顶部溢流至下游填料反应子区内；基于此，实现泥水混合物在所述填料反应区内以上下折流方式流动。 [0009] 作为本发明的进一步改进，所述第一导流板的下端设置导流墙，所述导流墙的倾斜角度为45 60°，防止污泥在直角区域沉降形成死区。~ [0010] 作为本发明的进一步改进，所述厌氧氨氧化悬挂填料采用方形亲水聚氨酯填料串联而成，所述厌氧氨氧化悬挂填料采用上部悬挂固定方式；方形亲水聚氨酯填料的内部孔径为1‑2mm，小孔径利于厌氧氨氧化污泥挂膜及形成颗粒化。 [0011] 作为本发明的进一步改进，所述填料反应区的末端通过过水槽与所述污泥沉淀区相连通，所述污泥沉淀区的斜板用于对污泥进行截留，所述污泥沉淀区下部为梯形污泥斗区域；沉淀池下方的污泥回流出口通过泵与填料反应区的污泥回流进口相连；通过斜板上方的清水出水口使出水自流进去下一单元；所述污泥沉淀区的污泥斗一侧设置有异型连通器，通过所述异型连通器与所述气提区的底部相连通，所述异型连通器的上方高度高于污泥斗的上方高度，用于减少污泥进入异型连通器，进而减少进入气提区的污泥量；其中，异型连通器由上方的竖直段和下方的倾斜段构成，倾斜段朝向所述气提区的底部倾斜。 [0012] 作为本发明的进一步改进，所述气提区沿进水流方向的宽度小于垂直进水流方向的长度，即宽度窄、长度长；所述气提装置为在所述气提区的长度方向的底部设置的长条形微孔曝气组件，所述微孔曝气组件与风机相连，风机可选用回转，罗茨风机等，通过风量调节气提回流水量以及整个填料反应区的溶解氧。 [0013] 本发明还提供一种高氨氮废水的处理方法，包括：步骤1、高氨氮废水经进水口进入进水均质调节池，在进水均质调节池内与气提区 的气提回流出水进行混合；其中，控制进水均质调节池的溶解氧为0.4 0.5mg/L；同时配套~ 碱液投加装置，控制进水均质调节池的pH为7.5 8.5，进水碱度大于4倍氨氮浓度； ~ 步骤2、经进水均质调节池后的废水溢流进入填料反应区，进行亚硝化和厌氧氨氧 化反应；其中，填料反应区包含少量悬浮的亚硝化污泥，厌氧氨氧化悬挂填料主要为厌氧氨氧化颗粒污泥；进入填料反应区的来水在折流的过程中连续进行反应，减少污泥沉降；其中，填料反应区的溶解氧控制在0.1 0.3mg/L，pH控制在7.5 8.5，保证亚硝化和厌氧氨氧化~ ~ 污泥活性； 步骤3、经厌氧氨氧化反应后的泥水混合物从填料反应区末端出水槽进入污泥沉 淀区，污泥进入泥斗内沉降，沉降后的污泥从污泥回流出口排出，并经污泥回流泵回流至填料反应区的前端进行污泥补充； 步骤4、污泥沉淀区经初步沉淀的污水，经过污泥斗上方至气提区下方的异型连通 器将污泥分离区中部废水流入气提区，该异型连通器在保证污泥沉降的同时，减少进入气提区的污泥，防止过渡曝气造成污泥失活；污泥沉淀区的斜板上方区域的清水经出水口排出； 步骤5、进入气提区的废水通过气提区释放的气量，将气提区内液位提升，气水混 合物通过溢流槽进入进水均质调节池与来水充分混合，进入后续循环反应，形成闭环。 [0014] 作为本发明的进一步改进，所述填料反应区内投加有亚硝化悬浮污泥，用于提供亚硝化和厌氧氨氧化菌种；所述填料反应区的泥水混合动力来自气提回流带来的动力以及上下折流带来的动力混合，实现高效混合的同时降低污泥沉降。 [0015] 作为本发明的进一步改进，所述填料反应区的溶解氧控制来源于气提回流带来的氧气量，通过气提量来调节厌氧氨氧化反应区溶解氧在0.1 0.3mg/L，保证亚硝化和厌氧氨~氧化反应的进行。 [0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、本发明的反应系统集进水、厌氧氨氧化填料反应区、污泥沉淀区、气提回流区、污泥回流和气提回流于一体，结构紧凑，高效集成； 2、本发明的填料反应区采用折流设计，分隔为多个联通的反应区域，通过翻折，提高泥水混合物和厌氧氨氧化悬挂填料的反应混合效率，进而提高厌氧氨氧化反应效率； 3、本发明的厌氧氨氧化悬挂填料采用串联组装，可提升式安装方式固定，便于安 装检修，待厌氧氨氧化填料富集后，也便于取出观察污泥颗粒化状态； 4、本发明通过控制气提曝气量来调节气提回流比进而控制溶解氧，根据前后端溶 解氧差异，将填料区从空间上实现各主反应区的分隔，使反应有序进行； 5、本发明仅在气提区设置曝气，填料区无曝气，减少了对填料的扰动，有助于颗粒污泥的富集和形成。 附图说明 [0017] 图1为本发明公开的高氨氮废水的处理系统的结构示意图；图2为图1中A‑A的示意图； 图3为图1中B‑B的示意图； 图4为图1中C‑C的示意图。 [0018] 图中：1、进水均质调节池；2、填料反应区；3、污泥沉淀区；4，气提区；5、厌氧氨氧化悬挂填料；6‑1、第一导流板；6‑2、第二导流板；7、导流墙；8、斜板；9、污泥斗；10、异型连通器；11、气提装置；12、进水口；13、污泥回流出口；14、出水口；15、污泥回流进口。 具体实施方式[0019] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0020] 下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：如图1‑4所示，本发明提供一种高氨氮废水的处理系统，包括：池体；所述池体内沿废水的处理方向依次设有进水均质调节池1、填料反应区2、污泥沉淀区3和气提区4；其中，本发明的进水均质调节池1上设有进水口12，高氨氮废水经进水口12进入进水均 质调节池1内，在进水均质调节池1内与气提区4气提回流的气水混合物混合。 [0021] 本发明的填料反应区2内设有厌氧氨氧化悬挂填料5且泥水混合物在所述填料反应区2内以上下折流方式流动。具体的：填料反应区2内设有多个交替间隔分布的第一导流板6‑1和第二导流板6‑2，第一导流板6‑1和第二导流板6‑2竖直设置且所述第二导流板6‑2的顶部高于所述第一导流板6‑1的顶端，所述第一导流板6‑1和第二导流板6‑2将所述填料反应区2分隔成多个填料反应子区，最上游的填料反应子区上设有污泥回流进口15和连通所述进水均质调节池1的布水孔，所述污泥回流进口15与污泥沉淀区3的污泥回流出口13相连；每个所述填料反应子区内均安装有厌氧氨氧化悬挂填料5，厌氧氨氧化悬挂填料5采用方形亲水聚氨酯填料串联而成，所述厌氧氨氧化悬挂填料采用上部悬挂固定方式；方形亲水聚氨酯填料的内部孔径为1‑2mm，小孔径利于厌氧氨氧化污泥挂膜及形成颗粒化。所述第一导流板6‑1与池体的底部相连，所述第二导流板6‑2与池体的底部留有过流通道；上游填料反应子区内的泥水混合物经第二导流板6‑2底部的过流通道流入下游填料反应子区内，或者，上游填料反应子区内的泥水混合物经第一导流板6‑1顶部溢流至下游填料反应子区内；基于此，实现泥水混合物在所述填料反应区内以上下折流方式流动。进一步，本发明的所述第一导流板6‑1的下端设置导流墙7，所述导流墙7的倾斜角度为45 60°，防止污泥在直~角区域沉降形成死区。 [0022] 本发明的污泥沉淀区3的中部设有斜板8，用于对污泥进行截留；所述污泥沉淀区3的底部设有梯形的污泥斗9，污泥斗9的底部设有污泥回流出口13，沉淀池下方的污泥回流出口13通过泵与填料反应区2的污泥回流进口15相连，部分污泥经所述污泥回流出口回流至所述填料反应区的最前端；所述斜板的上方区域设有出水口，通过斜板上方的清水出水口使出水自流进去下一单元；所述斜板8与污泥斗9之间的区域通过异型连通器10所述气提区的底部相连通，所述异型连通器的上方高度高于污泥斗的上方高度，用于减少污泥进入异型连通器，进而减少进入气提区的污泥量；其中，异型连通器由上方的竖直段和下方的倾斜段构成，倾斜段朝向所述气提区的底部倾斜；所述气提区4底部设有气提装置11，所述气提装置11将气水混合物以气提的方式送入所述进水均质调节池内，在所述进水均质调节池内气水混合物与经所述进水口进入的高氨氮废水进行混合。其中，所述气提区4沿进水流方向的宽度小于垂直进水流方向的长度，即宽度窄、长度长；所述气提装置11为在所述气提区的长度方向的底部设置的长条形微孔曝气组件，所述微孔曝气组件与风机相连，风机可选用回转，罗茨风机等，通过风量调节气提回流水量以及整个填料反应区的溶解氧。 [0023] 本发明提供一种高氨氮废水的处理方法，包括：步骤1、高氨氮废水经进水口进入进水均质调节池，在进水均质调节池内与气提区 的气提回流出水进行混合；其中，控制进水均质调节池的溶解氧为0.4 0.5mg/L；同时配套~ 碱液投加装置，控制进水均质调节池的pH为7.5 8.5，进水碱度大于4倍氨氮浓度； ~ 步骤2、经进水均质调节池后的废水溢流进入填料反应区，进行亚硝化和厌氧氨氧 化反应；其中，填料反应区包含少量悬浮的亚硝化污泥，厌氧氨氧化悬挂填料主要为厌氧氨氧化颗粒污泥；进入填料反应区的来水在折流的过程中连续进行反应，减少污泥沉降；其中，填料反应区的溶解氧控制在0.1 0.3mg/L，pH控制在7.5 8.5，保证亚硝化和厌氧氨氧化~ ~ 污泥活性； 步骤3、经厌氧氨氧化反应后的泥水混合物从填料反应区末端出水槽进入污泥沉 淀区，污泥进入泥斗内沉降，沉降后的污泥从污泥回流出口排出，并经污泥回流泵回流至填料反应区的前端进行污泥补充； 步骤4、污泥沉淀区经初步沉淀的污水，经过污泥斗上方至气提区下方的异型连通 器将污泥分离区中部废水流入气提区，该异型连通器在保证污泥沉降的同时，减少进入气提区的污泥，防止过渡曝气造成污泥失活；污泥沉淀区的斜板上方区域的清水经出水口排出； 步骤5、进入气提区的废水通过气提区释放的气量，将气提区内液位提升，气水混 合物通过溢流槽进入进水均质调节池与来水充分混合，进入后续循环反应，形成闭环。 [0024] 其中，所述填料反应区内投加有亚硝化悬浮污泥，用于提供亚硝化和厌氧氨氧化菌种；所述填料反应区的泥水混合动力来自气提回流带来的动力以及上下折流带来的动力混合，实现高效混合的同时降低污泥沉降。 [0025] 其中，所述填料反应区的溶解氧控制来源于气提回流带来的氧气量，通过气提量来调节厌氧氨氧化反应区溶解氧在0.1 0.3mg/L，保证亚硝化和厌氧氨氧化反应的进行。~ 实施例 [0026] 本发明提供一种低碳氮比高氨氮废水的脱氮反应器及处理方法，其中，低碳氮比高氨氮废水（C/N比小于2）为某制药行业厌氧出水，pH在7 8之间，COD在1100mg/L，氨氮在~600mg/L左右，总氮在650mg/L左右，碱度在2000mg/L左右，具体处理过程如下： S1、低碳氮比高氨氮废水通过泵从进水口12进入进水均质调节池1，在废水pH和碱 度合适条件下，无须投加液碱进行pH和碱度调节；通过进水口12进入的废水与气提区4曝气产生的气水混合物在进水均质调节池1内进行混合；其中，进水均质调节池1的溶解氧控制在0.3‑0.4mg/L左右。 [0027] S2、进水均质调节池1内混合的废水经上部溢流槽进入填料反应区2，填料反应区2内设有厌氧氨氧化悬挂填料5，填料反应区2内接种有亚硝化悬浮污泥，污泥浓度约为3000‑4000mg/L；厌氧氨氧化悬挂填料5上富集絮状和颗粒的厌氧氨氧化污泥，污泥浓度保持在 4000‑5000mg/L。 [0028] S3、进水与填料反应区2悬浮污泥混合，在水力推动以及第一导流板6‑1和第二导流板6‑2的作用下，带动泥水混合物在填料反应区多个区间内上下翻折混合反应，并与悬挂的厌氧氨氧化填料充分接触反应。经过连续混合反应后泥水混合物从填料区末端的出水槽进入污泥沉淀区3。 [0029] S4、填料反应区2前端溶解氧较高，在0.3‑0.4mg/L范围，有利于优先进行亚硝化反应，随着反应的进行溶解氧的消耗，填料反应区2后端溶解氧逐步降低到0.1‑0.3mg/L，则主要进行厌氧氨氧化反应，这也将厌氧氨氧化反应从空间上进行分隔，保证了反应的有效进行。 [0030] S5、进入污泥沉淀区3的污泥经斜板8截留后慢慢在污泥斗9内沉积，沉积的污泥经污泥回流出口13送回至生化反应前端污泥回流进口15，进行污泥补充，污泥回流量控制在1‑2倍进水量。 [0031] S6、经污泥沉淀区3泥水分离的清水氨氮85mg/L，总氮140mg/L，COD分别约740mg/L，出水直接排入下一级污水处理工艺。经过该反应器的处理，进水氨氮去除率可达到85%，总氮去除率达到75%以上，COD协同去除率在30%左右。 [0032] S7、部分清水经异型联通区进入气提区4，保证气提回流所需的水量。气提区底部的曝气膜片组件与风机相连，风机可变频调节风量，保证气提回流量及所需溶解氧量。气提作用形成的气水混合物密度降低，提升整个气提区液位，气水混合物越过气提区与进水均质调节池1之间的隔墙进入进水均质调节池1与高浓度的来水进行混合，进行循环反应去除。 [0033] S8、经过反应器连续循环运行实现对来水的处理，将水中大部分氨氮总氮去除，满足后续常规生化法处理要求。 [0034] 本发明的优点为：1、本发明的反应系统集进水、厌氧氨氧化填料反应区、污泥沉淀区、气提回流区、污泥回流和气提回流于一体，结构紧凑，高效集成； 2、本发明的填料反应区采用折流设计，分隔为多个联通的反应区域，通过翻折，提高泥水混合物和厌氧氨氧化悬挂填料的反应混合效率，进而提高厌氧氨氧化反应效率； 3、本发明的厌氧氨氧化悬挂填料采用串联组装，可提升式安装方式固定，便于安 装检修，待厌氧氨氧化填料富集后，也便于取出观察污泥颗粒化状态； 4、本发明通过控制气提曝气量来调节气提回流比进而控制溶解氧，根据前后端溶 解氧差异，将填料区从空间上实现各主反应区的分隔，使反应有序进行； 5、本发明仅在气提区设置曝气，填料区无曝气，减少了对填料的扰动，有助于颗粒污泥的富集和形成。 [0035] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈