CN118515366B - 一种烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，用于解决现有的物化处理技术中设备昂贵、运行成本高、处理效率低、处理过程中容易产生二次污染的局限性的问题，该系统包括厌氧池，用于去除废水中污染物、提高水质；共还原池，接收厌氧池处理后的废水，并还原转化高氯酸盐和硝酸盐；曝气池，接收共还原池处理后的废水，并对废水除臭，以及去除剩余有机物、氨氮；膜分离池，接收曝气池处理后的废水，并对废水深度净化并排出；本发明解决硝酸盐和高氯酸盐复合污染废水物化处理过程中设备昂贵、处理效率低、处理过程中容易产生二次污染等问题，进而大幅度降低了投资和运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统及方法。
背景技术
高氯酸盐普遍被用于火箭推进剂、高速公路照明弹、气囊充气筒以及烟花和火柴等的生产，还可作为添加剂，被广泛用于织物固定行业、电镀行业、电子管行业、皮革靴行业、橡胶行业、染料涂料行业、油漆工业以及用于机动车辆中安全气囊的充气剂的产品的生产中。高氯酸盐己经被证实对人类的健康，尤其是甲状腺具有负面影响，同时也被公认为目前正在兴起的环境污染物。高氯酸盐在生产或使用过程中产生大量废水，未经处理的含有高氯酸盐的污水排放到自然中会对人体以及自然界留下极大的污染。高氯酸盐不会单独存在，上述行业由于含氮化学合成产品的大量使用，使这类工业废水含硝酸盐浓度高，外加含氮化合物在水体中容易被氧化为硝态氮而大量存在于水体中，因此带来较大的硝酸盐污染。含氮物质进入水体环境会打破其氮素平衡，引起水体富营养化，严重危害生态系统。另外，当饮用水源受到硝态氮污染，可能会诱发人类的高铁血红蛋白血症，还会导致儿童在听力和视力方面的反应迟缓。处理不达标的硝酸盐废水排放对自然及人类带来极大的危害。
目前处理水体硝酸盐和高氯酸盐复合污染的方法主要包括离子交换、膜分离、化学还原和生物法。离子交换和膜分离工艺虽然能够去除水中的硝酸盐和高氯酸盐，但是其离子交换树脂的选择性不是很好并且需要频繁再生，并且只是将污染物浓缩转移，并没有将污染物无害转化，且操作成本较高；对于化学还原法，多采用贵金属催化剂，价格昂贵且催化剂易失活。
发明内容
本发明提供了一种烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，以解决现有的物化处理技术中设备昂贵、运行成本高、处理效率低、处理过程中容易产生二次污染的局限性的问题。
为了缓解上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：
一种烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，包括处理机构，所述处理机构包括：
厌氧池，用于去除废水中污染物、提高水质，并将大分子量有机污染物转化为小分子量有机污染物；
共还原池，接收所述厌氧池处理后的废水，并还原转化高氯酸盐和硝酸盐；
曝气池，接收所述共还原池处理后的废水，并对废水除臭，以及去除剩余有机物、氨氮；
膜分离池，接收所述曝气池处理后的废水，并对废水深度净化并排出。
更进一步地，所述厌氧池内连接有搅拌杆，向所述厌氧池内投放厌氧颗粒污泥和缺氧活性污泥并启动所述搅拌杆时，厌氧颗粒污泥可悬浮于所述厌氧池内污水中；
所述厌氧池内连接有生物绳填料，所述缺氧活性污泥于所述生物绳填料形成生物膜。
更进一步地，所述厌氧池的顶部连接有三相分离器。
更进一步地，所述共还原池内铺设有三层以上的沸石层和硫磺颗粒层；
所述沸石层和所述硫磺颗粒层铺设前均于缺氧活性污泥浸泡硫磺进行微生物接种。
更进一步地，所述曝气池底端连接有第一曝气单元，所述第一曝气单元向所述曝气池内注氧以使得所述曝气池内溶解氧量在0.8-2.0mg/L。
更进一步地，所述膜分离池内设置有浸没式MBR膜，位于所述浸没式MBR膜的下部设置有第二曝气单元；
所述膜分离池的顶部连接有泵送机构，所述泵送机构包括抽取管，所述抽取管用于抽取所述膜分离池内经所述浸没式MBR膜过滤后的水。
更进一步地，所述膜分离池的底部连接有沉淀斜板，所述膜分离池的底部与所述厌氧池的底部之间连通有回流管，所述回流管上连接有回流泵。
更进一步地，所述泵送机构还包括水泵，所述水泵上设置有泵轴，所述泵轴上键滑动连接有套筒，所述套筒的两端分别连接有第一锥齿轮和第二锥齿轮；
所述泵送机构还包括电机，所述电机的输出端连接有第三锥齿轮；
所述套筒滑动时可切换所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮与所述第三锥齿轮的啮合状态，从而所述水泵的泵送方向改变。
更进一步地，所述泵送机构还包括横向滑动设置的第一齿轮以及连接于所述套筒的第二齿轮；
所述第一齿轮的端部连接有凸轮，位于所述凸轮的下部固定设置有第一液压杆，所述膜分离池的顶部连接有第二液压杆，所述第二液压杆与所述第一液压杆之间连通有油管；
所述第二液压杆的输出端连接有清洁架，所述清洁架贴合于所述浸没式MBR膜外表面，且所述清洁架可沿所述浸没式MBR膜外表面滑动并清洁所述浸没式MBR膜；
所述套筒滑动以使得所述水泵向所述膜分离池内注水时，所述第一齿轮移动并与所述第二齿轮啮合，从而所述凸轮随所述第一齿轮转动以使得所述清洁架沿所述浸没式MBR膜外表面滑动。
一种共还原方法，所述共还原方法应用于烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，包括以下步骤：
S1：废水进入厌氧池，厌氧池内投加1:1的厌氧颗粒污泥、缺氧活性污泥，厌氧颗粒污泥在搅拌杆的搅拌下悬浮在池内污水中，缺氧活性污泥在生物绳填料表面快速形成生物膜，池顶部三相分离器对池内产生的气体、污泥、污水进行分离；
S2：污水自流进入共还原池，污水经过三相分离器泥水分离后，控制污泥浓度为1000-1500mg/L，减少过高的悬浮固体流入共还原池堵塞填料层，硫磺颗粒中S0作为无机电子供体将高氯酸盐和剩余硝酸盐进行还原；
S3：废水进入曝气池，底端第一曝气单元控制溶解氧在0.8-2.0mg/L，去除剩余有机物和氨氮，同时去除前端厌氧池和共还原池产生的恶臭气味；
S4：污水进入膜分离池，膜分离池内设置浸没式MBR膜，浸没式MBR膜底部设置第二曝气单元，然后经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵送机构通过浸没式MBR膜过滤后抽出，膜分离池下部设置沉淀斜板，沉淀底泥定期通过回流泵回流到前端厌氧池，以进行水解酸化和污泥的减量。
本发明的有益效果分析如下：
一种烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，包括处理机构，处理机构包括：厌氧池，用于去除废水中污染物、提高水质，并将大分子量有机污染物转化为小分子量有机污染物；共还原池，接收厌氧池处理后的废水，并还原转化高氯酸盐和硝酸盐；曝气池，接收共还原池处理后的废水，并对废水除臭，以及去除剩余有机物、氨氮；膜分离池，接收曝气池处理后的废水，并对废水深度净化并排出。
厌氧池通过厌氧消化作用，将进水中的高分子难降解有机物转变为低分子易被降解的有机物，提高了污水的可生化性，同时，厌氧池与好氧池的交替条件有助于除磷，进一步改善水质，共还原池利用无机电子供体进行自养还原过程，有效还原高氯酸盐和剩余的硝酸盐，避免了有机电子供体投加量不足或过多造成的问题，实现了清洁环保的污水处理，曝气池通过提供充足的溶解氧，促进好氧微生物的生长和代谢，进一步降解污水中的有机物，去除氨氮和恶臭气味，改善水质，同时，曝气池中的搅拌和混合作用有助于污泥的减量和悬浮物的去除，膜分离池利用MBR膜的高效截留特性，将活性污泥和大分子有机物质截留住，实现了对污水的深度净化，膜分离池省去了二沉池，减少了占地面积，同时通过保持低污泥负荷减少了剩余污泥量，经过膜分离池处理后的出水水质稳定且良好，细菌、悬浮物和浊度接近于零，本发明解决硝酸盐和高氯酸盐复合污染废水物化处理过程中设备昂贵、处理效率低、处理过程中容易产生二次污染等问题，进而大幅度降低了投资和运行成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的剖视图；
图3为本发明浸没式MBR膜处的结构示意图；
图4为本发明泵送机构的结构示意图；
图5为本发明套筒处的结构示意图；
图6为本发明导向杆处的结构示意图；
图7为本发明清洁架处的结构示意图；
图8为本发明图7中A部分的结构示意图。
图标：
100、处理机构；110、厌氧池；111、进水管；112、搅拌杆；113、生物绳填料；114、三相分离器；120、共还原池；121、第一进水口；122、沸石层；123、硫磺颗粒层；130、曝气池；131、第二进水口；132、第一曝气单元；133、第三进水口；140、膜分离池；141、浸没式MBR膜；142、第二曝气单元；143、沉淀斜板；150、回流泵；151、回流管；200、泵送机构；210、水泵；211、抽取管；212、压力传感器；213、泵轴；220、套筒；221、第一锥齿轮；222、第二锥齿轮；230、电机；231、第三锥齿轮；240、气缸；241、转环；250、滑座；251、滑动架；252、滑杆；253、滑板；260、滑块；261、导向杆；262、第一齿轮；263、第二齿轮；264、凸轮；270、第一液压杆；271、油管；280、第二液压杆；290、清洁架。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1-图8所示，一种烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，包括处理机构100，处理机构100包括：厌氧池110，用于去除废水中污染物、提高水质，并将大分子量有机污染物转化为小分子量有机污染物；共还原池120，接收厌氧池110处理后的废水，并还原转化高氯酸盐和硝酸盐；曝气池130，接收共还原池120处理后的废水，并对废水除臭，以及去除剩余有机物、氨氮；膜分离池140，接收曝气池130处理后的废水，并对废水深度净化并排出。
本实施例提供的烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统工作机理：
厌氧池110通过厌氧消化作用，将进水中的高分子难降解有机物转变为低分子易被降解的有机物，提高了污水的可生化性，同时，厌氧池110与好氧池的交替条件有助于除磷，进一步改善水质，共还原池120利用无机电子供体进行自养还原过程，有效还原高氯酸盐和剩余的硝酸盐，避免了有机电子供体投加量不足或过多造成的问题，实现了清洁环保的污水处理，曝气池130通过提供充足的溶解氧，促进好氧微生物的生长和代谢，进一步降解污水中的有机物，去除氨氮和恶臭气味，改善水质，同时，曝气池130中的搅拌和混合作用有助于污泥的减量和悬浮物的去除，膜分离池140利用MBR膜的高效截留特性，将活性污泥和大分子有机物质截留住，实现了对污水的深度净化，膜分离池140省去了二沉池，减少了占地面积，同时通过保持低污泥负荷减少了剩余污泥量，经过膜分离池140处理后的出水水质稳定且良好，细菌、悬浮物和浊度接近于零。
关于厌氧池110的结构，具体而言：
厌氧池110内连接有搅拌杆112，向厌氧池110内投放厌氧颗粒污泥和缺氧活性污泥并启动搅拌杆112时，厌氧颗粒污泥可悬浮于厌氧池110内污水中；厌氧池110内连接有生物绳填料113，缺氧活性污泥于生物绳填料113形成生物膜。
废水首先通过进水管111进入厌氧池110，厌氧池110内投加1:1的厌氧颗粒污泥、缺氧活性污泥，厌氧颗粒污泥在搅拌杆112的搅拌下，悬浮在厌氧池110内污水中，防止部分悬浮物在此区域沉积，生物绳填料113具有很强的吸附能力，缺氧活性污泥在生物绳填料113表面快速形成生物膜，提高单位容积内生物量，增加微生物对污染物的接触，加速传质过程，缩短水力停留时间，厌氧池110同时具有反硝化、水解酸化提高进水B/C和污泥减量三个功能：硝酸盐利用进水中可生化部分COD做碳源，通过反硝化过程脱除大部分硝态氮，产生氮气，实现在低能耗条件下同步进行部分碳和氮的去除，降低共还原池120内硝态氮浓度，减少硝酸盐浓度较高时对高氯酸盐的还原产生抑制，同时产生碱度，反硝化产生的碱度可补偿共还原池120对碱度的消耗，厌氧菌将污水中的大分子量的有机污染物降解成小分子量的有机污染物, 提高废水B/C，同时将一部分有机污染物降解生成甲烷，硫化氢等气体，从而降低后续曝气池130的负荷，在厌氧池110内厌氧环境中，活性污泥中的有机质被兼氧细菌水解酸化，转化成氨基酸、挥发性脂肪酸、糖类、醇类、乙酸、氢气、碳酸等，进而实现污泥减量，这些小分子有机物质随进水进入后续生化段，在好氧段进行降解，为好氧段提供碳源。
本实施例的可选方式中，较为优选的：
厌氧池110的顶部连接有三相分离器114。
厌氧池110顶部三相分离器114对池内产生的气体、污泥、污水进行分离，三相分离器114在厌氧处理过程中，确保了厌氧池110内的污泥浓度，从而充分发挥厌氧工艺的处理负荷和效果，通过气、水、泥三相的有效分离，三相分离器114有助于提升厌氧处理的效率，并减少后续处理步骤的负担。
关于共还原池120的结构，具体而言：
共还原池120内铺设有三层以上的沸石层122和硫磺颗粒层123；沸石层122和硫磺颗粒层123铺设前均于缺氧活性污泥浸泡硫磺进行微生物接种。
污水从第一进水口121流出，自流进入共还原池120，共还原池120内交替设置不低于3层的沸石层122和硫磺颗粒层123，沸石层122的沸石粒径和硫磺颗粒层123的硫磺颗粒粒径均为3~4mm，空隙率为30%-50%，沸石层122和硫磺颗粒层123在铺设前用缺氧活性污泥浸泡硫磺四十八小时进行微生物接种，污水经过三相分离器114泥水分离后，控制污泥浓度为1000-1500mg/L，减少过高的悬浮固体流入共还原池120堵塞填料层，硫磺颗粒层123中S0作为无机电子供体将高氯酸盐和剩余硝酸盐进行还原，硫自养还原高氯酸盐和硝酸盐反应方程式分别如下：
相比投加有机电子供体的异养还原来说，有机电子供体的投加量不足，不能使污染物完全转化，投加过多时有机碳源残余水中，容易对水体造成二次污染，投加无机硫磺颗粒电子供体的自养还原过程清洁环保，硫自养过程中，高氯酸根在S0做电子供体情况下，被还原成Cl-，NO3-转化 N2，产生副产物 SO4 2-，同时消耗水中和厌氧池110产生的碱度，沸石层122不仅可做为硫磺颗粒层123的支撑层，其主要成分铝硅酸钠可以很好的维持体系中的pH稳定在7-8，使高氯酸盐还原处于适宜pH范围。
关于曝气池130的结构，具体而言：
曝气池130底端连接有第一曝气单元132，第一曝气单元132向曝气池130内注氧以使得曝气池130内溶解氧量在0.8-2.0mg/L。
共还原池120内的废水经由底部的第二进水口131进入曝气池130，曝气池130底部第一曝气单元132控制溶解氧在0.8-2.0mg/L，去除剩余有机物和氨氮，同时去除前端厌氧池110和共还原池120产生的恶臭气味。
关于膜分离池140的结构，具体而言：
膜分离池140内设置有浸没式MBR膜141，位于浸没式MBR膜141的下部设置有第二曝气单元142；膜分离池140的顶部连接有泵送机构200，泵送机构200包括抽取管211，抽取管211用于抽取膜分离池140内经浸没式MBR膜141过滤后的水。
膜分离池140内的污水通过上部的第三进水口133进入膜分离池140，膜分离池140内设置浸没式MBR膜141，浸没式MBR膜141底部设置第二曝气单元142，然后经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵送机构200通过滤膜过滤后抽出，浸没式MBR膜141将活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量，可保留世代周期较长的微生物，使污染物分解彻底，实现对污水深度净化，出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零。
本实施例的可选方式中，较为优选的：
膜分离池140的底部连接有沉淀斜板143，膜分离池140的底部与厌氧池110的底部之间连通有回流管151，回流管151上连接有回流泵150。
膜分离池140下部设置沉淀斜板143，沉淀底泥定期通过回流泵150回流到前端的厌氧池110，以进行水解酸化和污泥的减量，膜分离池140所产生的部分活性污泥通过回流泵150回流至厌氧池110内，进行一段时间的厌氧过程后，污泥中好氧微生物种群已大幅度减少，且所携带的溶解氧含量低于0.5mg/L，回流到厌氧池110时不会破坏原有的微生态环境，原水和回流污泥中微量的氧使该池下端形成缺氧环境，上端形成厌氧环境。
关于泵送机构200的结构，具体而言：
泵送机构200还包括水泵210，水泵210上设置有泵轴213，泵轴213上键滑动连接有套筒220，套筒220的两端分别连接有第一锥齿轮221和第二锥齿轮222；泵送机构200还包括电机230，电机230的输出端连接有第三锥齿轮231；套筒220滑动时可切换第一锥齿轮221和第二锥齿轮222与第三锥齿轮231的啮合状态，从而水泵210的泵送方向改变。
电机230启动时第三锥齿轮231运行，第三锥齿轮231通过与第一锥齿轮221和第二锥齿轮222的啮合控制水泵210的正反转，从而实现抽取膜分离池140内经过浸没式MBR膜141过滤后的水，以及向浸没式MBR膜141处注水对浸没式MBR膜141进行反冲洗，水泵210上连接的抽取管211处于水泵210和浸没式MBR膜141之间的部分设置有压力传感器212，在浸没式MBR膜141通透性降低时，位于水泵210和浸没式MBR膜141之间的抽取管211部分负压增大，此时压力传感器212检测到负压增大时控制气缸240伸长一段时间后再缩短，从而气缸240对转环241进行推动，而转环241与第二锥齿轮222转动连接，不对第二锥齿轮222的转动造成干涉，此时转环241向套筒220传递推力，使得第三锥齿轮231由与第一锥齿轮221的啮合转换为与第二锥齿轮222啮合，从而此时水泵210通过抽取管211向浸没式MBR膜141内注水，实现对浸没式MBR膜141的反冲洗，使得浸没式MBR膜141表面产生水流剪力，使浸没式MBR膜141表面的截留物脱落，使浸没式MBR膜141通量得以部分恢复。
本实施例的可选方式中，较为优选的：
泵送机构200还包括横向滑动设置的第一齿轮262以及连接于套筒220的第二齿轮263；第一齿轮262的端部连接有凸轮264，位于凸轮264的下部固定设置有第一液压杆270，膜分离池140的顶部连接有第二液压杆280，第二液压杆280与第一液压杆270之间连通有油管271；第二液压杆280的输出端连接有清洁架290，清洁架290贴合于浸没式MBR膜141外表面，且清洁架290可沿浸没式MBR膜141外表面滑动并清洁浸没式MBR膜141；套筒220滑动以使得水泵210向膜分离池140内注水时，第一齿轮262移动并与第二齿轮263啮合，从而凸轮264随第一齿轮262转动以使得清洁架290沿浸没式MBR膜141外表面滑动。
套筒220上转动连接有滑动架251滑动架251上的滑杆252横向滑动在固定设置的滑座250上，保证滑动架251在滑动时不会发生翻动，且滑动架251与套筒220转动连接，套筒220在移动时能够带动滑动架251同步移动，滑块260与滑动架251的滑动方向垂直，在滑动架251移动时连接于滑动架251的滑板253同步移动，此时滑块260上导向杆261相对滑动在滑板253上的滑槽内，滑板253上的滑槽分为三段，三段滑槽相互连接，处于中部的滑槽最靠近套筒220，两侧的滑槽呈倾斜设置且角度相等并朝远离套筒220的方向延伸，导向杆261初始状态滑动在滑槽的倾斜段，随着滑板253的滑动，当导向杆261滑动至水平段时，滑块260能够滑动至最靠近套筒220的位置，同时套筒220带动第二齿轮263轴向移动靠近滑块260，滑块260带动第一齿轮262径向移动靠近第二齿轮263，从而使得第一齿轮262与第二齿轮263啮合，在二者啮合时，第三锥齿轮231不与第一锥齿轮221和第二锥齿轮222啮合，从而此时套筒220不受外部力驱动旋转，此时的套筒220仅依靠泵轴213的转动惯性进行旋转，而在第一齿轮262和第二齿轮263啮合时，第一齿轮262对第二齿轮263的转动施加阻力，使得套筒220能够快速停止转动，进而避免第三锥齿轮231与第一锥齿轮221啮合过程中的打齿程度；
第一齿轮262受到第二齿轮263带动旋转时，凸轮264同步转动，从而凸轮264能够对第一液压杆270进行推动，使得第一液压杆270内的液压油通过油管271进入到第二液压杆280内，此时第二液压杆280伸长，以使得清洁架290沿浸没式MBR膜141外表面滑动，从而清洁架290对浸没式MBR膜141的外表面刮擦，进一步去除浸没式MBR膜141外表面的截留物；
另外，在第三锥齿轮231与第二锥齿轮222啮合时，导向杆261滑动至滑板253上滑槽的另一倾斜段，使得第一齿轮262不与第二齿轮263啮合，从而降低电机230的运行负荷，也使得清洁架290不会相对浸没式MBR膜141滑动时间较长而导致浸没式MBR膜141磨损。
一种共还原方法，共还原方法应用于烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，包括以下步骤：
S1：废水进入厌氧池110，厌氧池110内投加1:1的厌氧颗粒污泥、缺氧活性污泥，厌氧颗粒污泥在搅拌杆112的搅拌下悬浮在池内污水中，缺氧活性污泥在生物绳填料113表面快速形成生物膜，池顶部三相分离器114对池内产生的气体、污泥、污水进行分离；
S2：污水自流进入共还原池120，污水经过三相分离器114泥水分离后，控制污泥浓度为1000-1500mg/L，减少过高的悬浮固体流入共还原池120堵塞填料层，硫磺颗粒中S0作为无机电子供体将高氯酸盐和剩余硝酸盐进行还原；
S3：废水进入曝气池130，底端第一曝气单元132控制溶解氧在0.8-2.0mg/L，去除剩余有机物和氨氮，同时去除前端厌氧池110和共还原池120产生的恶臭气味；
S4：污水进入膜分离池140，膜分离池140内设置浸没式MBR膜141，浸没式MBR膜141底部设置第二曝气单元142，然后经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵送机构200通过浸没式MBR膜141过滤后抽出，膜分离池140下部设置沉淀斜板143，沉淀底泥定期通过回流泵150回流到前端厌氧池110，以进行水解酸化和污泥的减量。
实施例二
在实施例一的基础上，对某烟花产生产废水预处理后污水进行处理，预处理后水质COD 396mg/L，BOD 155mg/L，高氯酸根35mg/L，硝态氮80mg/L，氨氮8mg/L，总氮100mg/L，SS 1g/L，出水污染物标准限值为：COD 50mg/L，BOD10mg/L，高氯酸根0.1mg/L，氨氮5mg/L，总氮15mg/L，SS 10mg/L。
上述预处理后出水进入厌氧池110，停留时间为24h，进行反硝化、水解酸化提高B/C和污泥减量，反应后自流进入共还原池120，停留时间18h，S0作为无机电子供体将高氯酸盐和剩余硝酸盐还原成Cl-和N2，随后自流进入曝气池130，去除剩余有机物和氨氮，同时去除前端厌氧池110和共还原池120产生的恶臭气味，最后污水进入膜分离池140，然后经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵送机构200通过浸没式MBR膜141过滤后抽出，浸没式MBR膜141将活性污泥和大分子有机物质截留住，可保留世代周期较长的微生物，使污染物分解彻底，实现对污水深度净化，出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，净水通过上部泵送机构200从抽取管211排出。
经过上面实施例处理后的硝酸盐和高氯酸盐复合污染废水出水水质如下：
| 指标(mg/L) | COD | BOD | ClO4 - | NH3-N | NO3-N | TN | SS |
| 进水 | 396 | 155 | 35 | 8 | 80 | 100 | 1000 |
| 缺氧/厌氧池 | 302 | 135 | 28 | 9 | 12 | 22 | / |
| 共还原池 | 212 | 153 | 未检出 | 8 | 7 | 20 | / |
| 曝气池 | 65 | 26 | 未检出 | 6 | 8 | 17 | / |
| 膜分离池 | 23 | 8 | 未检出 | 0.2 | 8 | 8.5 | 1 |
| 排放标准 | 50 | 10 | 0.1 | 5 | / | 15 | 10 |
采用硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统对预处理后的烟花废水进行处理，不仅对高氯酸盐，硝酸盐具有良好的去除效果，对COD，BOD，NH3-N，TN，SS满足排放标准限值（COD50mg/L，BOD10mg/L，高氯酸根0.1mg/L，氨氮5mg/L，总氮15mg/L，SS 10mg/L），实现硝酸盐和高氯酸盐复合污染废水达标排放。
最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，其特征在于；
包括处理机构（100），所述处理机构（100）包括：
厌氧池（110），用于去除废水中污染物、提高水质，并将大分子量有机污染物转化为小分子量有机污染物，同时脱除大部分硝酸盐；
共还原池（120），接收所述厌氧池（110）处理后的废水，并还原转化高氯酸盐和剩余的硝酸盐；
曝气池（130），接收所述共还原池（120）处理后的废水，并对废水除臭，以及去除剩余有机物、氨氮；
膜分离池（140），接收所述曝气池（130）处理后的废水，并对废水深度净化并排出；
所述共还原池（120）内铺设有三层以上的沸石层（122）和硫磺颗粒层（123）；
所述沸石层（122）和所述硫磺颗粒层（123）铺设前均于缺氧活性污泥浸泡硫磺进行微生物接种。
2.根据权利要求1所述的烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，其特征在于；
所述厌氧池（110）内连接有搅拌杆（112），向所述厌氧池（110）内投放厌氧颗粒污泥和缺氧活性污泥并启动所述搅拌杆（112）时，厌氧颗粒污泥可悬浮于所述厌氧池（110）内污水中；
所述厌氧池（110）内连接有生物绳填料（113），所述缺氧活性污泥于所述生物绳填料（113）形成生物膜。
3.根据权利要求2所述的烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，其特征在于；
所述厌氧池（110）的顶部连接有三相分离器（114）。
4.根据权利要求3所述的烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，其特征在于；
所述曝气池（130）底端连接有第一曝气单元（132），所述第一曝气单元（132）向所述曝气池（130）内注氧以使得所述曝气池（130）内溶解氧量在0.8-2.0mg/L。
5.根据权利要求4所述的烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，其特征在于；
所述膜分离池（140）内设置有浸没式MBR膜（141），位于所述浸没式MBR膜（141）的下部设置有第二曝气单元（142）；
所述膜分离池（140）的顶部连接有泵送机构（200），所述泵送机构（200）包括抽取管（211），所述抽取管（211）用于抽取所述膜分离池（140）内经所述浸没式MBR膜（141）过滤后的水。
6.根据权利要求5所述的烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，其特征在于；
所述膜分离池（140）的底部连接有沉淀斜板（143），所述膜分离池（140）的底部与所述厌氧池（110）的底部之间连通有回流管（151），所述回流管（151）上连接有回流泵（150）。
7.根据权利要求6所述的烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，其特征在于；
所述泵送机构（200）还包括水泵（210），所述水泵（210）上设置有泵轴（213），所述泵轴（213）上键滑动连接有套筒（220），所述套筒（220）的两端分别连接有第一锥齿轮（221）和第二锥齿轮（222）；
所述泵送机构（200）还包括电机（230），所述电机（230）的输出端连接有第三锥齿轮（231）；
所述套筒（220）滑动时可切换所述第一锥齿轮（221）和所述第二锥齿轮（222）与所述第三锥齿轮（231）的啮合状态，从而所述水泵（210）的泵送方向改变。
8.根据权利要求7所述的烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，其特征在于；
所述泵送机构（200）还包括横向滑动设置的第一齿轮（262）以及连接于所述套筒（220）的第二齿轮（263）；
所述第一齿轮（262）的端部连接有凸轮（264），位于所述凸轮（264）的下部固定设置有第一液压杆（270），所述膜分离池（140）的顶部连接有第二液压杆（280），所述第二液压杆（280）与所述第一液压杆（270）之间连通有油管（271）；
所述第二液压杆（280）的输出端连接有清洁架（290），所述清洁架（290）贴合于所述浸没式MBR膜（141）外表面，且所述清洁架（290）可沿所述浸没式MBR膜（141）外表面滑动并清洁所述浸没式MBR膜（141）；
所述套筒（220）滑动以使得所述水泵（210）向所述膜分离池（140）内注水时，所述第一齿轮（262）移动并与所述第二齿轮（263）啮合，从而所述凸轮（264）随所述第一齿轮（262）转动以使得所述清洁架（290）沿所述浸没式MBR膜（141）外表面滑动。
9.一种共还原方法，所述共还原方法应用于权利要求8所述的烟花废水硝酸盐和高氯酸盐生物共还原系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1：废水进入厌氧池（110），厌氧池（110）内投加1:1的厌氧颗粒污泥、缺氧活性污泥，厌氧颗粒污泥在搅拌杆（112）的搅拌下悬浮在池内污水中，缺氧活性污泥在生物绳填料（113）表面快速形成生物膜，池顶部三相分离器（114）对池内产生的气体、污泥、污水进行分离；
S2：污水自流进入共还原池（120），污水经过三相分离器（114）泥水分离后，控制污泥浓度为1000-1500mg/L，减少过高的悬浮固体流入共还原池（120）堵塞填料层，硫磺颗粒中S0作为无机电子供体将高氯酸盐和剩余硝酸盐进行还原；
S3：废水进入曝气池（130），底端第一曝气单元（132）控制溶解氧在0.8-2.0mg/L，去除剩余有机物和氨氮，同时去除前端厌氧池（110）和共还原池（120）产生的恶臭气味；
S4：污水进入膜分离池（140），膜分离池（140）内设置浸没式MBR膜（141），浸没式MBR膜（141）底部设置第二曝气单元（142），然后经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵送机构（200）通过浸没式MBR膜（141）过滤后抽出，膜分离池（140）下部设置沉淀斜板（143），沉淀底泥定期通过回流泵（150）回流到前端厌氧池（110），以进行水解酸化和污泥的减量。
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