[发明专利]一种煤气化废水生物脱氮系统和方法

说明书

本发明提供一种煤气化废水生物脱氮系统和方法，实现氨氮和总氮的深度去除，减少构筑物占地面积，降低运行和建设成本。一种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。本发明的系统和方法结合了固定化微生物技术及厌氧氨氧化技术的优势，提升系统整体脱氮能力，无需污泥回流和硝化液回流，容积负荷高，占地面积小，节省氧气和有机碳源。

技术领域

本发明涉及一种煤气化废水处理系统和方法，特别涉及一种煤气化废水生物脱氮系统和方法。

背景技术

煤气化在我国能源化工领域占有重要地位，但废水治理已成为制约该产业发展的关键问题。固定床、流化床及气流床三种气化工艺所产生的废水水质并不相同，但共同点是氨氮及COD含量高。国内外普遍采用预处理+生物处理+深度处理的工艺路线处理煤气化废水，氨氮的去除主要在生物处理单元实现，而常规的生物处理工艺基本上都是以活性污泥法为主体，利用传统原理脱氮，将硝化及反硝化限制在不同反应器或不同时间段，存在工艺流程复杂、附属构筑物多、运行成本高、总氮去除效果差，氨氮去除效果不稳定等诸多问题。目前，较为高效且节能的脱氮技术包括同步硝化反硝化、短程硝化反硝化及厌氧氨氧化技术，但这些技术都存在环境因素控制成本高，深度脱氮能力弱的问题。煤气化废水氨氮浓度高，水质波动大，通过同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、及厌氧氨氧化技术的集成运用，可以充分利用原水中的有机碳源，提高处理效果，减少构筑物占地面积，降低运行和建设成本。

因此，如何提供一种煤气化废水生物脱氮系统和方法，以实现氨氮及总氮的深度去除，降低建设及运行成本是本领域目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤气化废水生物脱氮系统和方法，灵活运用同步硝化反硝化、短程硝化反硝化及厌氧氨氧化技术，实现氨氮和总氮的深度去除，减少构筑物占地面积，降低运行和建设成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种煤气化废水生物脱氮系统，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；

所述非定向脱氮装置内部设置有复合载体。

作为优选，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。较为合适的方案为第一多孔载体为边长50mm的立方体，外部球体直径150mm，第二多孔载体为边长30mm立方体，第三多孔载体为边长30mm立方体。