CN105800873A - 一种用自养脱氮工艺处理高浓度氨氮废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用自养脱氮工艺处理高浓度氨氮废水的方法，属于废水处理及资源化技术领域。该方法是一个基于亚硝酸盐的全自养生物脱氮过程，它通过氨氧化细菌(AOB)的作用，将氨氧化为亚硝酸盐，再通过厌氧氨氧化细菌(AAOB)的作用，将剩余的氨和亚硝酸盐转化为氮气，该方法是在CANON池中添加生物流化床填料，提高氨氮处理负荷，是一种高效节能的处理氨氮废水工艺，本发明的活性污泥可实现循环利用，具有显著的环境效益和经济效益。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种用自养脱氮工艺处理高浓度氨氮废水的方法，属于废水处理及资源化技术领域。
二、背景技术
过量氨氮排入水体将导致水体富营养化，降低水体观赏价值，并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此，废水脱氮处理受到人们的广泛关注。目前，主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。硝化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮，有的氨氮浓度达500mg/L以上，有的氨氮浓度甚至达到几千mg/L，上述处理方法会由于游离氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其应用受到限制。高浓度氨氮废水的处理方法可以分为物化法、生化联合法和新型生物脱氮法。
物化法主要包括吹脱法、沸石脱氨法、膜分离技术、MAP沉淀法、化学氧化法。物化方法在处理高浓度氨氮废水时不会因为氨氮浓度过高而受到限制，但是不能将氨氮浓度降到足够低(如100mg/L以下)，另外，物化法可以处理高浓度氨氮废水，但往往是多种串联方法组合，且运行费用昂贵，有些还会产生二次污染。一体化自养脱氮工艺(completelyautotrophicnitrogenremovalovernitrite,CANON)是Sharon(singlereactorsystemforhighammoniaremovalovernitrite)工艺和厌氧氨氧化(Anammox)工艺的结合，是一个基于亚硝酸盐的全自养生物脱氮过程，它通过氨氧化细菌(AOB)的作用，将氨氧化为亚硝酸盐，再通过厌氧氨氧化细菌(AAOB)的作用，将剩余的氨和亚硝酸盐转化为氮气，该工艺不需要外加碳源，是一种高效节能的除氮工艺。
CANON工艺(Completelyautotrophicammoni-umremovalovernitrite)，即生物膜内自养脱氮工艺，是一种新型生物脱氮工艺，该工艺是指在单个反应器或者生物膜内通过控制溶解氧实现亚硝化和厌氧氨氧化，从而达到脱氮的目的。在微氧条件下，亚硝酸菌将氨氮部分氧化成亚硝酸，消耗氧化创造ANAMMOX过程所需的厌氧环境；产生的亚硝酸与部分剩余的氨氮发生ANAMMOX反应生成氮气，CANON过程的化学计量方程式如下：
亚硝化：1NH4 ++1.5O2→1+H++H2O
ANAMMOX：1NH3+1.32NO2 -+H+→1.02N2+0.26NO3 -+2H2O
CANON：1NH4 ++0.85O2→0.435N2+0.13NO3 -+0.14H++1.3H2O
从反应形式上看，CANON工艺是SHARON工艺和ANAMMOX工艺的结合。CANON工艺过程的控制，首先是要实现好氧氨氧化和厌氧氨氧化间达到动态平衡，即SHARON工艺产生的NO2 -与ANAMMOX工艺所需要的NO2 -相等，而厌氧氨氧化菌生长速率慢、倍增时间长，一旦生长环境遭到破坏，就需要很长的时间才能恢复。
三、发明内容
本发明的目的是根据目前高浓度氨氮废水处理难、成本高、技术不成熟等问题，提供一种高负荷的生物脱氮工艺。.
本发明提供的一种用自养脱氮(CANON)工艺处理高浓度氨氮废水的方法，所述氨氮浓度在500-10000mg/L：其特征在于该方法步骤如下：
1)将污水集中送入调节池。用提升泵将调节池内的高浓度氨氮废水打入带有生物流化床填料的CANON池，该池内同时生长繁殖着包括亚硝酸菌、厌氧氨氧菌(ANAMMOX)以及反硝化细菌微生物，采用间歇曝气方式以限制供氧，曝气时间控制在10-120min，抑制池内硝化细菌(NOB)的生长，并富集亚硝化菌和厌氧氨氧菌，曝气后溶解氧浓度达到4-8mg/L，再用潜水搅拌机对废水进行搅拌，搅拌过程中溶解氧浓度缓慢降至0.3-1.0mg/L，pH值控制在6-9，温度在20-35℃；
2)污水从CANON池经中间池进入A/O池，污水先在缺氧池(A池)内进行反硝化反应，然后再进入好氧池(O池)进行硝化反应，好氧池通过不间断曝气，提供足够的氧气进行硝化反应，所产生的硝化液经管道经泵提升回流到A池进行反硝化，经好氧池处理过的废水进入二沉池；
3)废水在二沉池沉淀后，污泥经回流管道再送入到缺氧池，上部清液进入终沉池沉淀，处理后的污水指标达到排放标准，由终沉池排放。
反应池中亚硝化菌、厌氧氨氧菌和反硝化细菌的含量占池内总细菌的比列分别为40-60％、35-50％、15-25％。所述的亚硝酸菌为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)，厌氧氨氧菌属于厌氧氨氧化布罗卡地菌属(CandidatusBrocadia)。自养脱氮池采用流量计控制进水量，间歇进水，进水量按池中氨氮处理负荷0.5-2kg/(m3.d)计算，以4-8h为一运行周期。
本发明利用生物流化床填料，可提高工艺的氨氮处理负荷至0.5-2kg/(m3.d)。本发明采用间歇曝气可节约60％的曝气消耗，在运行过程中无需外加有机碳源物质，可节省100％的碳源，运行成本可节省90％以上。本发明CANON池做到了全年不用排泥，A/O系统有效污泥基本全部做到回流循环利用，达到污泥零排放，节省了人力物力，有效提高了环境效益和经济效益。
四、附图说明
图1给出了本发明的工艺流程示意图。
五、实施例
实施例1
对高浓度氨氮废水COD在5000-10000mg/L，氨氮在3000-5000mg/L的处理工艺，其工艺流程图如图1所示。
1.将污水集中进入调节池集中、均质。用提升泵将原水通过调节池通入带有生物流化床填料活性污泥的CANON池系统，该池内同时生长繁殖着包括亚硝酸菌、ANAMMOX菌以及反硝化细菌微生物，采用间歇曝气方式以限制供氧，抑制硝化细菌(NOB)的生长，并富集亚硝化菌和厌氧氨氧菌，每8h曝气60min，曝气后溶解氧浓度在5-6mg/L，曝气结束后搅拌过程中溶解氧浓度缓慢降至0.3-0.5mg/L，pH值控制在6-9，温度在20-35℃，反应池中亚硝化菌、厌氧氨氧菌和反硝化细菌的含量占池内总细菌的比列分别为40-60％、35-50％、15-25％；
2.污水从CANON池经中间池进入A/O池，污水先在缺氧池(A池)内进行反硝化反应，之后进入好氧池(O池)，好氧池进行不间断曝气，提供足够的氧气进行硝化反应，所产生的硝化液经管道回流到A池进行反硝化；
3.二沉池沉淀后污泥经回流管道进入到缺氧池，上部清液进入终沉池沉淀，处理后的污水指标达到排放标准，由终沉池排放。
经系统处理后，处理结果见下表：
| 水样参数 | 生化需氧量CODmg/L | 氨氮mg/L | pH |
| 进水 | 5000-10000 | 3000-5000 | 2-3 |
| 出水 | ≤50 | ≤5 | 6-9 |
实施例2
处理高浓度氨氮废水原始氨氮含量1500-2000mg/L、化学需氧量(COD)含量2000-3000mg/L、悬浮物(SS)含量3000-5000mg/L的方法步骤：
1.将污水先集中进入调节池集中、均质，然后用提升泵将原水通过调节池打入带有生物流化床填料活性污泥的CANON池系统，该池内同时生长繁殖着包括亚硝酸菌、ANAMMOX菌以及反硝化细菌等微生物，采用间歇曝气方式以限制供氧，抑制硝化细菌(NOB)的生长，并富集亚硝化菌和厌氧氨氧菌，每6h曝气40min，曝气后溶解氧浓度在4-5mg/L，曝气结束后搅拌过程中溶解氧浓度缓慢降至0.3-0.4mg/L，，pH值控制在6-9，温度在20-35℃，反应池中亚硝化菌、厌氧氨氧菌和反硝化细菌的含量占池内总细菌的比列分别为40-55％、35-50％、18-25％；
2.污水从CANON池经中间池进入A/O池，污水先在缺氧池(A池)内进行反硝化反应，之后进入好氧池(O池)，好氧池进行不间断曝气，提供足够的氧气进行硝化反应，所产生的硝化液经管道回流到A池进行反硝化；
3.二沉池沉淀后污泥经回流管道进入到缺氧池，上部清液进入终沉池沉淀，处理后的污水指标达到排放标准，由终沉池排放。
在经过CANON工艺处理后，出水完全达到一级A排放标准，具体参数见下表：
实施例3
处理氨氮含量在2000-3000mg/L、COD含量在3000-5000mg/L、pH6-7的工业废水的方法步骤：
1.将污水集中进入调节池集中、均质，然后利用提升泵将原水通过调节池打入带有生物流化床填料活性污泥的CANON池系统，该池内同时生长繁殖着包括亚硝酸菌、ANAMMOX菌以及反硝化细菌等微生物，采用间歇曝气方式以限制供氧，抑制硝化细菌(NOB)的生长，并富集亚硝化菌和厌氧氨氧菌，每8h曝气50min，曝气后溶解氧浓度在6-7mg/L，曝气结束后搅拌过程中溶解氧浓度缓慢降至0.3-0.6mg/L，pH值控制在6-9，温度在20-35℃，反应池中亚硝化菌、厌氧氨氧菌和反硝化细菌的含量占池内总细菌的比列分别为45-60％、35-50％、
20-25％；
2.污水从CANON池经中间池进入A/O池，污水先在缺氧池(A池)内进行反硝化反应，之后进入好氧池(O池)，好氧池进行不间断曝气已提供足够的氧气进行硝化反应，所产生的硝化液经管道回流到A池进行反硝化；
3.二沉池沉淀后污泥经回流管道进入到缺氧池，上部清液进入终沉池沉淀，处理过的污水指标达到排放标准，由终沉池排放。
搅拌过程中CANON池溶解氧缓慢降至0.3-0.6mg/L，pH值控制在6-9，温度在20-35℃，其处理结果如下：
Claims (4)
1.一种用自养脱氮工艺处理高浓度氨氮废水的方法，其特征在于该方法步骤如下：
1)将污水集中送入调节池。用提升泵将调节池内的高浓度氨氮废水打入带有生物流化床填料的CANON池，该池内同时生长繁殖着包括亚硝酸菌、厌氧氨氧菌(ANAMMOX)以及反硝化细菌微生物，采用间歇曝气方式以限制供氧，曝气时间控制在10-120min，抑制池内硝化细菌(NOB)的生长，并富集亚硝化菌和厌氧氨氧菌，曝气后溶解氧浓度达到4-8mg/L，再用潜水搅拌机对废水进行搅拌，搅拌过程中溶解氧浓度缓慢降至0.3-1.0mg/L，pH值控制在6-9，温度在20-35℃；
2)污水从CANON池经中间池进入A/O池，污水先在缺氧池(A池)内进行反硝化反应，然后再进入好氧池(O池)进行硝化反应，好氧池通过不间断曝气，提供足够的氧气进行硝化反应，所产生的硝化液经管道经泵提升回流到A池进行反硝化，经好氧池处理过的废水进入二沉池；
3)废水在二沉池沉淀后，污泥经回流管道再送入到缺氧池，上部清液进入终沉池沉淀，处理后的污水指标达到排放标准，由终沉池排放。
2.根据权利要求1所述的一种用自养脱氮工艺处理高浓度氨氮废水的方法，其特征在于反应池中亚硝化菌、厌氧氨氧菌和反硝化细菌的含量占池内总细菌的比列分别为40-60％、35-50％、15-25％。
3.根据权利要求1所述的一种用自养脱氮工艺处理高浓度氨氮废水的方法，其特征在于所述的亚硝酸菌为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)，厌氧氨氧菌属于厌氧氨氧化布罗卡地菌属(CandidatusBrocadia)。
4.根据权利要求1所述的一种用自养脱氮工艺处理高浓度氨氮废水的方法，其特征在于所述的自养脱氮池采用流量计控制进水量，间歇进水，进水量按池中氨氮处理负荷0.5-2kg/(m3.d)计算，以4-8h为一运行周期。
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| CN116621321A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-08-22 | 同济大学 | 一种无接种污泥的污水部分亚硝化方法 |
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2016
- 2016-05-03 CN CN201610287044.6A patent/CN105800873A/zh active Pending
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