[發明專利]一種污廢水的深度脫氮系統與方法

在審

• 申請號: 201811062647.1
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN110894123A
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 陳洪斌;江海鑫;汪琪;唐賢春;戴曉虎
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 金彥;許亦琳

本發明提供一種污廢水的深度脫氮系統及方法，所述深度脫氮系統包括依次流體連通的臭氧催化氧化反應器、懸浮填料生物深度脫氮反應器，所述懸浮填料生物深度脫氮反應器包括依次流體連通的硝化單元、反硝化單元和后氧化單元，所述硝化單元、反硝化單元和后氧化單元內均設有懸浮填料。本發明的污廢水的深度脫氮系統及方法能夠將總氮降低至3～5mg/L或更低，遠高于一級A排放標準，達到或接近地面水準四類水質要求或者行業廢水綜合排放的總氮特別限值要求。

技術領域

本發明屬于工業廢水處理領域，具體涉及一種污廢水的深度脫氮系統及方法，將污水中絕大部分凱氏氮轉化為氮氣，實現高效深度脫氮，從而使出水達到日趨嚴格的出水標準。

背景技術

傳統的污/廢水生物脫氮除磷工藝如AAO等能夠去除大部分氮，一般可以達到一級排放標準。為強化總氮去除，污水生物處理時優先考慮生物脫氮，除磷則以化學除磷為主，生物除磷為輔，以確保達到一級A或更高的排放標準。隨著國家和地方對于污水廠出水水質要求的不斷提高，許多地區的受納水體氮容量有限，要求外排水的總氮必須達到地面水準四類或準三類水質，也即，總氮的濃度需大幅降低到5mg/L或更低，有效地控制和降低污水廠尾水的氮十分必要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，針對常規生物脫氮系統的出水總氮仍然偏高、尤其是難生物降解有機氮偏高等問題，提出一種污廢水的深度脫氮系統及方法。所述深度脫氮系統包括依次流體連通的臭氧催化氧化反應器、懸浮填料生物深度脫氮反應器，所述懸浮填料生物深度脫氮反應器包括依次流體連通的硝化單元、反硝化單元和后氧化單元，所述硝化單元、反硝化單元和后氧化單元內均設有懸浮填料。所述深度脫氮方法包括如下步驟：1)在臭氧和催化劑作用下，污廢水中有機氮經臭氧催化氧化轉化為氨氮；2)將步驟1)處理得到的污廢水在懸浮填料表面生長的硝化細菌作用下，氨氮硝化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮；3)將步驟2)處理得到的污廢水在懸浮填料表面反硝化細菌和外碳源作用下，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮還原為氮氣；4)將步驟3)處理得到的污廢水在懸浮填料表面異養菌作用下，殘余的外碳源氧化為二氧化碳。所述污廢水的深度脫氮系統及方法能夠將常規生化處理后的總氮降低至3～5mg/L，遠優于一級A排放標準，達到或接近地面水準四類水質要求或者行業廢水綜合排放的總氮特別限值要求。與折點加氯法、離子交換法和膜分離法等物理化學相比，本發明的技術成熟，運行穩定可靠，且綜合成本低。與反硝化生物濾池相比，無須建造反沖洗設施和頻繁地反沖洗，大幅節省建造成本和運行成本，且操作簡單。與人工濕地相比，設施安排緊湊，占地面積小。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明第一方面提供一種污廢水的深度脫氮系統，包括依次流體連通的臭氧催化氧化反應器、懸浮填料生物深度脫氮反應器，所述懸浮填料生物深度脫氮反應器包括依次流體連通的硝化單元、反硝化單元和后氧化單元，所述硝化單元、反硝化單元和后氧化單元內均設有懸浮填料。

懸浮填料的材料為聚乙烯、聚丙型或聚氨酯等的一種，比表面積為500～1000m²/m³。懸浮填料的形狀為柱狀、輪狀、片狀和球狀中的一種。懸浮填料為親水改性懸浮填料。

若硝化單元、反硝化單元和后氧化單元是合建，相鄰單元通過擋板隔開，擋板上設有孔洞，硝化單元的污廢水通過擋板上的孔洞依次通過反硝化單元和后氧化單元。若硝化單元、反硝化單元和后氧化單元為分開建，在能滿足重力自流的條件下，硝化單元的污廢水通過溢流依次通過反硝化單元和后氧化單元，不能滿足自流則通過水泵提升依次通過反硝化單元和后氧化單元。

優選地，所述臭氧催化氧化反應器包括臭氧發生單元、催化氧化單元和用于將臭氧與污廢水混合的混合單元，所述臭氧發生單元、混合單元和催化氧化單元依次連通。

優選地，所述硝化單元內設有曝氣組件，硝化單元由曝氣組件提供溶解氧，同時混合懸浮填料和污廢水。

優選地，還包括如下技術特征中的至少一項：