[發明專利]一種有機氮工業廢水高效生物處理系統及其工藝

有效

• 申請號: 202010139372.8
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111268799B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 胡海冬;廖可薇;任洪強;朱燕
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F101/16;C02F101/38
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 劉婷

1.一種有機氮工業廢水高效生物處理系統，其特征在于，包括依次串聯的復合式水解酸化池（1）、上流式厭氧污泥床過濾器（2）、低壓電強化生物反應池（3）和二沉池（4），

所述復合式水解酸化池（1）底部設有多點式布水系統一（11）、潛水泵（12）和排泥裝置一（13），中部設有懸掛有軟性填料（15）的填料支架（115），頂部設有帶有三角堰（114）的匯水槽（16），所述匯水槽（16）上設有連接至所述上流式厭氧污泥床過濾器（2）的導流管一（17），

所述上流式厭氧污泥床過濾器（2）內底部設有多點式布水系統二（21）和排泥裝置二（23），中部通過帶孔隔板（22）固定有組合式填料（25），頂部設有氣體收集裝置（26）和溢流槽（27），所述溢流槽（27）內設有溢流堰（214），溢流槽（27）2-14通過導流管二（215）連接至所述低壓電強化生物反應池（3）；

所述低壓電強化生物反應池（3）為合建式，包括A1段（319）、O1段（320）、A2段（321）、O2段（322），每段間通過隔墻（31）隔開，隔墻（31）中部開有出水孔（32）以維持過水斷面，所述A1段（319）前端上部設有進水口（33）與導流管二（215）相連，A1段（319）底部設有污泥回流管（34）；O1段（320）和O2段（322）內均設有多組低壓電強化裝置（35），且底部設有曝氣裝置（36），O2段（322）的中部還設有連接至A1段（319）的內回流管（37），以及連接至所述二沉池（4）的出水管（38）；

所述低壓電強化裝置（35）包括鐵絲網陽極板（39）、碳纖維刷陰極棒（310）、箱形支撐框（311）和外部電路（312），所述箱形支撐框（311）為絕緣材料，箱形支撐框（311）包括框架（313），所述框架（313）的前后側面設有多孔板結構的前支撐板（314）、后支撐板（315），所述前支撐板（314）、后支撐板（315）與箱形支撐框（311）底部形成內部空腔（317），用于固定所述鐵絲網陽極板（39），在前支撐板（314）、后支撐板（315）的頂部橫向連接有兩個頂端孔板（316），所述頂端孔板（316）上設有多個貫通孔（318），用于垂直插入所述碳纖維刷陰極棒（310），每組低壓電強化裝置（35）通過鈦絲串聯多個碳纖維刷陰極棒（310），并與鐵絲網陽極板（39）、外部電路（312）形成回路；

所述鐵絲網陽極板（39）與碳纖維刷陰極棒（310）相互平行，每組低壓電強化裝置（35）中鐵絲網陽極板（39）的面積與碳纖維刷陰極棒（310）的截面積比為3:1-5:1；鐵絲網陽極板（39）與碳纖維刷陰極棒（310）的距離為120mm-180mm；所述外部電路（312）電流為直流電，電壓大小為4V-6V；

所述A1段（319）容積占比A1段（319）與O1段（320）總容積的35%-55%；所述A2段（321）容積占比A2段（321）與O2段（322）總容積的55%-65%；

所述軟性填料（15）為長方形布狀軟性聚丙烯纖維材料，總寬為15mm-30mm，毛圈區寬為10mm-25mm，比表面積為120 m3/g -180 m3/g；

所述帶孔隔板（22）的孔洞總面積為孔板面積的45%-60%；所述組合式填料（25）由塑料彈性圓環內圈與醛化纖維束外圈組成，比表面積為260m2/m3-320 m2/m3，圓環外徑為10mm-15mm，片距為45mm-65mm，束間距離為35mm-50mm。

2.一種基于權利要求1所述處理系統的有機氮工業廢水高效生物處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將有機氮工業廢水經格柵處理，所述有機氮工業廢水的水質特征包括總氮濃度為250mg/L-2000mg/L，COD濃度為2000mg/L-20000mg/L，pH為5.0-9.0；由多點式布水系統一（11）控制進入復合式水解酸化池（1），控制池中pH為5.0-9.0，水力停留時間為8h-12h，污泥濃度為3.5g/L-8.0g/L，污泥停留時間為15d-20d；通過池中的潛水泵（12）使污泥與廢水充分接觸，污泥區中的水解菌和產酸菌提高廢水的可生化性，再經軟性填料（15）上的生物膜進一步降解廢水，并截留微生物和懸浮顆粒，上清液至匯水槽（16）收集后經導流管一（17）流出；

步驟二：由所述導流管一（17）流出的廢水經多點式布水系統二（21）控制進入上流式厭氧污泥床過濾器（2），控制pH為6.5-8.0，水力停留時間為6h-10h，控制池中污泥濃度為12g/L-30g/L，污泥停留時間為15d-20d；填料區的組合式填料（25）可截留由廢水沖出的微生物和懸浮顆粒；出水的沼氣經過氣體收集裝置（26）收集；處理后的廢水由溢流槽（27）收集后經導流管二（215）流出；

步驟三：由導流管二（215）流出的廢水經進水口（33）進入低壓電強化生物反應池（3）的A1段（319），同時O2段（322）泥水混合液經內回流管（37）回流至A1段（319），內回流比為200%-400%；控制低壓電強化生物反應池（3）污泥濃度為3.5g/L-4.5g/L，污泥停留時間為15d-20d；控制A1段（319）與A2段（321）水力停留時間為8h-12h，溶解氧濃度為0.2mg/L-0.5mg/L；控制O1段（320）與O2段（322）水力停留時間為6h-10h，溶解氧濃度為2.5mg/L-4.0mg/L；水流在A1段（319）和A2段（321），在缺氧條件下，反硝化菌進行反硝化反應；在01段（320）和O2段（322）的低壓電強化裝置（35）中，鐵絲網陽極板（39）產生的亞鐵離子與碳纖維刷陰極棒（310）產生的氫氣作為反硝化反應中的電子供體從而提高反硝化效率，O1段（320）和O2段（322）的污泥區中在好氧條件下發生硝化反應；處理后的廢水由O2段（322）后端池壁上部出水管（38）進入二沉池（4）實現泥水分離，得到最終出水；二沉池（4）中污泥回流至低壓電強化生物反應池（3）的A1段（319），污泥回流比為50%-100%，另一部分通過排泥管排出。