CN103803711A

CN103803711A - 一种固定化微生物处理氨氮废水的方法

Info

Publication number: CN103803711A
Application number: CN201210455816.4A
Authority: CN
Inventors: 董亚梅; 王婷; 张豪杰; 王发根; 刘爽; 何丹农
Original assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Current assignee: Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2014-05-21

Abstract

本发明公开了一种固定化微生物处理氨氮废水的方法，包括预处理、固定化微生物硝化过程、固定化微生物反硝化过程、对出水进行检测，如达到国家或地方制定的排放或回用标准，则排放或回用，如未能达到标准，则回流再次进行处理直到达标。本发明将好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌分别进行固定化处理，并将硝化和反硝化工艺结合在一起，微生物经固定化后提高了反应器中的菌群密度，废水中的氨氮在好氧反应器转化为亚硝态氮后进入厌氧反应器与和原水中的高浓度氨氮混合，可以达到连续稳定去除氨氮的效果，为废水中氨氮的彻底去除提供了一种新的工艺，操作方便，并且降低了处理成本，提高了处理效率。

Description

一种固定化微生物处理氨氮废水的方法

技术领域

本发明涉及一种氨氮废水的处理方法，特别是涉及一种固定化微生物处理氨氮废水的方法，属于环境污染综合治理技术领域。

背景技术

近年来，随着经济产业的迅速发展和人们居住城镇化趋势的提高，工业废水和生活污水排放总量逐年增加，同时各种化学合成品以包括化肥、农药和合成洗涤剂等的大量使用，导致污水中所含有的氮营养物质上升为主要污染物。水体中氨氮的突出危害是造成水体的富营养化，水质恶化，影响水体的观赏和旅游价值。另外，氨氮和藻类物质消耗水中溶解氧，鱼虾类水生动植物会因缺氧大量死亡。此外，亚硝酸盐在人体内长时间聚集可致癌，若与胺类作用生成亚硝胺，对人体有强致癌作用，并能导致畸胎。在水处理系统中，水体中氨氮含量的增加提高水处理公司的运行成本。因此，高效的脱氮技术的开发已经成为水污染控制领域一个重要的研究方向。

目前在实际废水脱氮处理技术中应用较为广泛的一种方法是活性污泥法，以及在活性污泥法基础上改进的SBR，A/O，A²/O等工艺，这些改造工艺在废水脱氮方面起到一定作用，但仍存在诸如基建投资和运行费用高，动力消耗大，硝化菌群增殖缓慢且反应易受外界环境因素影响等许多问题。20世纪60年代开始兴起的固定化技术可以弥补现阶段传统生物脱氮技术中的不足，成为近年来国内外研究生物脱氮技术的热点之一。固定化微生物技术是用化学或物理手段将游离微生物定位于限定的空间区域内，并使其保持活性，反复利用的方法。固定化微生物技术具有微生物密度高，流失少，产物易分离，耐毒害和抗冲击负荷能力强，处理设备小型化，易操作，稳定性强，剩余污泥量少等优点，因此，具有广阔的发展前景和应用价值。根据这一机理，本发明的创新点在于把固定化微生物技术分别应用于好氧和厌氧氨氧化菌，固定化微生物可以将氨氮迅速转化为亚硝酸氮，并继续与氨氮反应转化为氮气，达到迅速、高效、彻底去除氨氮的目的。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点，本发明提供一种一种固定化微生物处理氨氮废水的方法。

一种固定化微生物处理氨氮废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）预处理：对含有氨氮的废水进行预处理，去除大部分固体悬浮物和部分有机物；

（2）固定化微生物硝化过程：将好氧氨氧化菌浓缩液与海藻酸钠混合后滴入氯化钙溶液中，形成固定化微生物凝胶球，并填充在生物反应器内，底部曝气，硝化菌颗粒将氨氮硝化转化为亚硝酸态氮；

（3）固定化微生物反硝化过程：将厌氧氨氧化菌浓缩液与海藻酸钠混合后滴入氯化钙溶液中，形成固定化微生物凝胶球，并填充在生物反应器内，固定化厌氧氨氧化菌颗粒将原水中氨氮和亚硝酸态氮转化为氨气将亚硝酸态氮；

（4）检测排放或回流：对出水进行检测，如达到国家或地方制定的排放或回用标准，则排放或回用，如未能达到标准，则回流再次进行处理直到达标。

所述的预处理为采用活性炭，或石英砂，或细格栅，或超滤膜技术处理。

步骤（2）所述的好氧氨氧化菌为活性污泥经过在好氧条件下培养的硝化细菌浓缩液，浓度为10～30g/L。

步骤（3）所述的厌氧氨氧化菌为厌氧污泥经过在厌氧氧条件下培养的厌氧氨氧化菌液，浓度为10～30g/L；

所述的固定化微生物凝胶球的制备方法如下：按照0.08～2:1～3:1的比例将海藻酸钠、好氧，或厌氧氨氧化菌浓缩液、水混合后滴加到3%氯化钙溶液中，固化5～10分钟后，把聚合成型的凝胶氯化钙溶液中取出，去离子水清洗，即得到用于降解氨氮的固定化微生物凝胶球。

步骤（2）所述的生物反应器内固定化微生物凝胶球填充率为10～30%，溶解氧浓度维持在3～6mg/L。

步骤（3）所述的生物反应器内固定化微生物凝胶球填充率为10～30%，水力停留时间维持在12~48小时。

该方法将好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌分别进行固定化处理，并将硝化和反硝化工艺结合在一起，微生物经固定化后提高了反应器中的菌群密度，废水中的氨氮在好氧反应器转化为亚硝态氮后进入厌氧反应器与和原水中的高浓度氨氮混合，经过固定化厌氧氨氧化菌作用，将氨氮和亚硝酸态氮转化为氨气，可以达到连续稳定去除氨氮的效果，为废水中氨氮的彻底去除提供了一种新的工艺，操作方便，并且降低了处理成本，提高了处理效率。本发明操作简单、处理效率高、可以连续达标排放或者循环使用氨氮废水的处理工艺。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1) 固定化微生物技术是一种改进的活性污泥法，属于生物技术，将活性污泥经过在好氧条件下培养的硝化细菌固定在海藻酸钠凝胶球内，可以保持生物反应器内较高的硝化菌群数量，可以通过生物硝化过程迅速高效地将氨氮转化为硝酸氮，处理效果稳定且没有二次污染。

2) 经过固定化微生物的硝化过程后，废水中的氨氮转化为亚硝酸氮，再通过串联的固定化反硝化与原水中的氨氮继续反应生成氮气，达到迅速、高效、彻底去除氨氮的目的。

3) 可以与传统处理工艺相结合，作为传统工艺出水的深度处理，或者作为单独的氨氮处理单元用于废水中的氨氮的去除，工艺组合方便，具有很高的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明的固定化微生物处理氨氮废水的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

对上海某工厂排污口进行取样检测氨氮浓度为62 mg/L，采用固定化微生物技术对废水中的氨氮进行处理，包括步骤如下：

预处理：取此氨氮废水100 L，采用石英砂层过滤预处理，去除大部分固体悬浮物和部分有机污染物。

固定化微生物硝化过程：按照1.5:2:1的比例将海藻酸钠、微生物浓缩液、水混合后滴加到3%氯化钙溶液中，固化10分钟后，把聚合成型的凝胶氯化钙溶液中取出，去离子水清洗，按照填充率为20%分别投加到好氧和厌氧固定化微生物反应器内，保持好氧反应器内溶解氧浓度维持在4mg/L，厌氧反应器内的水力停留时间为48h。

检测回用：对出水进行检测，氨氮浓度为12 mg/L，达到国家制定的《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中氨氮浓度低于15 mg/L的一级排放标准，可以达标排放。

整个处理过程的检测数据如下表：

处理步骤	氨氮浓度(mg/L)	亚硝酸氮浓度(mg/L)	pH
				初始状态	62	3.6	7.28
预处理	62	3.8	6.77
				固定化微生物硝化过程	22	44	7.06
固定化微生物反硝化过程	12	0.6	7.22
				去除率	80.1%	83.3%	-

实施例2：

对上海某污水处理的最终出水进行取样检测氨氮浓度为25 mg/L，采用固定化微生物技术对废水中的氨氮进行处理，包括步骤如下：

固定化微生物硝化过程：按照2:3:1的比例将海藻酸钠、硝化细菌浓缩液、水混合后滴加到3%氯化钙溶液中，固化15分钟后，把聚合成型的凝胶氯化钙溶液中取出，去离子水清洗，按照填充率为15%分别投加到好氧和厌氧固定化微生物反应器内，保持好氧反应器内溶解氧浓度维持在4mg/L，厌氧反应器内的水力停留时间为36h。

检测回用：对离子交换后的出水进行检测，氨氮浓度为3.5 mg/L，达到国家制定的《城镇污水厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中氨氮浓度低于5 mg/L的一级排放标准，可以达标排放。

整个处理过程的检测数据如下表：

处理步骤	氨氮浓度(mg/L)	亚硝酸氮浓度(mg/L)	pH
				初始状态	25	4	6.79
预处理	25	4	6.98
				固定化微生物硝化过程	6	23	7.09
固定化微生物反硝化过程	3.5	0.66	7.18
				去除率	86%	83.5%	-

Claims

1.一种固定化微生物处理氨氮废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：

预处理：对含有氨氮的废水进行预处理，去除大部分固体悬浮物和部分有机物；

固定化微生物硝化过程：将好氧氨氧化菌浓缩液与海藻酸钠混合后滴入氯化钙溶液中，形成固定化微生物凝胶球，并填充在生物反应器内，底部曝气，硝化菌颗粒将氨氮硝化转化为亚硝酸态氮；

固定化微生物反硝化过程：将厌氧氨氧化菌浓缩液与海藻酸钠混合后滴入氯化钙溶液中，形成固定化微生物凝胶球，并填充在生物反应器内，固定化厌氧氨氧化菌颗粒将原水中氨氮和亚硝酸态氮转化为氨气将亚硝酸态氮；

检测排放或回流：对出水进行检测，如达到国家或地方制定的排放或回用标准，则排放或回用，如未能达到标准，则回流再次进行处理直到达标。

2.根据权利要求1所述一种固定化微生物处理氨氮废水的方法，其特征在于，所述的预处理为采用活性炭，或石英砂，或细格栅，或超滤膜技术处理。

3.根据权利要求1所述一种固定化微生物处理氨氮废水的方法，其特征在于，步骤（2）所述的好氧氨氧化菌为活性污泥经过在好氧条件下培养的硝化细菌浓缩液，浓度为10～30g/L。

4.根据权利要求1所述一种固定化微生物处理氨氮废水的方法，其特征在于，步骤（3）所述的厌氧氨氧化菌为厌氧污泥经过在厌氧氧条件下培养的厌氧氨氧化菌液，浓度为10～30g/L。

5.根据权利要求1所述一种固定化微生物处理氨氮废水的方法，其特征在于，所述的固定化微生物凝胶球的制备方法如下：按照0.08～2:1～3:1的比例将海藻酸钠、好氧，或厌氧氨氧化菌浓缩液、水混合后滴加到3%氯化钙溶液中，固化5～10分钟后，把聚合成型的凝胶氯化钙溶液中取出，去离子水清洗，即得到用于降解氨氮的固定化微生物凝胶球。

6.根据权利要求1所述一种固定化微生物处理氨氮废水的方法，其特征在于，步骤（2）所述的生物反应器内固定化微生物凝胶球填充率为10～30%，溶解氧浓度维持在3～6mg/L。

7.根据权利要求1所述一种固定化微生物处理氨氮废水的方法，其特征在于，步骤（3）所述的生物反应器内固定化微生物凝胶球填充率为10～30%，水力停留时间维持在12～48小时。