CN101525179A - 一种厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，其特征是在厌氧条件下，将含厌氧菌的污泥接种到厌氧折流板反应器中，将氨氮和亚硝酸盐氮的浓度均为10～20mg/L的弱碱性氨氮废水通过进水储瓶进入厌氧折流板反应器，用恒流蠕动泵控制水力停留时间为24h～48h，控制反应温度在25℃～30℃，当厌氧氨氧化菌已成为优势菌群时，且持续5天氨氮和亚硝酸盐氮的去除率都达到80％时，表示厌氧折流板反应器已成功启动，然后将其它低浓度的氨氮废水通过进水储瓶进入厌氧折流板反应器，控制水力停留时间为12h～48h，最终废水中氨氮和亚硝酸盐氮去除率均可达80％左右。

Description

一种厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法
技术领域
本发明涉及一种处理氨氮废水的方法，具体来说涉及一种通过厌氧折流板反应器来厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法。
背景技术
环境是人类赖以生存和发展的基础，然而随着工业化和城市化进程的加快，过量氨氮进入水体，严重污染了水体环境。根据氨氮含量的不同，氨氮废水可分为高浓度氨氮废水(浓度大于500mg/L)，中浓度氨氮废水(浓度范围50～500mg/L)和低浓度氨氮废水(浓度范围小于50mg/L)三类。其中低浓度氨氮废水主要来源于城市生活污水。
目前低浓度氨氮废水的处理方法主要有电渗析法、反渗透法、空气吹脱法、折点加氯法、选择离子交换法、生物脱氮法等，其中电渗析法和反渗透法成本很高，空气吹脱法，折点加氯法和选择离子交换法一般只能作为预处理或后续处理手段，生物脱氮法经济、有效，是目前运用最广，最具前景的方法。目前的生物脱氮法的原理是通过硝化和反硝化这两个相互独立的过程来实现，其中硝化需要消耗大量的氧气，反硝化则要在缺氧条件下进行，且需要一定的碳源，过程中，由于自养硝化菌在大量有机物存在的条件下，对氧气和营养物的竞争不如好氧异养菌，因而导致异养菌占优势，另外反硝化反应还需要提供适当的电子供体，通常为有机物。由于硝化和反硝化的不同要求导致了生物脱氮反应器的不同组合，例如硝化与反硝化在同一污泥中完成，即单一污泥工艺，则通过交替的好氧区和厌氧区来实现，或者硝化和反硝化在不同污泥中完成，即双污泥工艺，则通过分离的硝化和反硝化反应器来完成。但是无论是哪一种工艺，如果硝化在后，就需要将硝化废水回流，如果硝化在前，则需要外加电子供体，因而都增加了生物脱氧工艺的复杂性。另外硝化产生的酸和反硝化产生的碱都需要外加化学试剂进行中和，因而有可能导致二次污染。
厌氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation，Anammox)是一种新型的生物脱氮过程，是在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌以氨氮为电子供体，亚硝酸盐氮为电子受体，直接将氨氮和亚硝酸盐氮转化为氮气的生化反应。这种方法不但能同时除去两种氮素污染物，且步骤简单，无二次污染。但是由于厌氧氨氧化细菌的生长速度极为缓慢，培养和增殖都比较困难，所要求的反应器必须有很强的截流污泥的作用。因此尽管对厌氧氨氧化作用机理已取得初步的认识，这种技术在国内仍处于理论研究阶段。厌氧折流板反应器(Anaerobic Baffled Reactor，ABR)由下流室，折流板，上流室，排气口和出水口组成，是一种新型的高效厌氧反应器，但是目前还没有用它来启动厌氧氨氧化反应处理低浓度氨氮废水的方法见报。
发明内容
本发明的目的在于利用厌氧折流板反应器开发出一种新的处理低浓度氨氮废水的方法。
我们通过在厌氧折流板反应器中接种含厌氧菌的污泥，然后用浓度为10～20mg/L的碱性氨氮废水启动厌氧折流板反应器，待反应器被成功启动后，再将其它浓度的氨氮废水进行处理，最终氨氮和亚硝酸盐氮的去除率均可达80％，从而实现了本发明的目的。
本发明的厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，其特征包括以下的步骤：
(1)在厌氧条件下，将含厌氧菌的污泥接种到厌氧折流板反应器中，将氨氮和亚硝酸盐氮的浓度均为10～20mg/L的，pH 7.8～8.3氨氮废水通过进水储瓶进入厌氧折流板反应器，用位于进水储瓶和厌氧折流板反应器之间的恒流蠕动泵控制进水量从而控制水力停留时间为24～48h，控制反应温度在20℃～30℃，处理后的废水由出水口排出，沼气由排气口排出，直至厌氧折流板反应器中厌氧氨氧化菌成为优势菌群，且持续5天氨氮和亚硝酸盐氮的去除率都达到80％，此时厌氧折流板反应器已成功启动；
(2)厌氧折流板反应器成功启动后将氨氮浓度为20～50mg/L，亚硝酸盐氮浓度为20～50mg/L的，pH 7.8～8.3氨氮废水通过进水储瓶进入厌氧折流板反应器，控制水力停留时间为12～48h，控制反应温度在20℃～30℃，处理后的废水由出水口排出，沼气由排气口排出。
步骤(1)所述的含厌氧菌的污泥最好由垃圾渗滤液处理厂的厌氧污泥及河涌底泥按3∶1的比例混合得到，所述的厌氧折流板反应器规格最好如下：长40cm，宽14cm，高30cm，有效高度27.5cm，有效容积15.4L。反应器分为4个隔室，每个隔室中上下流向隔间宽度比为5∶1，折流板拐角45℃。
本发明的反应流程见图1。
本发明的步骤(1)实现了厌氧氨氧化脱氮，氨氮容积负荷为3.91g/(m3·d)，亚硝酸盐氮容积负荷为3.2lg/(m3·d)，步骤(1)缩短HRT和提高氨氮废水中氨氮和亚硝酸盐氮的浓度，从而提高氨氮、亚硝酸盐氮的容积负荷(最高达60g/(m3·d))，最终废水中氨氮和亚硝酸盐氮去除率均可达80％左右。
附图说明
图1：本发明的反应流程图，其中1表示进水储瓶，2表示恒流蠕动泵，3表示厌氧折流板反应器，4表示下流室，5表示上流室，6表示折流板，7表示排气口排出气体，8表示出水口排出处理后的废水。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明不限于以下实施例。实施例中使用的厌氧折流板反应器长40cm，宽14cm，高30cm，有效高度27.5cm，有效容积15.4L。反应器分为4个隔室，每个隔室中上下流向隔间宽度比为5∶1，折流板拐角45℃。
实施例1：
在厌氧折流板反应器中按3∶1的比例接种垃圾渗滤液处理厂厌氧污泥和河涌底泥，将氨氮和亚硝酸盐氮的浓度均为10mg/L的，pH为7.8(用盐酸或氢氧化钠进行调节，下同)的氨氮废水通过进水储瓶1进入厌氧折流板反应器3，用位于1和3之间的恒流蠕动泵2控制0.33L/h水量的水力停留时间为48h，控制反应温度在25℃，处理后的废水由出水口8排出，沼气由排气口7排出，3个月后，厌氧折流板反应器中厌氧氨氧化菌成为优势菌群，且持续5天氨氮和亚硝酸盐氮的去除率都达到80％时，表示厌氧折流板反应器已成功启动；
反应器成功启动后将氨氮浓度为15.6mg/L，亚硝酸盐氮浓度为15.0mg/L，pH为7.8的氨氮废水通过进水储瓶1进入厌氧折流板反应器3，控制水量为0.67L/h，水力停留时间为24h，控制反应温度在20～25℃，处理后的废水由出水口8排出，沼气由排气口7排出，排出的废水中的氨氮浓度为1.6mg/L，亚硝酸盐氮浓度为0.1mg/L。
实施例2：
在厌氧折流板反应器中按3∶1的比例接种垃圾渗滤液处理厂厌氧污泥和河涌底泥，将氨氮和亚硝酸盐氮的浓度均为20mg/L的，pH为8.3的氨氮废水通过进水储瓶1进入厌氧折流板反应器3，用位于1和3之间的恒流蠕动泵2控制水量为0.33L/h，水力停留时间为48h，控制反应温度在30℃，3个月后，厌氧氨氧化菌成为优势菌群，且持续5天氨氮和亚硝酸盐氮的去除率都达到80％时，表示厌氧折流板反应器已成功启动；
反应器成功启动后将氨氮浓度为31.3mg/L，亚硝酸盐氮浓度为34.9mg/L，pH为8.3的氨氮废水通过进水储瓶1进入3，控制水量为1.33L/h，水力停留时间为12h，控制反应温度在25～30℃，由出水口8排出的废水中的氨氮浓度为2.6mg/L，亚硝酸盐氮浓度为1.2mg/L。
实施例3：
在厌氧折流板反应器中按3∶1的比例接种垃圾渗滤液处理厂厌氧污泥和河涌底泥，将氨氮和亚硝酸盐氮的浓度均为15mg/L的，pH为8.0的氨氮废水通过进水储瓶1进入厌氧折流板反应器3，用位于1和3之间的恒流蠕动泵2控制水量为0.33L/h，水力停留时间为48h，控制反应温度在28℃，3个月后，厌氧氨氧化菌成为优势菌群，且持续5天氨氮和亚硝酸盐氮的去除率都达到80％时，表示厌氧折流板反应器已成功启动；
将氨氮浓度为48.7mg/L，亚硝酸盐氮浓度为49.5mg/L，pH为8.0的氨氮废水通过进水储瓶1进入厌氧折流板反应器3，控制水量为1.33L/h，水力停留时间为18h，控制反应温度在25～30℃，由出水口8排出的废水中的氨氮浓度为6.8mg/L，亚硝酸盐氮浓度为1.3mg/L。

Claims (2)

1.一种厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，其特征包括以下的步骤：
(1)在厌氧条件下，将含厌氧菌的污泥接种到厌氧折流板反应器中，将氨氮和亚硝酸盐氮的浓度均为10～20mg/L的，pH7.8～8.3氨氮废水通过进水储瓶进入厌氧折流板反应器，用位于进水储瓶和厌氧折流板反应器之间的恒流蠕动泵控制进水量从而控制水力停留时间为24～48h，控制反应温度在25℃～30℃，处理后的废水由出水口排出，气体由排气口排出，直至厌氧折流板反应器中厌氧氨氧化菌成为优势菌群，且持续5天氨氮和亚硝酸盐氮的去除率都达到80％，此时厌氧折流板反应器已成功启动；
(2)厌氧折流板反应器成功启动后将氨氮浓度为20～50mg/L，亚硝酸盐氮浓度为20～50mg/L的，pH7.8～8.3氨氮废水通过进水储瓶进入厌氧折流板反应器，控制水力停留时间为12～48h，控制反应温度在20℃～30℃，处理后的废水由出水口排出，沼气由排气口排出。
2.权利要求1所述的一种厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，其特征是步骤(1)所述的含厌氧菌的污泥由垃圾渗滤液处理厂的厌氧污泥及河涌底泥按3∶1的比例混合得到，所述的厌氧折流板反应器长40cm，宽14cm，高30cm，有效高度27.5cm，有效容积15.4L。反应器分为4个隔室，每个隔室中上下流向隔间宽度比为5∶1，折流板拐角45℃。
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