CN102718370A

CN102718370A - 一种利用微生物处理焦化废水总氮的方法

Info

Publication number: CN102718370A
Application number: CN2012102427587A
Authority: CN
Inventors: 凌亮
Original assignee: ZHEJIANG HANLAN ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG HANLAN ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2012-10-10

Abstract

本发明公开了一种利用微生物处理焦化废水总氮的方法。废水进入二段生化系统进行硝化反硝化作用前先经过一个初曝池，初曝池去除大量COD、挥发酚和氰化物；二段生化系统包括一个Anammox池、一个兼氧池和一个好氧池，Anammox能够进行厌氧氨氧化；兼氧池进行反硝化脱氮，好氧池进行硝化作用；且在初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池中预先分别加入各自体积1.0%~2.5%的微生物载体以及1.5%~4.0%的微生物制剂。经本发明处理后，焦化废水的氨氮可以控制在15mg/L以下，COD可以控制在100mg/L以下，其他指标也可以达到国家一级排放标准。除焦化废水外，本发明所公开的利用微生物处理高浓度氮废水的方法，也适用于生产废水及生活污水的处理。

Description

一种利用微生物处理焦化废水总氮的方法

技术领域

本发明属于生化环保技术领域，主要是涉及了一种利用微生物处理焦化废水总氮的方法。

技术背景

工厂产生的焦化废水是在炼焦生产过程中，产生大量成份复杂、浓度高的废水。焦化废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。一般焦化厂的蒸氨废水水质如下：COD_Cr 2000~10000 mg/L、酚100~900mg/L、氰10~50mg/L、油50~200mg/L、氨氮100~700mg/L左右，是一种高COD和高氨氮的难降解工业废水。

现行焦化行业废水排放标准为《钢铁工业水污染物排放标准》（GB 13456-92）。2010年2月，环境保护部发布《炼焦工业污染物排放标准》（征求意见稿）（下简称征求意见稿），由一般焦化厂的蒸氨废水水质指标可以看出，在征求意见稿实施后，污染物排放要求将远远高于现行的《钢铁工业水污染物排放标准》（GB 13456-92）。

如图1所示，经典的A/O脱氮工艺在布局上按先后顺序设置了缺氧池、好氧池和沉淀池。当入水COD含量很高时（大于4000mg/L），在兼氧池会发生水解酸化反应，从而造成水中BOD含量的激增，进而间接抑制兼氧池中反硝化的进行，不利于废水中总氮的去除。

当入水COD含量不是很高时（小于4000mg/L），缺氧池进行缺氧反硝化反应，好氧池进行好氧硝化反应，其中好氧池出水通过硝化液回流管道回流到缺氧池中为反硝化提供NO₃ ^-或NO₂ ^-。但是作为布局上设置在后的好氧池，其出水中的NO₃ ^-或NO₂ ^-是不可能完全彻底的回流到前端缺氧池的，这样整个系统的出水在正常情况下肯定含有一定浓度的NO₃ ^-或NO₂ ^-；而当系统前端的缺氧池中反硝化不正常时，出水中的NO₃ ^-或NO₂ ^-将肯定是相当高的。另外不管在上述的哪一种情况下，在布局上紧随好氧池其后的沉淀池中的沉泥也必然带有大量的NO₃ ^-或NO₂ ^-，当排泥时也会间接的造成NO₃ ^-或NO₂ ^-对环境的污染。

无疑，由于本身的工艺布局设置局限和反硝化运行时控制不利等非正常情况将导致经典的A/O脱氮工艺应付日趋严格的排放标准显得力不从心。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用微生物处理焦化废水总氮的方法。

为此，本发明采用的技术方案如下：一种利用微生物处理焦化废水总氮的方法，废水进入二段生化系统进行硝化反硝化作用前先经过一个初曝池，初曝池去除大量COD、挥发酚和氰化物；二段生化系统包括一个Anammox池、一个兼氧池和一个好氧池，Anammox能够进行厌氧氨氧化；兼氧池进行反硝化脱氮，好氧池进行硝化作用；且在初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池中预先分别加入各自体积1.0%~2.5%的微生物载体以及1.5%~4.0%的微生物制剂。

更进一步地，在初曝池后还有一个初沉池，与初曝池组成预曝系统；预曝系统中采用独立循环方式将活性污泥由初沉池回流至初曝池，活性污泥是由微生物群和微生物载体组成的，回流比为1:1~2；初曝池中投加的微生物载体为活性炭，pH控制6.2~8.2，DO控制2~4mg/L。

更进一步地，Anammox池的水温控制在25~35℃，pH控制6~9，DO（溶解氧）＜0.5mg/ L，MLVSS（有效污泥浓度）在3~6g/L。

更进一步地，在二段的生化系统中既有污泥回流又有硝化液回流，其中好氧池的硝化液回流至Anammox池和兼氧池，回流比为1:2~4；二沉池的活性污泥回流至兼氧池，回流比为1:1~2，也可以根据实际需要将富余污泥排放。

更进一步地，在初曝池前有一个气浮池。

整个系统由初曝池和初沉池构成系统的前段部分，Anammox池、兼氧池、好氧池和二沉池构成系统的后段部分。Anammox池前设置初曝池和初沉池，废水经初曝池曝气后去除废水中所含的大部分COD、挥发酚和氰化物，并产生大量的硝基氮，从而为焦化废水在Anammox池发生厌氧氨氧化提供良好的环境，硝基氮与废水中固有的氨氮在Anammox池中发生厌氧氨氧化反应，使硝基氮和氨氮直接反应完成脱氮。整个系统由前后两段污泥共同承担负荷,这样的设计提高了系统的运行效率和抗冲击风险系数。

在厌氧或缺氧的条件下,以NH₄ ⁺-N为电子供体,NO₂ ^--N为电子受体,把NH₄ ⁺-N、NO₂ ^--N同时转化为N₂,称之为厌氧氨氧化(Anammox)，厌氧氨氧化反应的特点是微生物在厌氧条件下，以NH₄ ⁺为电子供体，以NO₂ ^-或NO₃ ^-为电子受体，将氨氮和硝态氮变成氮气排入大气中，其主要反应如下：

NH₄ ⁺+ NO₂ ^-→N₂+2 H₂O　 G₀′＝-358kJ/mol NH₄ ⁺

5NH₄ ⁺+3 NO₃ ^-→4 N₂+9H₂O+2H⁺　 G₀′＝-297kJ/mol NH₄ ⁺

上述两种厌氧氨氧化(Anammox)过程的△G<0，说明反应可自发进行，厌氧氨氧化过程的是一个产能的反应，可以提供能量供微生物生长。而且NH₄ ⁺与NO₂ ^-反应比NH₄ ⁺与NO₃ ^-更容易进行。在缺氧条件下，氨氧化菌可以利用NH₄ ⁺作电子供体将NO₂ ^-还原，NH₂OH、NH₂ NH₂、NO和N₂O等是重要的中间产物。

兼氧池在整个系统中起到的作用就是对整个系统出水进行反硝化，确实有效的将由好氧池排水中的NO₃ ^-或NO₂ ^-反硝化为氮气，从而使得系统出水中的总氮含量能够稳定地保持非常低浓度。

在焦化废水进入曝气池之前，经气浮池进行预处理，从而除去大量的油和悬浮物（及渣），然后将焦化废水送入预曝系统曝气。

经本发明处理后，焦化废水的氨氮可以控制在15mg/L以下，COD可以控制在100mg/L以下，其他指标也可以达到国家一级排放标准。除焦化废水外，本发明所公开的利用微生物处理高浓度氮废水的方法，也适用于制药废水、发酵废水、食品企业废水等难降解的生产废水，还可以用于市政废水、生活污水的处理。本发明整个过程（包括初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池）使用微生物菌群（含厌氧氨氧化菌），由于微生物菌群的高效力使得处理成本明显低于传统活性污泥方法。

附图说明

下面结合附图和本发明的实施方式做进一步详细说明。

图1为经典的A/O工艺流程图。

图2为本发明实施例的工艺流程图。

注：A:废水，B:污泥回流，C:硝化液回流。

具体实施方式

以下实施例是本发明在某废水处理工程中所做的运行试验，该试验为封闭试验，非特定人群不能接触、了解试验过程。

如图2所示，以气浮池、初曝池、初沉池、Anammox池、兼氧池、好氧池、二沉池在空间上构成了七个主体单元，其中初沉池设置污泥回流管道至初曝池进水口，二沉池设置污泥回流管道至兼氧池进水口，好氧池出水口设置硝化液回流管道至Anammox池和兼氧池进水口。

当废水经气浮池除去大量油和悬浮物后，将出水送入预曝系统进行曝气处理，初曝池中加有其体积1.0%~2.5%的粉末活性炭以及1.5%~4.0%的HSBEMBM^®环境微生物制剂，温度控制在15~40℃，pH值为6.5~9，溶解氧0.6~3.2mg/L，污泥沉降比为SV₃₀10%~25%，停留时间为12~28小时，进水COD指标2500~6800mg/L，出水COD指标为500~850 mg/L；从初曝池流出的废水再经初沉池沉淀，污泥回流至初曝池，污泥回流比为1:1~2。

再将预曝系统出水送入 Anammox池，在微量搅拌的情况下废水与Anammox池中以活性炭为载体的厌氧氨氧化菌进行生化反应，降解污水中一部分有害物质，提高了污水的可生化性，同时进行反硝化反应和厌氧氨氧化反应脱氮。Anammox池正常运行时可按以下参数进行操作：溶解氧＜0.5mg/L，磷含量3~4mg/L，水温为30℃，pH值控制在7~8。

经Anammox池反应后的出水直接送入兼氧池进行反硝化脱氮，兼氧池的运行参数为，温度为20~35℃，pH值为6.5~7.5，溶解氧0.5mg/L以下，污泥沉降比为SV₃₀15%~30%，停留时间为12~24小时。经兼氧池处理后的废水再送入好氧池进行硝化作用和进一步降解COD的含量，控制温度在20~38℃，pH值为6.8~9.0，溶解氧1.5~4.2mg/L以下，污泥沉降比为SV₃₀15%~30%，停留时间为24~48小时，出水COD为60~150 mg/L。好氧池中的硝化液回流至Anammox池和兼氧池，回流比为1:1~4。经好氧池处理后的废水再经二沉池收集污泥后放流，从而达到维持系统中污泥的稳定。二沉池的活性污泥可以回流至兼氧池，回流比为1:1~2，也可以根据需要和实际运行状况将富余污泥排放。

如下表所示，经本实施例处理后的出水水质，污水处理效果明显好于常规A/O工艺，出水水质指标达到或优于国家标准。其中T-N的含义是好氧池出水中总氮含量，即水中亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、无机铵盐、溶解态氨及大部分有机含氮化合物中氮的总和，其检测方法是：碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法，见 GB 11894-89。

Claims

1.一种利用微生物处理焦化废水总氮的方法，废水进入二段生化系统进行硝化反硝化作用前先经过一个初曝池，初曝池去除大量COD、挥发酚和氰化物；二段生化系统包括一个Anammox池、一个兼氧池和一个好氧池，Anammox能够进行厌氧氨氧化；兼氧池进行反硝化脱氮，好氧池进行硝化作用；其特征在于：在初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池中预先分别加入各自体积1.0%~2.5%的微生物载体以及1.5%~4.0%的微生物制剂。

2.按照权利要求1所述的一种利用微生物处理焦化废水总氮的方法，其特征在于：在初曝池后还有一个初沉池，与初曝池组成预曝系统；预曝系统中采用独立循环方式将活性污泥由初沉池回流至初曝池，活性污泥是由微生物群和微生物载体组成的，回流比为1:1~2；初曝池中投加的微生物载体为活性炭，pH控制6.2~8.2，DO控制2~4mg/L。

3.按照权利要求1所述的一种利用微生物处理焦化废水总氮的方法，其特征在于：Anammox池的水温控制在25~35℃，pH控制6~9，DO（溶解氧）＜0.5mg/ L，MLVSS（有效污泥浓度）在3~6g/L。

4.按照权利要求1所述的一种利用微生物处理焦化废水总氮的方法，其特征在于：在二段的生化系统中既有污泥回流又有硝化液回流，其中好氧池的硝化液回流至Anammox池和兼氧池，回流比为1:2~4；二沉池的活性污泥回流至兼氧池，回流比为1:1~2，也可以根据实际需要将富余污泥排放。

5.按照权利要求1所述的一种利用微生物处理焦化废水总氮的方法，其特征在于：在初曝池前有一个气浮池。