一种基于两级SBR的高氮高浓度有机废水的处理工艺

摘要

本发明提供了一种基于两级SBR的高氮高浓度有机废水的处理工艺。所述工艺包括以下步骤：(1)固液分离；(2)沉淀；(3)厌氧处理；(4)厌氧沉淀池沉淀；(5)第一级序批式反应器处理；(6)第二级序批式反应器处理。该工艺脱氮效果优异、成本低、能耗低、操作难度小，能够显著提高高氮高浓度有机废水的氨氮去除率和总氮浓度去除率，在规模化养殖场粪便污水、屠宰废水、餐厨垃圾、垃圾渗滤液等高氮高浓度有机废水的处理中具有广阔的应用前景。

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种基于两级SBR的高氮高浓度有机废水的处理工艺。

背景技术

随着经济的飞速发展，规模化养殖场粪便污水、屠宰废水、餐厨垃圾、垃圾渗滤液等高氮高浓度有机废水的排放越来越多。鉴于国家对水环境质量约束性要求越来越高，采用低成本、高回收率的方法处理高氮高浓度有机废水成为了污水处理领域的研究重点之一。

对于高氮高浓度有机废水，一般采用厌氧消化工艺进行前处理，以去除绝大部分有机污染物，并同时回收能源——沼气。但是，厌氧消化产生的厌氧消化液(沼液)中仍然含有较高浓度的有机物，特别是高浓度的氨氮，不能完全农田利用需要排入水体时，应进行进一步的处理。

厌氧消化液是一种典型的高氮低碳的废水。高氮高浓度有机废水经过厌氧消化工艺以后，绝大部分有机物被降解，但是氨态氮(NH

研究发现，采用传统工艺对这种高氮低碳的厌氧消化液进行好氧处理的效果都比较差，COD去除率仅10％～40％，NH

为了提高对厌氧消化液这类高氮低碳废水的处理效果，人们想到加碱或添加外源有机物质的方法来改进，但是加碱或添加外源有机物质增加了处理设施、运行费用和操作强度。人们还想到加未经厌氧消化的原水来改进，但是，这种办法一方面会减少厌氧消化阶段沼气产量，另一方面会增加曝气量和污泥产量。在处理工艺方面，人们想到了采用具有良好脱氮性能的序批式活性污泥法(SBR)工艺，但是通常采用的单级SBR工艺难以调和高的转化效率与低的出水浓度之间的矛盾，改进效果有限。此外，人们还尝试采用短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮工艺进行氮的去除，但是，厌氧氨氧化污泥生长缓慢，短程硝化-厌氧氨氧化工艺不易调控，并且，理论上短程硝化-厌氧氨氧化工艺对总氮的去除效率只能达到89％，对于总氮300mg/L以上的废水，很难达到总氮排放标准。

因此，研究出一种脱氮效果优异、成本低、能耗低、操作难度小的工艺，对高氮高浓度有机废水处理具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于两级SBR的高氮高浓度有机废水的处理工艺。

本发明提供了一种高氮高浓度有机废水的处理工艺，所述工艺包括以下步骤：

(1)固液分离：将废水进行固液分离，去除废水中不溶解的颗粒物质、悬浮固体和漂浮物质，出水；

(2)沉淀：将步骤(1)出水送入沉淀池，进行沉淀，得到上层清液和下层沉淀物；

(3)厌氧处理：将步骤(2)所得下层沉淀物进行厌氧处理，出水；

(4)厌氧沉淀池沉淀：将步骤(3)出水送入厌氧沉淀池进行沉淀，将沉淀后的上清液排出；

(5)第一级序批式反应器处理：将步骤(4)排出的上清液送入第一级序批式反应器处理，出水；

(6)第二级序批式反应器处理：将步骤(5)出水和步骤(2)所得上层清液送入第二级序批式反应器处理，出水。

进一步地，步骤(1)中，所述进行固液分离的设备为固液分离机。

进一步地，步骤(2)中，所述沉淀的时间为2～4小时，优选为3小时。

进一步地，步骤(2)中，所述上层清液的体积为步骤(1)出水体积的40％～90％，优选为50％～80％；所述下层沉淀物的体积为步骤(1)出水体积的10％～60％，优选为20％～50％。

进一步地，步骤(4)中，所述沉淀的时间为3～5小时，优选为4小时。

进一步地，步骤(5)的处理过程中，氮负荷为0.15～1.2kg-N/m

进一步地，步骤(5)的处理过程中，曝气阶段溶解氧浓度为0.3～1.0mg/L，优选为0.6～0.8mg/L；步骤(6)的处理过程中，曝气阶段溶解氧浓度为0.5～3.0mg/L，优选为1.5～1.9。

进一步地，步骤(5)的处理过程中，污泥浓度3～10g/L，优选为4g/L；步骤(6)的处理过程中，污泥浓度为3～6g/L，优选为4g/L。

进一步地，步骤(5)的处理过程中，第一级序批式反应器培养有短程硝化-厌氧氨氧化和短程硝化-反硝化微生物菌群；步骤(6)的处理过程中，第二级序批式反应器中培养有短程硝化-厌氧氨氧化和短程硝化-反硝化微生物菌群。

进一步地，所述工艺还包括：将步骤(6)第二级序批式反应器处理后的出水深度处理，所述深度处理工艺为絮凝沉淀、氧化、膜分离中的一种或多种。

实验结果表明，本发明提供的基于两级SBR的高氮高浓度有机废水的处理工艺将厌氧处理与二级序批式活性污泥法(SBR)工艺结合，在本发明特定的处理顺序，特别是有机废水在厌氧处理和SBR工艺中的好氧处理、两级SBR之间的合理调配，以及两级SBR工艺特定的处理条件(特别是氮负荷和溶解氧浓度)下，脱氮效果优异、成本低、能耗低、操作难度小，能够显著提高有机废水的氨氮去除率和总氮浓度去除率。因此，本发明的废水处理工艺在规模化养殖场粪便污水、屠宰废水、餐厨垃圾、垃圾渗滤液等高氮高浓度有机废水的处理中具有广阔的应用前景。

显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

附图说明

图1为本发明基于两级SBR的有机废水处理流程示意图；其中，1表示集水池，2表示固液分离机，3表示沉淀池，4表示厌氧消化罐，5表示厌氧沉淀池，6表示第一级序批式反应器(第一级SBR反应器)，7表示第二级序批式反应器(第二级SBR反应器)，8表示鼓风机。

具体实施方式

本发明所用原料与设备均为已知产品，通过购买市售产品所得。

实施例1：基于两级SBR的高氮高浓度有机废水的处理工艺

按照图1所示处理流程示意图，对高氮高浓度有机废水进行处理，具体步骤如下：

1、固液分离

高氮高浓度有机废水(氨氮含量1500mg/L，总氮含量1800mg/L)进入污水处理站集水池，然后泵入固液分离机进行固液分离，去除废水中不溶解的颗粒物质、悬浮固体和漂浮物质，固液分离后的出水进入沉淀池沉淀。

2、沉淀池沉淀

固液分离后的出水进入沉淀池，沉淀3小时后，得到占沉淀池进水体积50％的下层沉淀物和占沉淀池进水体积50％的上层清液。将下层沉淀物泵入步骤3的厌氧消化罐进行厌氧处理，将上层清液送入步骤6的第二级序批式反应器(即第二级SBR反应器)。

3、厌氧处理

将上一步的下层沉淀物泵入厌氧消化罐后，进行厌氧处理，去除大部分有机物。厌氧处理出水进入厌氧沉淀池。

4、厌氧沉淀池沉淀

厌氧处理出水进入厌氧沉淀池，沉淀4小时后，将上清液送入第一级序批式反应器(即第一级SBR反应器)。

5、第一级序批式反应器处理

步骤4的厌氧沉淀上清液进入第一级序批式反应器后，控制氮负荷为0.2kg-N/m

经第一级序批式反应器处理后，出水送入第二级序批式反应器。

6、第二级序批式反应器处理

将步骤5的第一级序批式反应器出水和步骤2的上层清液一同排入第二级序批式反应器，控制氮负荷为0.12kg-N/m

经第二级序批式反应器处理后，出水。检测出水发现，此时高氮高浓度有机废水的氨氮去除率大于99％，总氮去除率大于98％。

最后将第二级序批式反应器处理后的出水经过深度处理(如絮凝沉淀、氧化或膜分离)后达标排放。

以下通过实验例证明本发明的有益效果。

实验例1：本发明处理工艺的废水处理效果

1、实验方法

参照实施例1的处理工艺，按照表1所示参数更改处理过程中的1个或多个步骤的处理条件，其它条件与实施例1相同，对高氮高浓度有机废水进行处理。收集处理前的高氮高浓度有机废水和步骤6第二级序批式反应器处理后的出水，分别测试其中的氨氮浓度、总氮浓度。

表1不同的废水处理工艺

2、实验结果

表2不同的处理工艺下的废水处理效果对比

结果如表2所示。可以看出，对于氨氮浓度为1500mg/L、总氮浓度为1800mg/L的高氮高浓度有机废水，经过本发明特定顺序的废水处理工艺，在本发明两级SBR工艺中特定的氮负荷和溶解氧浓度下，废水的氨氮去除率高达98.0％以上，总氮去除率高达93％以上。

综上，本发明提供了一种基于两级SBR的高氮高浓度有机废水的处理工艺，该工艺包括以下步骤：(1)固液分离；(2)沉淀；(3)厌氧处理；(4)厌氧沉淀池沉淀；(5)第一级序批式反应器处理；(6)第二级序批式反应器处理。该工艺脱氮效果优异、成本低、能耗低、操作难度小，能够显著提高高氮高浓度有机废水的氨氮去除率和总氮浓度去除率，在规模化养殖场粪便污水、屠宰废水、餐厨垃圾、垃圾渗滤液等高氮高浓度有机废水的处理中具有广阔的应用前景。