[发明专利]一种煤气化废水生物脱氮系统和方法

权利要求书

1.一种煤气化废水生物脱氮系统，其特征在于：该煤气化废水生物脱氮系统包括短程硝化反硝化装置、厌氧氨氧化装置、非定向脱氮装置、碳源投加装置和水质在线监测装置，所述短程硝化反硝化装置、厌氧氨氧化装置、非定向脱氮装置依次通过管路相连，管路上设有多个与水质在线监测装置相连的监测点，所述短程硝化反硝化装置设置有从总进水管分出的第一进水支管，所述厌氧氨氧化装置设置有从总进水管分出的第二进水支管，短程硝化反硝化装置通过第一出水管与厌氧氨氧化装置连通，厌氧氨氧化装置与非定向脱氮装置通过第二出水管连通，所述非定向脱氮装置还设有第三出水管，所述碳源投加装置与第二出水管通过管路相连；

所述短程硝化反硝化装置内部沿废水水流方向依次设有紊动床反应区和固定床反应区，紊动床反应区设置有第一多孔载体，固定床反应区设置有复合载体，紊动床反应区下部设有中部曝气装置，固定床反应区下部设有底部曝气装置，所述短程硝化反硝化装置设有与紊动床反应区和固定床反应区相接的辅助反应组件；

所述辅助反应组件包括主轴和与主轴连接的驱动电机、紊动床旋转篮和固定床旋转篮，驱动电机设于短程硝化反硝化装置顶部，驱动电机下部设有主轴，主轴伸入短程硝化反硝化装置内部，主轴在与紊动床反应区相接的部位设有网格状表面的紊动床旋转篮，紊动床旋转篮的底部位于中部曝气装置上方，主轴在与固定床反应区相接的部位设有网格状表面的固定床旋转篮，固定床旋转篮的底部位于底部曝气装置上方；

所述非定向脱氮装置内部设置有复合载体，复合载体表面附着亚硝化菌，复合载体内部附着反硝化菌。

2.根据权利要求1所述的一种煤气化废水生物脱氮系统，其特征在于：所述第一多孔载体为孔径1.1~3mm的立方体，第一多孔载体在所述紊动床反应区中的填充率为60%~65%；所述复合载体包括外部球体、第二多孔载体和第三多孔载体，外部球体为网格状空心球，空心球的网格为边长10~15mm的四边形，第二多孔载体为孔径0.7~0.8mm的立方体，第三多孔载体为孔径0.4~0.5mm的立方体。

3.根据权利要求1所述的一种煤气化废水生物脱氮系统，其特征在于：所述多个监测点分别设于第一进水支管、第一出水管和第二出水管上。

4.根据权利要求1所述的一种煤气化废水生物脱氮系统，其特征在于：所述短程硝化反硝化装置底部设有排泥管。

5.一种采用权利要求1所述的煤气化废水生物脱氮系统进行煤气化废水生物脱氮的方法，其特征在于该方法具体包括以下步骤：

①通过对底部曝气装置和中部曝气装置曝气量的调整来控制紊动床反应区溶解氧浓度保持在1.1~1.5mg/L、固定床反应区溶解氧浓度保持在0.6~1mg/L，中部曝气装置为间歇曝气，持续曝气时间根据溶解氧浓度监测值确定，所述第一多孔载体及所述复合载体表面附着亚硝化菌，所述复合载体内部附着反硝化菌，通过反应区、曝气方式及多规格载体的设置，在所述短程硝化反硝化装置中完成亚硝酸氮的积累和部分反硝化；

②在所述厌氧氨氧化装置中，第一出水管流入的亚硝酸氮与第一出水管流入的氨氮及第二进水支管流入的氨氮进行厌氧氨氧化反应；

③非定向脱氮装置中的复合载体表面附着亚硝化菌，复合载体内部附着反硝化菌，当所述厌氧氨氧化装置出水氨氮浓度大于亚硝酸氮与硝酸氮浓度的和，控制所述非定向脱氮装置溶解氧浓度保持在1.1~1.5mg/L，非定向脱氮装置通过同步硝化反硝化方式脱氮，去除氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮和有机物，当所述厌氧氨氧化装置出水氨氮浓度小于亚硝酸氮与硝酸氮浓度的和，控制所述非定向脱氮装置溶解氧浓度保持在0.6~1mg/L，非定向脱氮装置以反硝化作用为主，去除亚硝酸氮、硝酸氮和有机物；非定向脱氮过程中利用所述碳源投加装置向所述非定向脱氮装置适量投加易降解有机碳源，为反硝化反应补充碳源。

6.根据权利要求5所述的煤气化废水生物脱氮的方法，其特征在于：所述第一进水支管流入所述短程硝化反硝化装置的废水占总废水量的60%~65%，所述第二进水支管流入所述厌氧氨氧化装置的废水占总废水量的35%~40%。