CN101962248A - 一种生物脱总氮处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物脱总氮处理方法，包括以下步骤：(1)废水预处理：将进水总氮为300-1000mg/L，经调节池由泵提升入气浮设备，去除悬浮物后排入分解池中进行有机物断链分解；(2)一级缺氧-好氧处理：预处理后的氨氮废水先由一级缺氧池进入好氧池，再通过回流泵由好氧池回流到一级缺氧池，进行废水的硝化和反硝化处理；(3)二级缺氧处理：将由好氧池流入的废水进入二级缺氧池，进一步反硝化，进一步去除总氮；(4)膜分离处理：将由二级缺氧池流入膜分离池的废水，由膜进行泥水分离，出水总氮小于30mg/L。实现循环利用，保护环境，变废为宝，降低成本，实现真正意义上的零排放。

Description

一种生物脱总氮处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种废水处理方法，尤其是一种生物脱总氮处理方法。 背景技术

[0002] 氮元素在废水中的主要存在形式有分子态氮、有机态氮、氨态氮、亚硝态氮、硝态 氮，以及部分存在于硫氢化物和氰化物中的氮，在未处理的原废水中，有机氮和氨氮是氮的 主要存在形式。由于氨氮的毒性作用、硝酸盐的致癌作用以及氮化物对生态系统、河流、湖 泊、近海海洋的酸化和富营养化作用，含氮化合物在水污染问题中扮演着越来越重要的角 色，尤其是高氨氮废水更是引起广泛的关注，是含氮废水处理中的难点。

[0003] 排放高氨氮废水的有城市生活垃圾填埋场，以及钢铁、化肥、制药、石油化工、无机 化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等工业部门，这些废水中污染物的种类和浓 度因行业不同而千变万化，即使同类工业不同工厂的废水其浓度也各不相同，变化较大。

[0004] 对于高氨氮废水处理技术的研究，经过近几十年的发展，已出现大量行之有效的 处理工艺，形成了废水脱氮的技术体系，总结起来主要有两大类，即物化法和生物法。物化 法脱氮主要以吹脱和气提法、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、电渗析法和催化湿式 氧化法等方法为主。但是氨吹脱、汽提工艺均易生成水垢，而吹脱法除氨又不适宜在寒冷的 冬季使用，因为水温低时吹脱效率低。折点加氯法效果佳，不受水温影响，

[0005] 但对于高浓度氨氮废水的处理运行成本太高，而且副产物氯胺和氯代有机物会造 成二次污染。离子交换法投资省、操作较为方便，氨氮去除率也很高，但是对硝态氮、亚硝态 氮以及有机氮没有去除能力。化学沉淀法操作简单，但是运行费用高，需要附加污泥分离装 置，且易造成二次污染。电渗析法，无需添加氧化剂、絮凝剂等药品，操作简便；但是其能耗 大，成本高，还存在着析氧析氢等副反应。湿式催化氧化法操作条件较为苛刻，能耗较大。

[0006] 对比上述的物化法，生物脱氮技术适用范围最广，且无二次污染，是较为经济有效 的处理技术。生物脱氮是指污水中的含氮有机物，在生物处理过程中被异养型微生物氧化 分解，转化为氨氮，然后再由自养型硝化菌将其转化为No”最后再由反硝化菌将No”还原 为氮气，从而达到脱氮的目的的过程。

[0007] 随着经济和科学技术的发展，人们的环境意识和水环境标准的不断提高，传统的 活性污泥法以及在传统活性污泥工艺基础上改造而成的A/0法，A}/0法等工艺，虽然在脱 氮方面起到了一定的作用，仍存在很多问题，如占地面积大，有机负荷低，低温时效率低，动 力消耗及运行费用高等；而且在处理高氨氮废水时，由于高浓度的游离氨会抑制硝化细菌 的活性，导致出水难以达标；对于低C/N比的高氨氮废水，则要常加额外的碳源。

[0008] 二十世纪七八十年代产生的生物强化技术通过向反应系统中投加高效微生物可 以改善处理系统的出水水质，尤其是投加高效硝化菌和反硝化菌对废水中去除高氨氮效果 显著。但是由于投加的高效菌往往悬浮于系统中，容易发生失活和流失，不能与出水有效分 离，长期投加又会增加水处理成本，生物强化技术的广泛应用受到了限制，另外现有工艺对 总氮去除效率不高，仍然对水体和周边环境间接产生负作用。

3发明内容

[0009] 为了克服以上缺陷，本发明要解决的技术问题是：提出一种生物脱总氮处理方法。

[0010] 本发明所采用的技术方案为：一种生物脱总氮处理方法，其特征在于包括以下步 骤：

[0011] (1)废水预处理：进水总氮为300-1000mg/L，经调节池由泵提升入气浮设备，去除 废水悬浮物后进入分解池中进行有机物断链分解；

[0012] (2) 一级缺氧-好氧处理：预处理后的氨氮废水先由一级缺氧池进入好氧池，再通 过回流泵由好氧池回流到一级缺氧池，进行废水的硝化和反硝化处理；

[0013] (3) 二级缺氧处理：将由好氧池流入的废水进入二级缺氧池，进一步反硝化，去除 总氮；

[0014] (4)膜分离处理：将由二级缺氧池流入分离池的废水，由膜进行泥水分离，进水总 氮为700mg/L、出水总氮小于30mg/L。

[0015] 根据本发明的另外一个实施例，一种氨氮废水的生物脱总氮处理方法进一步包括 步骤⑴所述的絮凝剂为]聚合氯化铝，加入量为絮凝剂30-50mg/L。

[0016] 根据本发明的另外一个实施例，一种生物脱总氮处理方法进一步包括步骤（1)所 述的助凝剂为聚丙烯酰胺，加入量为5-10mg/L。

[0017] 根据本发明的另外一个实施例，一种生物脱总氮处理方法进一步包括步骤（2)所 述的硝化处理为先是微生物利用鼓风机送来的氧将废水中有机物进一步氧化分解，然后自 氧性硝化菌利用氧将有机氮及氨氮等氧化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮。

[0018] 根据本发明的另外一个实施例，一种氨氮废水的生物脱总氮处理方法进一步包括 步骤（2)所述的硝化反应的条件为BOD小于20mg/l，溶解氧在1. 5-3. 5mg/l，PH7. 2-8. 0，水 温为25°C，污泥浓度是5000-6000mg/l，水力停留时间为15_25h。

[0019] 根据本发明的另外一个实施例，一种生物脱总氮处理方法进一步包括所述的反硝 化处理为反硝化菌利用废水中的有机低碳源将好氧池产生的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原 为氮气。

[0020] 根据本发明的另外一个实施例，一种生物脱总氮处理方法进一步包括反硝化条件 为溶解氧小于0. 5mg/l，水温25°C，污泥浓度是4000-5000mg/l，水力停留时间为8_12h。

[0021] 根据本发明的另外一个实施例，一种生物脱总氮处理方法进一步包括步骤（4)所 述的膜为聚偏氟乙烯，孔径.0. 1-0. 2 μ m。

[0022] 根据本发明的另外一个实施例，一种生物脱总氮处理方法进一步包括步骤（4)所 述的膜分离池膜单元采用开8分钟，停2分钟的方式，及即产水8分钟，停水2分钟。

[0023] 根据本发明的另外一个实施例，一种生物脱总氮处理方法进一步包括步骤（4)所 述的截流下的污泥通过膜分离池内设置的污泥回流泵分别回流到一级缺氧池，好氧池及二 级缺氧池，保证各池内有效污泥浓度。

[0024] 本发明的有益效果是：

[0025] (1)本发明设置好氧回流和污泥回流，实现短程硝化与反硝化，然后进一步的反硝 化，这种工艺对氨氮废水具有较好的脱氮效果，去除总氮达到95 %以上。处理后的废水满足 城市杂用水用水标准，真正意义上实现废水的零排放目标。[0026] (2)本发明采用废水预先处理通过在氨氮废水中加入絮凝剂和助凝剂，采用气浮 去除悬浮物和油，气浮出水进入水解池进行有机物断链分解，然后再进行好氧、缺氧处理， 避免了水处理设备的结垢、腐蚀；解决了膜元件的污物、污垢污染问题，延长了使用寿命，为 设备正常运行提供了保证，而且减少了维修费用，降低了运行成本，系统能耗低，操作方便。

[0027] (3)本发明污泥通过膜分离池外设置的污泥回流泵分别回流到一级缺氧池，好氧 池及二级缺氧池，保证各池内有效污泥浓度，同时系统排除的剩余污泥通过污泥浓缩池进 行浓缩，然后再进行压滤形成干污泥，干污泥可以用来堆肥，实现循环利用，保护环境，变废 为宝。

附图说明

[0028] 图1是本发明的工艺流程图。 具体实施方式

[0029] 现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的 示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

[0030] 图1是本发明的工艺流程图，参照图1，一种生物脱总氮处理方法，包括以下步骤：

[0031] (1)废水预处理：将进水总氮为300-1000mg/L、经调节池由泵提升入气浮设备，加 入絮凝剂和助凝剂，所述的絮凝剂为聚合氯化铝，加入量为絮凝剂30-50mg/L，所述的助凝 剂为聚丙烯酰胺，加入量为5-10mg/L。通过刮渣机去除废水中悬浮物和油，处理后废水进入 水解池中进行有机物断链分解；

[0032] (2) 一级缺氧-好氧处理：预处理后的氨氮废水先由一级缺氧池进入好氧池，再 通过回流泵由好氧池回流到一级缺氧池，进行废水的硝化和反硝化处理，所述的硝化处理 为先是微生物利用鼓风机送来的氧将废水中有机物进一步氧化分解，然后自氧性硝化菌利 用氧将有机氮及氨氮等氧化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，硝化反应的条件为：B0D小于20mg/ 1，溶解氧在1. 5-3. 5mg/l, PH7. 2-8. 0，水温为25°C，污泥浓度是5000_6000mg/l，水力停留 时间为15-25h，反硝化处理为反硝化菌利用废水中的有机低碳源将好氧池产生的硝酸盐 氮和亚硝酸盐氮还原为氮气，反硝化条件为溶解氧小于0. 5mg/l，水温25°C ；污泥浓度是 4000-5000mg/l，水力停留时间为8_12h，本阶段去除总氮效率在60%以上；

[0033] (3) 二级缺氧处理：将由好氧池流入的废水进入二级缺氧池，进一步反硝化，反 硝化条件为溶解氧小于0. 5mg/l，水温25 V ；污泥浓度是5000-6000mg/l，溶解氧为小于 0. 5mg/L，水力停留时间为8-12h，将好氧池剩余的40%总氮进一步反硝化，以达到本系统 脱总氮效率达到95%以上；

[0034] (4)MBR膜分离处理，将由二级缺氧池流水分离池，由膜进行泥水分离，膜单元运行 原则为开8停2，即产水8分钟，停水2分钟，出水总氮小于30mg/L。所述的截流下的污泥 通过膜分离池内设置的污泥回流泵分别回流到一级缺氧池，好氧池及二级缺氧池，保证各 池内有效污泥浓度。

[0035] 实施例1

[0036] 进水总氮为1000mg/L的废水、经调节池由泵提升入气浮设备，加入聚合氯化铝 30〜50mg/l和聚丙烯酰胺5〜10mg/L，去除废水中悬浮物和油后，进入水解池中进行断链分解；预处理后的氨氮废水先由一级缺氧池进入好氧池，再通过回流泵由好氧池回流到一 级缺氧池，进行废水的硝化和反硝化处理，硝化反应的条件为：B0D小于20mg/l，溶解氧在

1. 5〜3. 5mg/l，PH7. 2〜8. 0，水温为25°C，污泥浓度是5000〜6000mg/l，水力停留时间为 25h，反硝化条件为溶解氧小于0. 5mg/l，水温25 V ；污泥浓度是4000〜5000mg/l，水力停 留时间为12h ；将由好氧池流入的废水进入二级缺氧池，进一步反硝化，反硝化条件为DO小 于0. 5mg/l，水温25°C ；污泥浓度是4000〜5000mg/l，水力停留时间为10h，将由二级缺氧 池流水MBR分离池，由膜进行泥水分离，膜单元产水8分钟，停2分钟，出水总氮小于30mg/ L0

[0037] 实施例2

[0038] 进水总氮为550mg/L废水、经调节池由泵提升入气浮设备，加入聚合氯化铝30〜 50mg/l和聚丙烯酰胺5〜10mg/L，去除废水中悬浮物和油后，进入入水解池中进行断链 分解；预处理后的氨氮废水先由一级缺氧池进入好氧池，再通过回流泵由好氧池回流到一 级缺氧池，进行废水的硝化和反硝化处理，硝化反应的条件为：B0D小于20mg/l，溶解氧在

2. 0〜3. 5mg/l，PH7. 2〜8. 0，水温为25°C，污泥浓度是5000〜6000mg/l，水力停留时间为 15h，反硝化条件为溶解氧小于0. 5mg/l，水温25°C ；污泥浓度是4000〜5000mg/l，水力停留 时间为8h ；将由好氧池流入的废水进入二级缺氧池，进一步反硝化，反硝化条件为溶解氧 小于0. 5mg/l，水温25°C;污泥浓度是4000〜5000mg/l，水力停留时间为9h，将由二级缺氧 池流水MBR分离池，由膜进行泥水分离，膜单元产水8分钟，停2分钟，出水总氮小于20mg/ L0

[0039] 实施例3

[0040] 进水总氮为800mg/L废水，经调节池由泵提升入气浮设备，加入聚合氯化铝30〜 50mg/l和聚丙烯酰胺5〜10mg/L，去除废水中悬浮物和油后，进入水解池中进行断链分解； 预处理后的氨氮废水先由一级缺氧池进入好氧池，再通过回流泵由好氧池回流到一级缺氧 池，进行废水的硝化和反硝化处理，硝化反应的条件为：B0D小于20mg/l，溶解氧在2. 5〜

3. 5mg/l，PH7. 2〜8. 0，水温为25°C，污泥浓度是5000〜6000mg/l，水力停留时间为20h， 反硝化条件为溶解氧小于0. 5mg/l，水温25 V ；污泥浓度是4000〜5000mg/l，水力停留时 间为IOh ；将由好氧池流入的废水进入二级缺氧池，进一步反硝化，反硝化条件为溶解氧小 于0. 5mg/l，水温25V ；污泥浓度是4000〜5000mg/l，水力停留时间为12h，将由二级缺氧 池流水MBR分离池，由膜进行泥水分离，膜单元产水8分钟，停2分钟，出水总氮小于15mg/ L0

[0041] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完 全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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Claims (10)

1. 一种生物脱总氮处理方法，其特征在于包括以下步骤：(1)废水预处理：将氨氮废水，进水总氮为300‑1000mg/L，经调节池由泵压提升入气浮设备，去除悬浮物后进入分解池中进行有机物断链分解；(2)一级缺氧‑好氧处理：预处理后的氨氮废水先由一级缺氧池进入好氧池，再通过回流泵由好氧池回流到一级缺氧池，进行废水的硝化和反硝化处理；(3)二级缺氧处理：将由好氧池流入的废水进入二级缺氧池，进一步反硝化，去除总氮；(4)膜分离处理：将由二级缺氧池流入膜分离池的废水，由膜进行泥水分离，进水总氮为700mg/L、出水总氮小于30mg/L。
2. 2.根据权利要求1所述的一种氨氮废水的生物脱总氮处理方法，其特征在于步骤（1) 所述的絮凝剂为聚合氯化铝，加入量为絮凝剂30-50mg/L。
3. 3.根据权利要求1所述的一种氨氮废水的生物脱总氮处理方法，其特征在于步骤（1) 所述的助凝剂为聚丙烯酰胺，加入量为5-10mg/L。
4. 4.根据权利要求1所述的一种生物脱总氮处理方法，其特征在于步骤（2)所述的硝化 处理为先是微生物利用鼓风机送来的氧将废水中有机物进一步氧化分解，然后自氧性硝化 菌利用氧将有机氮及氨氮等氧化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮。
5. 5.根据权利要求1所述的一种的生物脱总氮处理方法，其特征在于步骤（2)所述的硝 化反应的条件为BOD小于20mg/l，溶解氧在1. 5-3. 5mg/l，PH7. 2-8. 0，水温为25°C，污泥浓 度是5000-6000mg/l，水力停留时间为15_25h。
6. 6.根据权利要求1所述的一种生物脱总氮处理方法，其特征在于所述的反硝化处理为 反硝化菌利用废水中的有机低碳源将好氧池产生的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原为氮气。
7. 7.根据权利要求5所述的一种生物脱总氮处理方法，其特征在于反硝化条件为溶解氧 小于0. 5mg/l，水温25°C，污泥浓度是4000_5000mg/l，水力停留时间为8_12h。
8. 8.根据权利要求1所述的一种生物脱总氮处理方法，其特征在于步骤（4)所述的膜为 聚偏氟乙烯,孔径.0. 1-0. 2 μ m。
9. 9.根据权利要求7所述的一种生物脱总氮处理方法，其特征在于步骤（4)所述的膜分 离膜单元采用开8分钟，停2分钟的方式，及即产水8分钟，停2分钟。
10. 10.根据权利要求8所述的一种生物脱总氮处理方法，其特征在于步骤（4)所述的截 流下的污泥通过膜分离池外设置的污泥回流泵分别回流到一级缺氧池，好氧池及二级缺氧 池，保证各池内有效污泥浓度。