[發明專利]一種天然橡膠加工廢水深度生物脫氮裝置和方法

有效

• 申請號: 201811570825.1
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109650540B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 馬斌;彭永臻;委燕;葛成軍;徐文
• 申請（專利權）人: 海南大學;北京工業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 季英健

1.一種天然橡膠加工廢水深度生物脫氮裝置，其特征在于：設有廢水水箱（1）、厭氧產甲烷反應器（2）、除有機物反應器（3）、1#沉淀池（4）、AOAO反應器（5）、2#沉淀池（6）、產酸池（7）；廢水水箱（1）設有溢流管（1.1）和放空管（1.2）；廢水水箱（1）通過厭氧產甲烷反應器進水泵（2.1）和厭氧產甲烷反應器進水閥（2.2）與厭氧產甲烷反應器（2）相連接，厭氧產甲烷反應器（2）呈柱形，頂端設有三相分離器（2.4），且頂端排放H₂S和CH₄，側面設有取樣口（2.3）；厭氧產甲烷反應器（2）通過厭氧產甲烷反應器出水管（2.5）與除有機物反應器（3）相連接；除有機物反應器（3）分為高氧生物再生段（3.1）和低氧生物吸附段（3.2），并設有曝氣頭（3.6），由空壓機（3.3）提供氧氣，并通過氣體流量計（3.4）和氣量調節閥（3.5）控制曝氣量；除有機物反應器（3）通過除有機物反應器出水管（3.7）與1#沉淀池（4）相連接，1#沉淀池（4）的沉淀污泥部分通過1#沉淀池回流污泥閥（4.2）和1#沉淀池回流污泥泵（4.3）回流至高氧生物再生段（3.1），部分通過1#沉淀池產酸污泥閥（4.5）和1#沉淀池產酸污泥泵（4.6）進入產酸池（7）進行發酵，剩余污泥通過1#沉淀池剩余污泥排放閥（4.4）排放；1#沉淀池出水管（4.1）通過AOAO反應器進水泵（5.1）和AOAO反應器進水閥（5.2）與AOAO反應器（5）相連接，AOAO反應器（5）分為六個格室，按照水流方向上下交錯設置過水孔連接各個格室，第一、二格室為缺氧區，填充反硝化厭氧氨氧化生物膜（5.3），并設有攪拌器（5.4），利用廢水中剩余有機物和發酵液中的VFAs作為外碳源，發生反硝化和厭氧氨氧化反應；第三、四格室為好氧區，設有曝氣頭（3.6），由空壓機（3.3）提供氧氣，并通過氣體流量計（3.4）和氣量調節閥（3.5）控制曝氣量，主要發生硝化反應，去除部分氨氮；第五格室為缺氧區，利用污泥中儲存的有機物，發生內源反硝化和厭氧氨氧化反應；第六格室為曝氣吹脫區，實現短時曝氣吹脫污泥中的N₂，促進2#沉淀池（6）的泥水分離效果；AOAO反應器（5）出水部分通過AOAO反應器出水管（5.5）進入2#沉淀池（6），部分作為硝化液通過硝化液回流閥（5.6）和硝化液回流泵（5.7）進入AOAO反應器（5）前端缺氧區；2#沉淀池（6）的沉淀污泥部分通過2#沉淀池回流污泥閥（6.3）和2#沉淀池回流污泥泵（6.4）回流至AOAO反應器（5）前端缺氧區，部分通過2#沉淀池產酸污泥閥（6.5）和2#沉淀池產酸污泥泵（6.6）進入產酸池（7）進行發酵，剩余污泥通過2#沉淀池剩余污泥排放閥（6.2）排放，2#沉淀池上清液作為最終處理水通過2#沉淀池出水管（6.1）排放；

產酸池（7）設有攪拌器（5.4），主要發生厭氧發酵產酸反應，上清液中富含揮發性有機酸（VFAs），并通過發酵液回流閥（7.1）和發酵液回流泵（7.2）進入AOAO反應器（5）前段缺氧區，VFAs可作為反硝化反應的優質碳源，強化深度脫氮效果。

2.根據權利要求1所述的天然橡膠加工廢水深度生物脫氮裝置實現天然橡膠加廢水的能源回收和高效脫氮的方法，其特征包括以下內容：

1）啟動系統：接種具有良好厭氧產甲烷活性的顆粒污泥到厭氧產甲烷反應器，污泥濃度為10000-15000mg/L；接種具有良好活性的污泥到除有機物反應器，使得高氧生物再生段和低氧生物吸附段污泥濃度分別達到1000-2000mg/L和500-1000mg/L；接種具有良好反硝化厭氧氨氧化活性的生物膜到AOAO反應器的缺氧區，填充比為80-100%；接種具有良好硝化活性的污泥到AOAO反應器的好氧區，污泥濃度為3000-4000mg/L；

2）運行時調節操作如下：

2.1）厭氧產甲烷反應器COD負荷率8-12kg/m³/d，水力停留時間為25-40h；

2.2）除有機物反應器，污泥齡控制在0.5-1.5d，COD負荷率1-3kg/m³/d，高氧生物再生段DO濃度為2-5 mg/L，低氧生物吸附段DO濃度為0-0.5 mg/L；

2.3）1#沉淀池污泥回流比為50-100%；

2.4）AOAO反應器，用于反硝化厭氧氨氧化的缺氧區水力停留時間為3-6h，用于硝化的好氧區水力停留時間為6-10h，用于內源反硝化厭氧氨氧化的缺氧區水力停留時間為6-10h，用于短時吹脫曝氣的曝氣吹脫區水力停留時間為10-30min，好氧硝化區DO為1-2mg/L；

2.5）硝化液內回流比為200-300%，當系統出水硝態氮濃度大于15 mg/L時，提高硝化液內回流比，當系統出水硝態氮濃度小于8 mg/L時，降低硝化液內回流比；

2.6）2#沉淀池污泥回流比為50-100%；

2.7）產酸池水力停留時間為12-24h，COD容積負荷率為4-8kg/m³/d。