[发明专利]一种处理高浓度含氮废水的方法及实现该方法的反应器

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种处理高浓度含氮废水的新型反应器。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，人口的持续增长，工业发展持续加速，随之带来的废水排放量也呈现日益提高的趋势。含有高浓度氮元素的工业废水或者生活废水对环境造成的不利影响有：1、水体富营养化，氮元素会引起藻类过度繁殖，恶化水质，破坏水体生态环境；2、增加给水处理的成本，水体中的过量氮会增加给水处理时氯的投加量；3、还原态氮排入水体会发生硝化作用，消耗水中的溶解氧，引起水质恶化；4、还原态氮对人及生物有毒害作用；5、农业灌溉用水总氮含量超过1mg/L时，作物吸收过量的氮，能够产生贫青倒伏现象。

传统的活性污泥法废水处理系统，由于水力停留时间、泥龄等原因，导致硝化作用好反硝化作用很不完全，总氮(TN)的去除率仅在10％～30％之间。所以想要进行全程脱氮就必须对原有活性污泥工艺进行改造。传统的脱氮技术有以下几种。

1.传统硝化反硝化工艺

传统硝化反硝化工艺脱氮处理过程包括硝化和反硝化两个阶段。在将有机氮转化为氨氮的基础上，硝化阶段是将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮的过程；反硝化阶段是利用外加碳源，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气的过程。两个阶段相对独立，都有各自的反应段和沉淀段和污泥回流系统。传统硝化反硝化工艺能实现脱氮，但构筑物多，投资高管理复杂。同时反硝化利用的碳源均为外加碳源，产生的碱度不能充分利用，运行费用高。

2.A/O工艺

也即是缺氧-好氧活性污泥法脱氮工艺，是在80年代初开创的工艺流程，其主要特点是将反硝化反应器放置在系统最前端，所以它又被称作前置反硝化生物脱氮系统。该工艺的特点是，原废水先进入缺氧池，再进入好氧池，并将好氧池的混合液与沉淀池的污泥同时回流到缺氧池。污泥和好氧池回流液的回流保证了缺氧池和好氧池有足够数量的微生物并使缺氧池得到好氧池中硝化产生的硝酸盐。原废水与混合液的直接进入，又为缺氧池反硝化提供了充足的碳源有机物，使反硝化反应能在缺氧池中得以进行。反硝化反应和的出水又可在好氧池中进行BOD₅的进一步讲解和硝化作用，反硝化中生成的碱度可补偿硝化反应消耗的碱度的一半左右。该工艺流程简单，装至少，因此，基建费用和运行费用均较低，但要求废水中有一定的C/N比。但由于处理出水来自硝化反应器，因此，处理水中含有一定浓度的硝酸盐，如果沉淀池运行不当，在沉淀池内还会发生反硝化现象，污泥上浮，处理水质恶化。因此，在高浓度的氨氮废水中，C/N的比例较低限制了该工艺的运行。

3.短程硝化反硝化

短程硝化反硝化又称亚硝化反硝化，把硝化反应过程控制在氨氧化产生NO₂^-的阶段，阻止NO₂^-进一步氧化，直接以NO₂^-作为菌体呼吸链氢受体进行反硝化。此过程减少了亚硝化盐氧化成硝酸盐，然后硝酸盐在还原成硝酸盐两个反应的发生，降低了需氧量、反硝化过程中有机碳的投入量，降低了能耗和运行费用。实现短程硝化与反硝化的关键是抑制硝化菌的活性而使NO₂^-得到积累。完全的短程硝化反硝化尚处于机理研究阶段，由于受控制条件所限，目前我国在应用上尚处于实验室研究及小试阶段，在工程上目前尚无报道。

发明内容

针对高浓度含氮废水处理处置困难的问题，本发明提供了一种新型的组合式折流板反应器，能实现较好的总氮和总有机物去除率，具有构造简单，管理方便，运行和建设成本较低的特点。

本发明采用的解决方案是：

一种处理高浓度含氮废水的方法，将高浓度含氮废水依次通过缺氧段、厌氧段及好氧段，处理过程整体上呈现推流式。

实现所述方法的反应器，由六个串联的段组成，分别为缺氧段-厌氧段-好氧段-缺氧段-厌氧段-好氧段。

所述的厌氧段是密封的；所述的好氧段的底部设有曝气装置。

所述缺氧段、厌氧段及好氧段的体积比例为2∶5∶3。

所述的每一段至少包括一竖向分隔挡板，该分隔挡板的上端高度低于反应器所容纳废水的水面界线，该分隔挡板的底部与反应器底部连接使得废水只能从分隔挡板上部流过而无法从分隔挡板底部流过；在由竖向分隔挡板分隔构成的单元中再设置至少一竖向导流挡板，将该单元分隔成为两个更小的空间。