[发明专利]一种有机氮工业废水高效生物处理系统及其工艺

权利要求书

1.一种有机氮工业废水高效生物处理系统，其特征在于，包括依次串联的复合式水解酸化池（1）、上流式厌氧污泥床过滤器（2）、低压电强化生物反应池（3）和二沉池（4），

所述复合式水解酸化池（1）底部设有多点式布水系统一（11）、潜水泵（12）和排泥装置一（13），中部设有悬挂有软性填料（15）的填料支架（115），顶部设有带有三角堰（114）的汇水槽（16），所述汇水槽（16）上设有连接至所述上流式厌氧污泥床过滤器（2）的导流管一（17），

所述上流式厌氧污泥床过滤器（2）内底部设有多点式布水系统二（21）和排泥装置二（23），中部通过带孔隔板（22）固定有组合式填料（25），顶部设有气体收集装置（26）和溢流槽（27），所述溢流槽（27）内设有溢流堰（214），溢流槽（27）2-14通过导流管二（215）连接至所述低压电强化生物反应池（3）；

所述低压电强化生物反应池（3）为合建式，包括A1段（319）、O1段（320）、A2段（321）、O2段（322），每段间通过隔墙（31）隔开，隔墙（31）中部开有出水孔（32）以维持过水断面，所述A1段（319）前端上部设有进水口（33）与导流管二（215）相连，A1段（319）底部设有污泥回流管（34）；O1段（320）和O2段（322）内均设有多组低压电强化装置（35），且底部设有曝气装置（36），O2段（322）的中部还设有连接至A1段（319）的内回流管（37），以及连接至所述二沉池（4）的出水管（38）；

所述低压电强化装置（35）包括铁丝网阳极板（39）、碳纤维刷阴极棒（310）、箱形支撑框（311）和外部电路（312），所述箱形支撑框（311）为绝缘材料，箱形支撑框（311）包括框架（313），所述框架（313）的前后侧面设有多孔板结构的前支撑板（314）、后支撑板（315），所述前支撑板（314）、后支撑板（315）与箱形支撑框（311）底部形成内部空腔（317），用于固定所述铁丝网阳极板（39），在前支撑板（314）、后支撑板（315）的顶部横向连接有两个顶端孔板（316），所述顶端孔板（316）上设有多个贯通孔（318），用于垂直插入所述碳纤维刷阴极棒（310），每组低压电强化装置（35）通过钛丝串联多个碳纤维刷阴极棒（310），并与铁丝网阳极板（39）、外部电路（312）形成回路；

所述铁丝网阳极板（39）与碳纤维刷阴极棒（310）相互平行，每组低压电强化装置（35）中铁丝网阳极板（39）的面积与碳纤维刷阴极棒（310）的截面积比为3:1-5:1；铁丝网阳极板（39）与碳纤维刷阴极棒（310）的距离为120mm-180mm；所述外部电路（312）电流为直流电，电压大小为4V-6V；

所述A1段（319）容积占比A1段（319）与O1段（320）总容积的35%-55%；所述A2段（321）容积占比A2段（321）与O2段（322）总容积的55%-65%；

所述软性填料（15）为长方形布状软性聚丙烯纤维材料，总宽为15mm-30mm，毛圈区宽为10mm-25mm，比表面积为120 m3/g -180 m3/g；

所述带孔隔板（22）的孔洞总面积为孔板面积的45%-60%；所述组合式填料（25）由塑料弹性圆环内圈与醛化纤维束外圈组成，比表面积为260m2/m3-320 m2/m3，圆环外径为10mm-15mm，片距为45mm-65mm，束间距离为35mm-50mm。

2.一种基于权利要求1所述处理系统的有机氮工业废水高效生物处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将有机氮工业废水经格栅处理，所述有机氮工业废水的水质特征包括总氮浓度为250mg/L-2000mg/L，COD浓度为2000mg/L-20000mg/L，pH为5.0-9.0；由多点式布水系统一（11）控制进入复合式水解酸化池（1），控制池中pH为5.0-9.0，水力停留时间为8h-12h，污泥浓度为3.5g/L-8.0g/L，污泥停留时间为15d-20d；通过池中的潜水泵（12）使污泥与废水充分接触，污泥区中的水解菌和产酸菌提高废水的可生化性，再经软性填料（15）上的生物膜进一步降解废水，并截留微生物和悬浮颗粒，上清液至汇水槽（16）收集后经导流管一（17）流出；

步骤二：由所述导流管一（17）流出的废水经多点式布水系统二（21）控制进入上流式厌氧污泥床过滤器（2），控制pH为6.5-8.0，水力停留时间为6h-10h，控制池中污泥浓度为12g/L-30g/L，污泥停留时间为15d-20d；填料区的组合式填料（25）可截留由废水冲出的微生物和悬浮颗粒；出水的沼气经过气体收集装置（26）收集；处理后的废水由溢流槽（27）收集后经导流管二（215）流出；

步骤三：由导流管二（215）流出的废水经进水口（33）进入低压电强化生物反应池（3）的A1段（319），同时O2段（322）泥水混合液经内回流管（37）回流至A1段（319），内回流比为200%-400%；控制低压电强化生物反应池（3）污泥浓度为3.5g/L-4.5g/L，污泥停留时间为15d-20d；控制A1段（319）与A2段（321）水力停留时间为8h-12h，溶解氧浓度为0.2mg/L-0.5mg/L；控制O1段（320）与O2段（322）水力停留时间为6h-10h，溶解氧浓度为2.5mg/L-4.0mg/L；水流在A1段（319）和A2段（321），在缺氧条件下，反硝化菌进行反硝化反应；在01段（320）和O2段（322）的低压电强化装置（35）中，铁丝网阳极板（39）产生的亚铁离子与碳纤维刷阴极棒（310）产生的氢气作为反硝化反应中的电子供体从而提高反硝化效率，O1段（320）和O2段（322）的污泥区中在好氧条件下发生硝化反应；处理后的废水由O2段（322）后端池壁上部出水管（38）进入二沉池（4）实现泥水分离，得到最终出水；二沉池（4）中污泥回流至低压电强化生物反应池（3）的A1段（319），污泥回流比为50%-100%，另一部分通过排泥管排出。