高氨氮廢水的好氧生物脫氮工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種高氨氮廢水的好氧生物脫氮工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]廢水的生物脫氮技術(shù)是防治水體氮素污染的重要途徑，在高氨氮廢水的脫氮處理中得到了廣泛應(yīng)用。而在諸多生物脫氮技術(shù)中，厭氧氨氧化工藝以其獨(dú)特的脫氮方式成為目前的研究熱點(diǎn)。厭氧氨氧化脫氮的原理是:在厭氧或缺氧條件下，厭氧氨氧化菌以氨氮作為電子供體、亞硝酸鹽氮作為電子受體，直接將二者轉(zhuǎn)化成N2，是一個(gè)完全自養(yǎng)的過程。但是，厭氧氨氧化反應(yīng)會(huì)有部分硝酸鹽氮生成，不能實(shí)現(xiàn)完全脫氮；同時(shí)，厭氧氨氧化過程存在基質(zhì)抑制的問題，厭氧氨氧化菌對較高濃度的亞硝酸鹽氮敏感；另外，厭氧氨氧化菌生長緩慢，富集具有高厭氧氨氧化活性的混培物耗時(shí)較長，這些都成為制約該新型生物脫氮技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的重大瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有厭氧氨氧化脫氮工藝不能實(shí)現(xiàn)完全脫氮，耗時(shí)較長的技術(shù)缺陷，為人們提供一種全程自養(yǎng)運(yùn)行，脫氮效率高，啟動(dòng)耗時(shí)較短的高氨氮廢水的好氧生物脫氮工藝。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的高氨氮廢水的好氧生物脫氮工藝，是將好氧或厭氧污泥作為接種污泥加入到處理高氨氮廢水的曝氣反應(yīng)器中；其特征在于投加零價(jià)鐵到曝氣反應(yīng)器中，零價(jià)鐵投加量與氨氮濃度的摩爾比為2~20: 1，調(diào)整高氨氮廢水的pH值為6.5~8.0，在20~35 °(:下，高氨氮廢水在反應(yīng)器中停留0.5-5天，然后達(dá)標(biāo)排放或進(jìn)入下一處理工序。
[0005]上述方案中，所述零價(jià)鐵為鐵粉、廢鐵渣、鐵刨花和廢鋼鐵中的一種或多種。
[0006]上述方案中，所述接種污泥為硝化污泥、反硝化污泥和厭氧氨氧化污泥中的一種或多種。
[0007]上述方案中，所述高氨氮廢水的氨氮濃度為10~1000 mg N/L。
[0008]本發(fā)明所涉及的生物反應(yīng)為:
4Fe + 302 + 6H20 = 4Fe (0H) 3 (化學(xué)反應(yīng))
3Fe (0H) 3 + 5H+ + NH:— 3Fe 2+ + 9H20 + 0.5N2 (生物反應(yīng)，厭氧鐵氨氧化)
4Fe (OH) 2 + 02 + 2H20 = 4Fe (OH) 3 (化學(xué)反應(yīng))
即:在處理高氨氮廢水的曝氣系統(tǒng)中加入零價(jià)鐵(如鐵粉、廢鐵渣、鐵刨花、廢鋼鐵等)，使零價(jià)鐵與水中的溶解氧經(jīng)過系列氧化反應(yīng)后生成Fe (III)，在控制低溶解氧濃度的情況下，F(xiàn)e(III)與廢水中的氨氮發(fā)生厭氧鐵氨氧化生物反應(yīng)，氨氮被氧化成氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)脫氮，同時(shí)Fe(III)被還原成Fe( II ) ;Fe(II )在有氧的情況下(曝氣系統(tǒng)中)極易被氧化成Fe (III)，而后Fe(III)可繼續(xù)參與厭氧鐵氨氧化生物反應(yīng)；如此循環(huán)，F(xiàn)e( II )與Fe (III)的相互轉(zhuǎn)化同厭氧鐵氨氧化生物反應(yīng)在處理高氨氮廢水的曝氣系統(tǒng)中交替進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了廢水中氨氮的持續(xù)脫除，最終實(shí)現(xiàn)尚效脫氣的目的。
[0009]本發(fā)明所用的接種污泥范圍廣泛，包括一般性的好氧或厭氧污泥，可選擇一種污泥單獨(dú)接種或多種污泥同時(shí)混合接種。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1)在一個(gè)反應(yīng)體系中，同時(shí)結(jié)合化學(xué)法和微生物法，兩種方法在曝氣系統(tǒng)中交替進(jìn)行，持續(xù)脫除廢水中的氣氣。
[0011]2)投加零價(jià)鐵(如鐵粉、廢鐵渣、鐵刨花、廢鋼鐵等)到廢水處理系統(tǒng)中，以廢治廢，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢水中氨氮污染物的持續(xù)脫除和廢鐵的充分利用；
3)整個(gè)系統(tǒng)全程自養(yǎng)運(yùn)行，反應(yīng)產(chǎn)物是可回收利用的鐵鹽以及對環(huán)境友好的氮?dú)猓瑹o其他副產(chǎn)物，工藝綠色環(huán)保，所有的氨氮均轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓朔藚捬醢毖趸刹糠窒跛猁}氣的缺點(diǎn)，系統(tǒng)脫氣效率尚，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的完全脫氣;
4)反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間大大縮短，可在短時(shí)間內(nèi)富集到具有厭氧鐵氨氧化活性的混培物，工程實(shí)用性強(qiáng)。
[0012]本發(fā)明適合于處理高氨氮有機(jī)廢水，尤其適合于處理低碳氮比、高氨氮濃度的有機(jī)廢水，如厭氧消化上清液、垃圾滲濾液、焦化廢水、制藥廢水、光電廢水等。
[0013]因此，本發(fā)明克服了現(xiàn)有厭氧氨氧化脫氮工藝不能實(shí)現(xiàn)完全脫氮，耗時(shí)較長的技術(shù)缺陷，提供的高氨氮廢水的好氧生物脫氮工藝全程自養(yǎng)運(yùn)行，脫氮效率高，啟動(dòng)耗時(shí)較短。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅限于所述實(shí)施例。
[0015]實(shí)施例一
本例的高氨氮廢水的好氧生物脫氮工藝是投加零價(jià)鐵到處理高氨氮廢水的曝氣反應(yīng)器中，零價(jià)鐵投加量與氨氮濃度的摩爾比為14.3: 1，將好氧或厭氧污泥作為接種污泥加入到曝氣反應(yīng)器中；調(diào)整高氨氮廢水的pH值為7.5，在35 °(:下，高氨氮廢水在反應(yīng)器中停留3天，然后進(jìn)入下一處理工序。
[0016]零價(jià)鐵為鐵粉。接種污泥為硝化污泥。高氨氮廢水的氨氮濃度為350 mg N/L，零價(jià)鐵投加量為20 g Fe/L，溶解氧濃度為0.3~0.5 mg/L。
[0017]本例對氨氮去除率可達(dá)到87.53%，總氮去除率可達(dá)到79.55%，容積去除負(fù)荷達(dá)到0.141 kg N/ (m3.d)。
[0018]實(shí)施例二
本例中，接種污泥為硝化污泥，高氨氮廢水為豬場廢水厭氧消化液，氨氮濃度為500 mgN/L，零價(jià)鐵為鐵刨花，零價(jià)鐵投加量與氨氮濃度的摩爾比為10: 1，零價(jià)鐵投加量為20 gFe/L,高氨氮廢水的pH值為7.6，高氨氮廢水在反應(yīng)器中停留5天，然后達(dá)標(biāo)排放。其余同實(shí)施例一。
[0019]本例對氨氮去除率可達(dá)到98.47%，總氮去除率可達(dá)到95.26%，容積去除負(fù)荷達(dá)到0.259 kg N/ (m3.d)。
[0020]實(shí)施例三
本例中，接種污泥為硝化污泥和厭氧氨氧化污泥，高氨氮廢水為豬場廢水厭氧消化液，氨氮濃度為400 mg N/L，零價(jià)鐵為鐵刨花，零價(jià)鐵投加量與氨氮濃度的摩爾比為12.5: 1，零價(jià)鐵投加量為20 g Fe/L，高氨氮廢水的pH值為7.4，溶解氧濃度為0.3-0.4 mg/L，其余同實(shí)施例二。
[0021]本例對氨氮去除率可達(dá)到95.14%，總氮去除率可達(dá)到91.92%，容積去除負(fù)荷達(dá)到0.208 kg N/ (m3.d)。
[0022]實(shí)施例四
本例中，接種污泥為反硝化污泥，零價(jià)鐵為廢鐵渣，其余同實(shí)施例二。
[0023]實(shí)施例五
本例中，高氨氮廢水的氨氮濃度為10 mg N/L，零價(jià)鐵投加量與氨氮濃度的摩爾比為20:1，高氨氮廢水在反應(yīng)器中停留0.5天，其余同實(shí)施例一。
[0024]實(shí)施例六
本例中，高氨氮廢水的氨氮濃度為lOOOmg N/L,零價(jià)鐵投加量與氨氮濃度的摩爾比為2:1，接種污泥為硝化污泥和厭氧氨氧化污泥，其余同實(shí)施例一。
[0025]實(shí)施例七
本例中，反應(yīng)器中的高氨氮廢水的pH值為6.5，反應(yīng)器中溫度為20 °C，其余同實(shí)施例
ο
[0026]實(shí)施例八
本例中，反應(yīng)器中的高氨氮廢水的pH值為8.0，零價(jià)鐵為廢鋼鐵，其余同實(shí)施例一。
[0027]實(shí)施例九
本例中，零價(jià)鐵為鐵粉和廢鐵渣，反應(yīng)器中的高氨氮廢水的pH值為6.8，反應(yīng)器中溫度為25 °C，其余同實(shí)施例一。
[0028]實(shí)施例十
本例中，零價(jià)鐵為鐵粉、廢鐵渣和鐵刨花，其余同實(shí)施例一。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高氨氮廢水的好氧生物脫氮工藝，是將好氧或厭氧污泥作為接種污泥加入到處理高氨氮廢水的曝氣反應(yīng)器中；其特征在于投加零價(jià)鐵到曝氣反應(yīng)器中，零價(jià)鐵投加量與氨氮濃度的摩爾比為2~20: 1，調(diào)整高氨氮廢水的pH值為6.5~8.0，在20~35 °(:下，高氨氮廢水在反應(yīng)器中停留0.5-5天，然后達(dá)標(biāo)排放或進(jìn)入下一處理工序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氨氮廢水的好氧生物脫氮工藝，其特征在于所述零價(jià)鐵為鐵粉、廢鐵渣、鐵刨花和廢鋼鐵中的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氨氮廢水的好氧生物脫氮工藝，其特征在于所述接種污泥為硝化污泥、反硝化污泥和厭氧氨氧化污泥中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氨氮廢水的好氧生物脫氮工藝，其特征在于所述高氨氮廢水的氨氮濃度為10~1000 mg N/Lo
【專利摘要】本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域內(nèi)的一種高氨氮廢水的好氧生物脫氮工藝，是將好氧或厭氧污泥作為接種污泥加入到處理高氨氮廢水的曝氣反應(yīng)器中；投加零價(jià)鐵到曝氣反應(yīng)器中，零價(jià)鐵投加量與氨氮濃度的摩爾比為2~20:1，調(diào)整高氨氮廢水的pH值為6.5~8.0，在20~35oC下，高氨氮廢水在反應(yīng)器中停留0.5~5天，然后達(dá)標(biāo)排放或進(jìn)入下一處理工序。本發(fā)明克服了現(xiàn)有厭氧氨氧化脫氮工藝不能實(shí)現(xiàn)完全脫氮，耗時(shí)較長的技術(shù)缺陷，提供的高氨氮廢水的好氧生物脫氮工藝全程自養(yǎng)運(yùn)行，脫氮效率高，啟動(dòng)耗時(shí)較短。
【IPC分類】C02F3/12, C02F3/30, C02F101/16
【公開號】CN105347472
【申請?zhí)枴緾N201510775574
【發(fā)明人】鄭丹, 鄧良偉, 宋立
【申請人】農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月15日