CN107108293A

CN107108293A - 含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置

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Publication number: CN107108293A
Application number: CN201580072956.5A
Authority: CN
Inventors: 葛甬生
Original assignee: Swing Corp
Current assignee: Swing Corp
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2017-08-29
Anticipated expiration: 2035-11-09
Also published as: JP6448382B2; JP2016131928A; WO2016117210A1; CN107108293B

Abstract

本发明提供一种能实现处理装置的小型化、能在同一反应池内稳定且高效地进行部分亚硝化及厌氧氧化处理的含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置。所述含氮废水的脱氮方法包含：工序(S11)，将含氮废水供给至容纳有含有氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的微生物载体、或者微生物载体和活性污泥的反应池内；工序(S12、S13)，将含氧气体或不含氧气体按顺序供给至反应池内来对反应池内的含氮废水进行搅拌，通过氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的作用对含氮废水进行脱氮处理；以及工序(S14、S15)，将微生物载体、或者微生物载体及活性污泥从处理水中分离，并使该处理水从反应池排出。

Description

含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置

技术领域

本发明涉及一种含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置，特别是涉及一种适合于污水消化污泥的脱水分离液、渗滤液、畜产废液的甲烷发酵脱水分离液、粪便以及化粪池污泥的浓缩脱水分离液、食品或化工厂废液等的脱氮处理的含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置。

背景技术

近年来，比以往的异养脱氮更节能的厌氧氨氧化法正受到关注。厌氧氨氧化法利用将NH₄-N作为电子供体、将NO₂-N作为电子受体的自养微生物，在厌氧状态下使NH₄-N与NO₂-N直接反应而转换成氮气。因此，不需要从外部添加甲醇等有机物，能大大降低化学试剂成本。另外，由于是利用了自养微生物的处理，因此还具有污泥产生量极少的优点。

为了稳定地得到通过厌氧氨氧化法进行的脱氮反应，需要进行部分亚硝化过程，即，预先将被处理水的氮、一般而言为氨态氮的一部分转换成亚硝态氮。例如，在专利文献1(日本特开2012-24707号公报)中，如图1所示，记载有由亚硝化池和厌氧氨氧化池的两池式构成的处理装置的例子。向厌氧氨氧化池内添加高分子凝胶载体，在载体的表面附着固定厌氧氨氧化菌，并将厌氧氨氧化池内的菌浓度保持得高。

近年来，还提出过在同一反应池进行部分亚硝化和厌氧氨脱氮的方法。例如，在专利文献2(日本特开2014-36959号公报)中记载有在同一反应池中同时进行部分亚硝化及厌氧氨氧化的脱氮方法。在专利文献3(日本专利第5347221号公报)中也记载有在同一反应池中同时进行部分亚硝化及厌氧氨氧化的脱氮方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-24707号公报

专利文献2：日本特开2014-36959号公报

专利文献3：日本专利第5347221号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在专利文献2及3中记载的这种在同一反应池内同时进行部分亚硝化处理和厌氧氨氧化处理的情况下，对反应池的曝气风量及DO(dissolved oxygen：溶解氧)的控制会大大影响部分亚硝化及厌氧氨氧化性能。例如，在曝气风量大、DO高的情况下，附着于载体外侧的氨氧化菌的亚硝化性能高，但会发生氧向位于氨氧化菌的内侧的厌氧氨氧化菌透过，脱氮性能会大大降低。因此，在当前的处理装置以及处理方法中，适当控制反应池内的DO极难，难以稳定地兼顾部分亚硝化及厌氧氧化处理。进而，在专利文献2及3的技术中，也难以一边控制曝气风量，一边兼顾反应池内的载体流动的均匀化。

另一方面，在专利文献1所记载的处理装置中，需要准备两个反应池，因此，与使用同一反应池的情况相比，设备会大型化。进而，在专利文献1中，在厌氧氨氧化池内采用使用了叶轮(impeller)的机械搅拌方式，但可知：当使用这种机械搅拌方式使载体流动时，厌氧氨氧化菌向载体表面的附着速度、附着量受到搅拌强度、叶轮材质或形状、载体添加量等的影响较大。即，在搅拌强度过强、叶轮材质过硬的情况下等，会产生如下现象：附着于载体表面的厌氧氨氧化菌因机械摩擦而剥离，剥离后的氨氧化菌浮起并向反应池外流出。其结果是，有时难以在反应池内始终保持一定量以上的微生物，难以进行稳定的处理。

鉴于上述问题，本发明提供一种能实现处理装置的小型化、能在同一反应池内稳定且高效地进行部分亚硝化及厌氧氨氧化处理的含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明人等进行了深入研究的结果是，发现了：向同一反应池按顺序供给含氧气体或不含氧气体，在同一反应池内间歇式地进行部分亚硝化及厌氧氨氧化处理，由此，能对装置进行小型化、并且能更高效地进行含氮废水的脱氮处理。

基于以上见解而完成的本发明一方面提供一种含氮废水的脱氮方法，其包含：将含氮废水供给至容纳有含有氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的微生物载体、或者微生物载体和活性污泥的反应池内的工序；将含氧气体或不含氧气体按顺序供给至反应池内来对反应池内的含氮废水进行搅拌，通过氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的作用对含氮废水进行脱氮处理的工序；以及将微生物载体、或者微生物载体及活性污泥从处理水中分离，并使该处理水从反应池排出的工序。

在本发明的含氮废水的脱氮方法的一实施方案中，在对含氮废水进行脱氮处理之前，包含如下过程：预先调整含氮废水的M-碱度，以使含氮废水的M-碱度(mg/L)相对于T-N浓度(mg/L)为3.5～4.5倍。

在本发明的含氮废水的脱氮方法的另一实施方案中，对含氮废水进行脱氮处理的工序包含：好氧搅拌工序，其包含如下过程，即，向反应池内供给含氧气体来对反应池内的含氮废水进行搅拌，由此，通过氨氧化菌的作用使含氮废水中所含的氨态氮的一部分氧化成亚硝态氮；以及厌氧搅拌工序，其包含如下过程，即，停止供给含氧气体，向反应池内供给不含氧气体来对反应池内的含氮废水进行搅拌，由此，通过厌氧氨氧化菌的作用由含氮废水中所含的氨态氮及亚硝态氮产生氮气。

在本发明的含氮废水的脱氮方法的又一实施方案中，在厌氧搅拌工序之后，进一步具备附加好氧搅拌工序，在所述附加好氧搅拌工序中，向反应池内供给含氧气体来对反应池内的含氮废水进行搅拌。

在本发明的含氮废水的脱氮方法的又一实施方案中，在向反应池内供给含氧气体时，包含如下过程：一边将反应池内的含氮废水的溶解氧浓度控制在通过氨氧化菌进行的部分亚硝化处理所需的溶解氧浓度范围，一边对反应池内的含氮废水的pH进行监测，在含氮废水的pH为规定值以下的情况下，停止向反应池内供给含氧气体。

在本发明的含氮废水的脱氮方法的又一实施方案中，通过使在反应池内产生的氮气向反应池内循环来进行不含氧气体的供给。

在本发明的含氮废水的脱氮方法的又一实施方案中，进一步包含如下过程：对从反应池排出的处理水进行曝气，对曝气液进行固液分离得到上清液，并且将通过固液分离所得的浓缩污泥向反应池回流。

在本发明的含氮废水的脱氮方法的又一实施方案中，微生物载体是结合型微生物载体，其通过随着反应池内的处理经过使氨氧化菌及厌氧氨氧化菌缓慢地附着于亲水性高分子载体的表面上而得到。

在本发明的含氮废水的脱氮方法的又一实施方案中，活性污泥含有氨氧化菌。

本发明另一方面提供一种含氮废水的脱氮装置，其具备：供给部，供给含氮废水；反应池，容纳含氮废水、以及含有氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的微生物载体、或者微生物载体和活性污泥，并通过按顺序供给含氧气体或不含氧气体来对含氮废水进行脱氮处理；散气单元，用于通过将含氧气体或不含氧气体按顺序供给至反应池内来对反应池内的含氮废水进行搅拌；切换单元，连接于散气单元，进行含氧气体或不含氧气体的供给切换；以及排出部，对于脱氮处理中所得的处理液，将微生物载体、或者微生物载体及活性污泥从处理水中分离，并使该处理水向反应池外排出。

发明效果

根据本发明，能提供一种能实现处理装置的小型化、能在同一反应池内稳定且高效地进行部分亚硝化及厌氧氨氧化处理的含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的脱氮装置的一例的概略图。

图2是表示本发明实施方式的脱氮方法的一例的流程图。

图3是表示本发明实施方式的变形例的脱氮装置的一例的概略图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下所示的实施方式举例示出用于将该发明的技术思想具体化的装置、方法，该发明的技术思想并非将构成部件的构造、配置等特别规定为如下的构造、配置。

将适合于本发明的实施方式的脱氮处理的脱氮装置的例子示于图1。如图1所示，本发明的脱氮装置具备：反应池7，对含氮废水进行处理；散气单元12，用于通过向反应池7内按顺序供给含氧气体或不含氧气体来对反应池7内的含氮废水进行搅拌；以及切换单元5，进行含氧气体或不含氧气体向反应池7的供给切换。

在反应池7的上部设有用于供给含氮废水的供给部(供给口)6。从供给部6供给反应池7中一次处理所需的量的含氮废水。如图1所示，在反应池7内至少容纳有担载了氨氧化菌及厌氧氨氧化菌的微生物载体10。需要说明的是，在本实施方式中，“氨氧化菌”是指，用于将含氮废水中所含的氨态氮的一部分氧化成亚硝态氮的微生物。“厌氧氨氧化菌”是指，用于在厌氧状态下将含氮废水中所含的氨态氮和亚硝态氮转换成氮气的微生物。

作为投入至反应池7内的微生物载体10，为了将氨氧化菌及厌氧氨氧化菌稳定地维持在池内，优选利用结合型微生物载体，其通过使所述氨氧化菌及所述厌氧氨氧化菌缓慢地附着于亲水性高分子载体的表面上而得。“结合型微生物载体”是指，通过主要使微生物附着或生长在亲水性高分子载体的表面上的结合固定化法对微生物进行固定化的结合固定化载体。在该情况下，能形成双层生物膜，即，首先在载体表面对厌氧氨氧化菌进行结合固定化，然后在其表面对氨氧化菌进行附着固定化。通过使用结合型微生物载体，能利用更适合于所流入的含氮废水的性状的微生物载体，并且，与在装置外制造微生物载体的情况相比，能将处理高效化。另一方面，在利用作为其他固定化方法的包埋固定化载体的情况下，优选将厌氧氨氧化菌包埋固定于载体内部，在其表面对好氧的氨氧化菌进行附着固定。

作为亲水性高分子载体的材料，优选采用使用聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酰胺、光固化性树脂等合成高分子，卡拉胶、海藻酸钠等高分子的凝胶载体；由聚乙烯或聚氨酯、聚丙烯等构成的载体等。

作为亲水性高分子载体的形状，可以使用球形、四边形、圆柱形的任一种，其有效直径优选在后述的分离处理水与载体时容易分离的1～20mm。作为载体，在表面具有许多微细孔径的载体、在表面具有无数的凹凸的载体可快速附着固定氨氧化菌及厌氧氨氧化菌，可在短时间内得到高脱氮性能。

优选的是，亲水性高分子载体的比表面积为200～30000m²/m³，更优选为200～20000m²/m³，进一步优选为200～10000m²/m³。优选的是，载体比重为通过反应池7内的气体搅拌能更均匀地流动的1.01～1.15，更优选为1.01～1.10，进一步优选为1.01～1.05。

微生物载体10向反应池7的填充量优选为通过反应池7内的气体搅拌能均匀地混合流动的5～30V％，更优选为10～30V％，进一步优选为10～20V％。

在反应池7中，最好共存有微生物载体10和活性污泥(浮动活性污泥)。通过共存有浮动活性污泥，即使含氮废水的水质变化，也能通过活性污泥处理实现平均化，也可得到稳定的部分亚硝化处理。活性污泥中优选含有氨氧化菌。

散气单元12设于反应池7的底部。在散气单元12的上游侧，经由配管等连接有鼓风机11。在鼓风机11的上游侧的配管配置有水收集器(water trap)13，在反应池7中产生的氮气被供给至水收集器13，经由连接于水收集器13的配管、鼓风机11以及散气单元12，能作为不含氧气体向反应池7进行内部循环。

通过使在反应池7内产生的氮气在反应池内进行循环，能有效利用在反应池7中产生的氮气，与从装置外部导入不含氧气体的情况相比，生产性得以提高。需要说明的是，毋庸置疑，在通过内部循环无法得到足够的氮气供给量的情况下，能从装置外部供给不含氧气体。

在图1的鼓风机11的上游侧的配管，经由切换单元5连接有用于供给含氧气体(例如，空气)的供给部(未图示)。切换单元5根据反应池7的处理状态，进行含氧气体和不含氧气体(来自反应池7的氮气)。例如，在想要在反应池7中以间歇式优先展开部分亚硝化处理的情况下，通过切换单元5从散气单元12供给含氧气体。在想要以间歇式优先展开厌氧氨氧化处理的情况下，通过切换单元5停止供给含氧气体，从散气单元12供给不含氧气体。

在反应池7设有DO计2、pH计3、ORP计4，能测定反应池7内的含氮废水的溶解氧浓度(DO)、pH以及氧化还原电位(ORP，oxidation-reduction potential)。通过DO计2、pH计3、ORP计4，能确定在通过间歇处理进行部分亚硝化处理和厌氧氨氧化处理的各处理的情况下的反应结束时间点。需要说明的是，可以在反应池7设有排气口14，其能将在反应池7内产生的废气向反应池7的外部排出。在反应池7中经脱氮处理最终所得的处理水经由排出部15从微生物载体10及活性污泥等中分离并被排出至外部。

接着，使用图2所示的流程图，对本实施方式的脱氮方法的一例进行说明。本实施方式的脱氮方法包含：工序(S11)，将含氮废水供给至容纳有含有氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的微生物载体、或者该微生物载体和活性污泥的反应池7内；工序(S12、S13)，将含氧气体或不含氧气体按顺序供给至反应池7内来对反应池7内的含氮废水进行搅拌，通过氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的作用对含氮废水进行脱氮处理；工序(S14)，停止向反应池7内供给含氧气体或不含氧气体，将微生物载体(以及活性污泥)从处理水中分离；以及工序(S15)，使该处理水从反应池7排出。

在将含氮废水供给至反应池7内的工序(S11)中，向反应池7内供给反应池7内一次处理所需的量的含氮废水。作为含氮废水，可利用污水消化污泥的脱水分离液、渗滤液、畜产废液的甲烷发酵脱水分离液、粪便以及化粪池污泥的浓缩脱水分离液、食品或化工厂废液、半导体制造工序中排出的无机化学排水等。

优选的是，在反应池7中对该含氮废水进行脱氮处理之前，预先调整含氮废水的M-碱度，以使含氮废水的M-碱度(mg/L)相对于T-N浓度(mg/L)为3.5～4.5倍，更优选为3.7～4.4倍，进一步优选为3.9～4.1倍。对含氮废水的M-碱度/T-N浓度比的调整可以通过根据含氮废水的性状添加硫酸、盐酸等酸或氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等碱来调整。需要说明的是，毋庸置疑，对含氮废水的M-碱度/T-N浓度比的调整可以在向反应池7供给之前预先进行，也可以直接添加至反应池。

接着，进行好氧搅拌工序(工序S12)，其包含如下过程：向反应池7内供给含氧气体来对反应池7内的含氮废水进行搅拌，由此，通过所述氨氧化菌的作用使含氮废水中所含的氨态氮的一部分氧化成亚硝态氮。

具体而言，启动图1的鼓风机11，对切换单元5进行切换以打开空气引入口来引入含氧气体，通过散气单元12向反应池7内供给，使反应池7内的含氮废水产生液流，由此进行反应池7的曝气和载体流动。由此，进行部分亚硝化处理，即，通过所述氨氧化菌的作用使含氮废水中所含的氨态氮的一部分氧化成亚硝态氮。

为了使微生物载体10和活性污泥在反应池7内充分地流动，含氧气体的曝气风量优选设为5～100L/m³/分钟，更优选为5～50L/m³/分钟，进一步优选为5～20L/m³/分钟。

在工序S12中，为了稳定地进行部分亚硝化处理、并且将对附着于微生物载体的厌氧氨氧化菌的受氧抑制避免至最低限度，重要的是，通过适当地调整空气引入口的开闭度来调整曝气风量等，将反应池7内的含氮废水的溶解氧浓度(DO)控制在通过氨氧化菌进行的部分亚硝化处理所需的溶解氧浓度范围。

具体而言，优选的是，一边通过图1的DO计2进行确认，一边将反应池7内的含氮废水的DO控制为0.3～2.0mg/L，更优选控制为0.5～1.0mg/L。

能通过反应池7内的含氮废水的pH来控制工序S12的反应时间。通过将含氮废水的M-碱度相对于T-N浓度(或溶解性T-N浓度)的倍率预先调整为3.5～4.5倍，能将pH下降至7附近或7以下的情况设为部分亚硝化处理反应结束时间。

因此，在工序S12中，优选的是，一边将反应池7内的含氮废水的溶解氧浓度控制在通过氨氧化菌进行的部分亚硝化处理所需的溶解氧浓度范围(DO＝0.3～2.0mg/L)，一边通过图1的pH计3对含氮废水的pH进行监测，在含氮废水的pH为规定值以下(7.5以下，更优选6.5～7.5，进一步优选6.5～7.0)的情况下，停止向反应池7内供给含氧气体，结束工序S12。

在停止供给含氧气体之后，进行厌氧搅拌工序(工序S13)，其包含如下过程：向反应池7内供给不含氧气体来对反应池内的含氮废水进行搅拌，由此，通过厌氧氨氧化菌的作用由含氮废水中所含的氨态氮及亚硝态氮产生氮气。

与工序S12同样，为了使微生物载体10和活性污泥在反应池7内充分地流动，不含氧气体的供给量优选设为5～100L/m³/分钟，更优选为5～50L/m³/分钟，进一步优选为5～20L/m³/分钟。

对于工序S13的反应，通过对反应池7内的含氮废水的pH及ORP进行控制，能适当且稳定地展开处理。即，当厌氧氨氧化处理进行时，pH变高，因此，根据pH计3的检测结果，在反应池7内的pH变高的情况下，通过注入硫酸或盐酸，将反应池7内的pH控制为8.5以下，优选控制为8.0以下。

进而，优选通过ORP计4对含氮废水的ORP进行监测。在ORP上升至50mV以上的情况下，有时厌氧氨氧化菌的活性会降低，因此，能通过向反应池7内一次性混合有机物添加剂来将ORP维持在50mV以下、优选维持在20mV以下、进一步优选维持在0mV以下。或者，也可以通过增大不含氧气体(氮气)的内部循环量来降低ORP。或者，也可以延长脱氮处理时间直至ORP降低至规定值。另外，作为所添加的有机物，可列举出甲醇、乙醇、乙酸、乙酸钠、葡萄糖、蛋白胨、有机污泥等。

在工序S14中，停止从散气单元12向反应池7内供给含氧气体或不含氧气体，使在反应池7内的含氮废水中流动的微生物载体及所述活性污泥沉降或浮起，由此将其从处理水中分离。在工序S15中，使分离后的处理水从设于反应池7的排出部15排出。

在工序S16中，在不存在新处理对象(含氮废水)的情况下，结束处理。在工序S16中，在想要将新处理对象(含氮废水)供给至反应池7来继续脱氮处理的情况下，返回工序S11，重复工序S11～15。

根据本发明的实施方式的脱氮装置以及脱氮方法，若在同一反应池中，通过微生物载体、或者微生物载体和活性污泥的作用，进行通过含氧气体进行的曝气工序和通过内部氮气循环进行的气体搅拌的曝气工序，则能稳定地维持好氧和厌氧区间，可高效地得到部分亚硝化和厌氧氨氧化反应，因此，与以往相比能提高脱氮性能。

进而，在好氧搅拌工序(S12)及厌氧搅拌工序(S13)中，均以气体搅拌方式来使反应池7内的载体流动，因此，几乎不存在对载体的机械冲击，能实现均匀的流动，厌氧氨氧化菌及氨氧化菌均能以高浓度附着于微生物载体表面。

进而，在反应池7内，载体及活性污泥被稳定地保持，由此能同时保持氨氧化菌及厌氧氨氧化菌，可高效地得到部分亚硝化和厌氧氨氧化反应。

进而，在反应池7中使活性污泥与微生物载体共存的情况下，在引入氧气的好氧曝气工序中，由活性污泥产生的耗氧为主，因此，氧几乎不会向附着固定于微生物载体表面的厌氧氨氧化菌移动，不用担心其受抑制。

需要说明的是，在上述的对反应池7中的含氮废水进行脱氮处理的工序(S12、S13)之后，也可以进一步具备附加好氧搅拌工序，所述附加好氧搅拌工序进一步向反应池7内供给含氧气体来对反应池7内的含氮废水进行搅拌。通过进行附加好氧搅拌工序，能通过曝气去除附着于微生物载体或活性污泥的氮气，因此，能稳定地将微生物载体及活性污泥从处理水中分离。

或者，如图3所示，将从反应池7排出的处理水导向曝气池9进行曝气，将在曝气池9中所得的曝气液在固液分离池(沉淀池17)中进行固液分离，得到上清液作为处理水，并且将通过固液分离所得的浓缩污泥经由回流管道16向反应池7回流。另外，为了调整反应池MLSS(mixed liquid suspended solids：混合液悬浮固体浓度)，可以抽出浓缩污泥的一部分作为剩余污泥18。由此，可得到如下效果：能容易且较高地维持通过活性污泥的稳定分离实现的处理水SS(suspended solids：悬浮固体浓度)的降低、反应池MLSS浓度的设定。若能将反应池MLSS浓度维持得高，则不仅能适应于处理对象原水水质的变化，还能提高部分亚硝化反应速度，能在短时间内完成部分亚硝化工序。

以下，同时示出本发明的实施例和比较例，但提供这些实施例是为了更好地理解本发明及其优点，并非意图限定发明。

实施例

(实施例1)

按照以下的要点对含氮废水(原水)进行处理。

(1)将间歇处理一次量的原水导入上部密封型的反应池7。

(2)启动鼓风机11，使用切换单元5以打开空气引入口，来引入含氧气体(空气)，由此，通过散气单元12进行反应池7内的曝气和载体流动。进行该处理工序的目的在于，将原水中的氨态氮的一部分氧化成亚硝态氮。

(3)使鼓风机11保持工作状态，对切换单元5进行切换，继续使用了内部循环气体的气体搅拌的曝气，进行载体流动。进行该处理工序的目的在于，使工序(2)中得到的亚硝态氮与氨态氮反应生成氮气，去除氮。在厌氧氨氧化反应中，消耗无机碳酸，pH上升，因此，随着工序(3)的开始，添加无机碳酸水溶液，并且通过注入酸水溶液来进行pH控制。

(4)停止曝气，使载体沉降分离或浮起分离，通过排出部15将分离后的处理液排出。

间歇处理基本上如上述那样按照(1)→(2)→(3)→(4)→(1)的顺序重复。在工序(4)中难以沉降分离载体的情况下，在工序(3)结束后，对切换单元5进行切换，以再次打开空气引入口来进行曝气，通过曝气去除附着于载体的氮气之后，再次进行工序(4)。

在工序(2)中，通过附着于微生物载体表面的氨氧化菌的作用，进行部分亚硝化处理，即，将原水中所含的NH₄-N的一部分转换成NO₂-N。为了稳定地进行该部分亚硝化处理，将对附着于微生物载体的厌氧氨氧化菌的受氧抑制避免至最低限度，对反应池7内的DO进行控制。同时，对反应池7内的原水的pH进行监测。通过ORP及pH对工序(3)的反应时间进行控制。一边向反应池7注入硫酸、盐酸，一边将反应池pH设为8.5以下，优选设为8.0以下，将ORP控制为50mV以下。

将通过上述处理流程对污水消化污泥脱水滤液实施的处理条件示于表1。在表2中示出在本处理条件下连续处理约两个月后的原水及处理水的平均水质结果。

在实施例1中，按照导入原水时间5分钟、部分亚硝化工序时间3h、厌氧氨氧化工序时间3h、再曝气工序时间15分钟、沉降分离时间15分钟的周期进行间歇处理。向反应池7中注入平均直径4mm、比重1.01、以聚乙烯醇(PVA)为主体的高分子凝胶载体，在导入原水时，将规定量的Na₂CO₃水溶液作为不足的碱与原水一起注入反应池中，以使M-碱度为T-N的4倍。另外，在部分亚硝化工序结束后、厌氧氨氧化工序开始前，添加规定量的Na₂CO₃水溶液作为无机碳酸。通过注入H₂SO₄水溶液进行控制，以使厌氧氨氧化处理时的pH为8.0以下、ORP为50mV以下。其结果是，如表2所示，T-N去除率为84.8％，得到了稳定的脱氮性能。

[表1]

项目	反应池处理条件
		一次间歇水量(L)	20
反应池容积(L)	50
		D0(mg/L)	0.5-1.0
部分亚硝化工序pH(-)	6.5
		厌氧氨氧化工序pH(-)	8
载体填充率(V％)	20

[表2]

项目	原水	处理水
			pH(-)	8.2	7.9
SS(mg/L)	200	20
			M-碱度(mg/L)	3200	160
BOD(mg/L)	120	＜10
			NH₄-N(mg/L)	900	10
NO2-N(mg/L)	＜0.1	8
			NO₃-N(mg/L)	＜0.1	131
T-N(mg/L)	980	149
			T-N去除率(％)	-	84.8

(实施例2)

如图3所示，与实施例1相同，在反应池7中以间歇式对原水进行了部分亚硝化工序及厌氧氨氧化工序之后，从反应池7将分离载体后的处理液导向曝气池9进行曝气，将在曝气池9中所得的曝气液在固液分离池(沉淀池17)中进行固液分离，得到上清液作为处理水，并且将通过固液分离而得的浓缩污泥向反应池7回流。处理工序按照以下的顺序和时间进行。采用(1)导入原水+回流污泥10分钟→(2)部分亚硝化工序2h→(3)厌氧氨氧化工序3h→(4)从反应池排出处理液+再曝气15分钟。间歇处理按照该(1)→(2)→(3)→(4)→(1)的周期进行。在此，由于另行设置有沉淀池17，因此，在间歇处理期间能实现活性污泥的沉降分离，得到高浓度的回流污泥。表3中示出实施例2的处理条件。实施例2与实施例1同样，使用污水消化污泥脱水滤液作为原水，也通过相同方法对M-碱度进行了调整。在厌氧氨氧化工序开始前，添加规定量的Na₂CO₃水溶液作为无机碳酸。通过注入H₂SO₄水溶液进行控制，以使厌氧氨氧化处理时的pH为8.0以下，ORP为50mV以下。表4中示出连续处理了约两个月的原水及处理水的平均水质。如表4所示，T-N去除率平均为83.8％，得到了稳定的脱氮性能。

[表3]

项目	反应池处理条件
		一次间歇水量(L)	25
一次间歇回送量(L)	10
		反应池容积(L)	50
D0(mg/L)	0.5-1.0
		部分亚硝化工序pH(-)	6.5
厌氧氨氧化工序pH(-)	8
		MLSS(mg/L)	3500
载体填充率(V％)	20

[表4]

项目	原水	处理水
			pH(-)	8.2	7.9
SS(mg/L)	200	10
			M-碱度(mg/L)	3200	170
BOD(mg/L)	120	＜10
			NH₄-N(mg/L)	900	5
NO₂-N(mg/L)	＜0.1	10
			NO₃-N(mg/L)	＜0.1	144
T-N(mg/L)	980	159
			T-N去除率(％)	-	83.8

(比较例)

使用与图1相同的反应池7，将一次间歇处理水量设为与实施例1相同的20L，始终通过在好氧条件下的连续曝气来进行部分亚硝化处理和同时进行厌氧氨氧化的处理。将反应池DO控制为0.4～0.5mg/L。另外，将反应池pH设定为7.5。其他条件与实施例1相同。在表5中示出连续处理了约两个月后的原水及处理水的平均水质。如表5所示，对于原水的T-N去除率平均停留于52％，无法得到稳定的脱氮性能。

[表5]

项目	原水	处理水
			pH(-)	8.2	8
SS(mg/L)	200	20
			M-碱度(mg/L)	3200	80
BOD(mg/L)	120	＜10
			NH₄-N(mg/L)	900	80
NO₂-N(mg/L)	＜0.1	300
			NO3-N(mg/L)	＜0.1	90
T-N(mg/L)	980	470
			T-N去除率(％)	-	52.0

附图标记说明

2 DO计

3 pH计

4 ORP计

5 切换单元

6 供给部

7 反应池

9 曝气池

10 微生物载体

11 鼓风机

12 散气单元

13 水收集器

14 排气口

15 排出部

16 回流管道

17 沉淀池

18 剩余污泥

Claims

1.一种含氮废水的脱氮方法，其包含：

将含氮废水供给至容纳有含有氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的微生物载体、或者所述微生物载体和活性污泥的反应池内的工序；

将含氧气体或不含氧气体按顺序供给至所述反应池内来对所述反应池内的所述含氮废水进行搅拌，通过所述氨氧化菌和所述厌氧氨氧化菌的作用对所述含氮废水进行脱氮处理的工序；以及

将所述微生物载体、或者所述微生物载体及所述活性污泥从处理水中分离，并使该处理水从所述反应池排出的工序。

2.根据权利要求1所述的含氮废水的脱氮方法，其中，

在对所述含氮废水进行脱氮处理之前，包含如下过程：预先调整所述含氮废水的M-碱度，以使所述含氮废水的M-碱度(mg/L)相对于T-N浓度(mg/L)为3.5～4.5倍。

3.根据权利要求1或2所述的含氮废水的脱氮方法，其中，

对所述含氮废水进行脱氮处理的工序包含：

好氧搅拌工序，其包含如下过程：向所述反应池内供给含氧气体来对所述反应池内的所述含氮废水进行搅拌，由此，通过所述氨氧化菌的作用使所述含氮废水中所含的氨态氮的一部分氧化成亚硝态氮；以及

厌氧搅拌工序，其包含如下过程：停止供给所述含氧气体，向所述反应池内供给所述不含氧气体来对所述反应池内的所述含氮废水进行搅拌，由此，通过所述厌氧氨氧化菌的作用由所述含氮废水中所含的所述氨态氮及所述亚硝态氮产生氮气。

4.根据权利要求3所述的含氮废水的脱氮方法，其中，

在所述厌氧搅拌工序之后，进一步具备附加好氧搅拌工序，在所述附加好氧搅拌工序中，向所述反应池内供给含氧气体来对所述反应池内的含氮废水进行搅拌。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的含氮废水的脱氮方法，其中，

在向所述反应池内供给所述含氧气体时，包含如下过程：

一边将所述反应池内的所述含氮废水的溶解氧浓度控制在通过所述氨氧化菌进行的部分亚硝化处理所需的溶解氧浓度范围，一边对所述反应池内的所述含氮废水的pH进行监测，在所述含氮废水的pH为规定值以下的情况下，停止向所述反应池内供给所述含氧气体。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的含氮废水的脱氮方法，其中，

通过使在所述反应池内产生的氮气向所述反应池内循环来进行所述不含氧气体的供给。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的含氮废水的脱氮方法，其中，

进一步包含如下过程：对从所述反应池排出的所述处理水进行曝气，对曝气液进行固液分离得到上清液，并且将通过所述固液分离所得的浓缩污泥向所述反应池回流。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的含氮废水的脱氮方法，其中，

所述微生物载体是结合型微生物载体，其通过随着所述反应池内的处理经过使所述氨氧化菌及所述厌氧氨氧化菌缓慢地附着于亲水性高分子载体的表面上而得到。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的含氮废水的脱氮方法，其中，

所述活性污泥含有所述氨氧化菌。

10.一种含氮废水的脱氮装置，其具备：

供给部，供给含氮废水；

反应池，容纳所述含氮废水、以及含有氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的微生物载体、或者所述微生物载体和活性污泥，并通过按顺序供给含氧气体或不含氧气体来对所述含氮废水进行脱氮处理；

散气单元，用于通过将所述含氧气体或不含氧气体供给至所述反应池内来对所述反应池内的所述含氮废水进行搅拌；

切换单元，连接于所述散气单元，进行所述含氧气体或所述不含氧气体的供给切换；以及

排出部，对于所述脱氮处理中所得的处理液，将所述微生物载体、或者所述微生物载体及所述活性污泥从处理水中分离，并使该处理水向所述反应池外排出。