CN107973488B - 一种氨氮废水脱氮处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氨氮废水脱氮处理的方法。本发明针对城市尾水的特点，解决城市尾水N、P等营养元素深度去除不完全的困扰，先进行缺氧反硝化生物滤池和好氧硝化生物滤池的串联工艺，然后进行机械搅拌澄清池沉淀处理，砂滤池过滤，去除水中悬浮固体和部分细菌、微生物以及超滤反渗透系统处理；通过反硝化‑硝化生物滤池的脱氮除磷和混凝，消毒，过滤，超滤和反渗透组合工艺，并在硝化滤池中投加硝化菌的抑制剂，将硝化过程控制在短程阶段，由此解决电厂曝气能耗大，碳源不足，超滤膜以及反渗透膜使用寿命短等问题，为电厂使用城市尾水的经济性提供了技术支持。

Description

一种氨氮废水脱氮处理的方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理，特别是涉及一种氨氮废水脱氮处理的方法，处理后的废水可用作电厂锅炉用水，属于污水处理技术领域。
背景技术
我国一直是水资源紧缺的大国，火力发电作为我国发电的主要来源，使得电厂成为我国的用水大户。为了缓解我国水资源短缺的现状，城镇污水回用是解决这一问题的主要途径。这一举措不仅可以扩大城镇污水回用规模，还可以为电厂提供水量充足、水质稳定的水源。
电力生产中，水中杂质对水处理设备和热力设备具有很大的影响。市政二级城市出水依然含有一些难分解的有机污染物、悬浮颗粒物，并且含有比较多的富营养化物质，比如磷与氮，导致藻类物质滋生。超滤出水系统中指标某一项或几项不达标时，会给反渗透系统带来结垢、金属氧化物污染、悬浮物污堵、胶体污染、有机物及微生物等污染，降低反渗透系统的产水量和产水品质，增加系统运行的能耗，增加水处理的运行成本，严重情况下会导致膜元件不可逆的物理、化学损伤，缩短膜元件的使用寿命。因此该水质达到回用主要需要进一步去除氮磷和尾水中残余难降解有机物。
传统生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段，其中硝化阶段分为氨氧化和亚硝态氮氧化两步。首先在有氧条件下，亚硝酸细菌能将氨氮氧化成亚硝酸盐，接着硝化细菌又继续将其氧化成硝酸盐。反硝化过程是在低氧条件下硝态氮以有机物作为电子供体，将硝态氮转化为氮气或者经过同化作用被微生物合成有机氮，以供微生物生长繁殖；城镇污水厂二级出水的C/N比普遍低于生物反硝化所需的理论值2.86，存在碳源不足的问题，导致反硝化作用不完全，直接利用单级曝气生物滤池有发生氮的深度去除不完全。
中国发明专利申请CN201610265002.2公开了一种固定化厌氧氨氧化耦合短程反硝化处理城市污水和硝酸盐废水的方法，选取聚乙烯醇和海藻酸钠作为包埋剂进行厌氧氨氧化细胞固定化，将制备得到的厌氧氨氧化凝胶小球应用于厌氧氨氧化#短程反硝化处理城市污水和硝酸盐废水的SBR系统中；该方法利用了短程脱氮工艺，降低了运行能耗和碳源投加量。但是该方法对短程脱氮工艺的调控是利用氨氮氧化为氮的氧化物的化能自养菌氨氧化菌AOB与亚硝态氮氧化菌NOB在生理生化条件上的差异，通过对底物浓度、pH、温度、氧气浓度以及其他有机物的环境因素的调控，使NOB的生长速率明显低于AOB的生长速率，逐步使NOB随水冲出，实现稳定的亚硝态氮积累；在实际运行中底物浓度、pH、温度工艺调控较复杂，难以准确控制，并难以解决碳源不足的问题。
发明内容
本发明的目的就是为解决水资源短缺问题，提供一种氨氮废水脱氮处理的方法，实现高效、节能、低成本的低碳氮比城市污水同步脱氮除磷除碳，使得氮磷可以在低碳氮比生活污水碳源不足的条件下可有效去除，从根本上解决低碳比城市中水回用于电厂锅炉用水的难题。
来自污水处理厂的中水碳氮比较低，进入反硝化-硝化生物滤池后，在进入机械加速澄清池之前加入次氯酸钠，混凝剂以及助凝剂，而后机械加速澄清池出水进入砂滤池过滤，砂滤池出水再经超滤反渗透系统处理；本发明通过在硝化池中投加过硫酸盐抑制亚硝化反应，同时通过厌氧缺氧交替条件下不断富集DPAOs，在厌氧条件下利用原水中碳合成内碳源，而在缺氧条件下，分解PHA并以亚硝酸盐为电子受体过量吸磷。
本发明目的通过如下技术方案实现：
一种氨氮废水脱氮处理的方法，包括如下步骤：
1)缺氧反硝化生物滤池和好氧硝化生物滤池的串联工艺
以来自城市污水处理厂二级处理的城市出水为待处理水，按照物料在待处理水中含量计，在待处理水中通过投加50～70mg/L葡萄糖，待处理水进入缺氧反硝化生物滤池后经布水系统进入承托层，再流经承托层上方附着反硝化菌的球形轻质多孔生物陶粒层，陶粒上附着的反硝化菌以亚硝酸盐为电子受体，以葡萄糖为碳源，将待处理水中地硝酸盐还原成氮气；控制ORP为-20～10mV，反硝化池容积负荷为0.33～0.95kgNO3 --N/(m3·d)，滤速为3.8～7.7m/h，空床停留时间为18～42min；
缺氧反硝化处理后的水经出水口流入好氧硝化生物滤池，按照物料在待处理水中含量计，在好氧硝化生物滤池中投加3～20mg/L过硫酸钠，将硝化控制在亚硝化阶段回流至缺氧反硝化滤池进行反硝化脱氮；控制硝化容积负荷为0.2～2.0kgNH3-N/(m3·d)，空床停留时间20～78min，滤速为4.8～8.4m/h，气水比为5：1，溶解氧为0.58～1.13mg/L；
2)机械搅拌澄清池加药沉淀
生物滤池处理后的出水加入次氯酸钠杀菌剂、混凝剂和助凝剂，进入机械搅拌澄清池沉淀处理；
3)砂滤池过滤，去除水中悬浮固体和部分细菌、微生物
机械澄清池出水进入砂滤池，在砂滤池内自上而下穿过滤料层，垫料层，由配水系统收集，并由清水管排出；
4)超滤反渗透系统处理
砂滤池出水首先经超滤膜去除部分有机物以及病菌；超滤出水再经过反渗透系统，进一步去除溶解在水中的绝大部分无机盐。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述承托层由鹅卵石构成。
优选地，所述球形轻质多孔生物陶粒层的厚度为4.0m；多孔生物陶粒的直径为3～5mm。
优选地，按照物料在待处理水中含量计，所述次氯酸钠杀菌剂的加入量为5～10mg/L。
优选地，按照物料在待处理水中含量计，所述混凝剂和助凝剂的加入量分别为20～100mg/L和1～3ppm；所述混凝剂为聚合氯化铝；所述助凝剂为聚丙烯酰胺。
优选地，所述机械澄清池出水进入砂滤池是机械澄清池出水经进水管、集水渠、洗砂排水槽分配进入砂滤池。
优选地，所述砂滤池的总高度为3.0m，砂滤池中垫料层厚度为0.35～0.4m；滤料层厚度为0.75～0.8m，滤料中无烟煤的厚度为0.35～0.4m，石英砂的厚度为0.4～0.45m。
优选地，所述超滤膜的膜孔直径为0.01～0.03μm，膜通量为20～40L/m2·h；所述反渗透系统膜通量为10～20L/m2·h。
优选地，超滤反渗透系统正常运行24h后对超滤膜以及反渗透膜进行加强碱反洗；正常运行72h后进行加强酸反洗，反洗流量为280m3/h～320m3/h，反洗时间为150s～270s。
优选地，所述好氧硝化生物滤池和缺氧反硝化生物滤池均具有布水系统，鹅卵石承托层，球形陶粒层；好氧硝化生物滤池内设有鼓风装置，为好氧硝化生物滤池的好氧菌提供氧气。
本发明的四个步骤都是现有技术的组合，好氧硝化、缺氧反硝化、杀菌剂和混凝剂应用、砂滤池过滤、超滤膜、反渗透等都是现有技术的常规措施，但通过投加抑制剂实现短程硝化吸磷，同时结合混凝，膜处理处理工艺的组合，实现城市中水生产高纯水，并回用于电厂锅炉用水的方法从根本上解决低碳比城市中水回用于电厂锅炉用水的难题；体现了本发明组合的优势和改进的优势。本发明在硝化滤池中通过投加硝化菌的抑制剂，将硝化控制在短程阶段，减少曝气能耗以及碳源不足的问题，同时通过混凝，消毒，砂滤，超滤和反渗透的组合工艺实现氮磷和有机物的同步深度去除。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
1)本发明通过短程硝化反硝化脱氮除磷化生物滤池降低了水中氮磷的含量，使得藻类微生物等不会大量繁殖造成膜堵塞，较大的细菌藻类等也会被膜截留，防止锅炉中形成由微生物造成的点状腐蚀；
2)本发明通过混凝、砂滤和双膜处理工艺降低硬度和各种无机离子，从而有效保证电厂高纯度的水回用并延长了膜的使用寿命。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限如此。
实施例1
1)缺氧反硝化生物滤池和好氧硝化生物滤池的串联工艺
以来自城市污水处理厂二级处理的城市出水为待处理水，按照物料在待处理水中含量计，在待处理水中通过投加70mg/L葡萄糖，待处理水进入缺氧反硝化生物滤池后经布水系统进入由鹅卵石构成的承托层，再流经承托层上方附着反硝化菌的球形轻质多孔生物陶粒层，陶粒上附着的反硝化菌以亚硝酸盐为电子受体，以葡萄糖为碳源，将水中地硝酸盐还原成氮气。控制ORP为-20mV，反硝化池容积负荷为0.33kgNO3 --N/(m3·d)，滤速为7.7m/h，空床停留时间为18min；
缺氧反硝化处理后的水经出水口流入好氧硝化生物滤池，在好氧硝化生物滤池中投加3mg/L过硫酸钠，将硝化控制在亚硝化阶段回流至缺氧反硝化滤池进行反硝化脱氮；控制硝化容积负荷为0.2kgNH3-N/(m3·d)，空床停留时间20min，滤速为8.4m/h，气水比为5：1，溶解氧为0.58mg/L。
2)生物滤池出水进入机械搅拌澄清池，加药沉淀。
机械搅拌澄清池主要由第一反应室、第二反应室以及澄清室组成；第一反应室和第二反应室连通，第一反应室中设有搅拌器和刮泥机，第二反应室与在澄清室连通；澄清室与第一反应室连通；在系统运行前，按照物料在待处理水中含量计，在第一反应室中加入5mg/L次氯酸钠杀菌剂进行杀菌后，再加入20mg/L混凝剂聚合氯化铝和1ppm助凝剂聚丙烯酰胺。第一反应室内应有至少1米的药液。反硝化-硝化曝气生物滤池出水直接流入第一反应室，水量达到运行要求后，启动机械搅拌澄清池的搅拌器，在搅拌器及涡轮的搅拌提升作用下，进水、药剂和大量回流泥渣会快速接触形成混合液。混合液被涡轮提升进入第二反应室后通过折流到达澄清池进行分离。泥渣在澄清池下部回流进入第一反应室，由第一反应室内的刮泥机排出。
3)机械加速澄清池出水进入砂滤池过滤，去除水中悬浮固体和部分细菌、微生物。
机械澄清池出水自进水管，经集水渠、洗砂排水槽分配进入砂滤池，在砂滤池内自上而下穿过滤料层、垫料层，由配水系统收集，并由清水管排出。砂滤池总高度为3.0m，其中垫料层厚度为0.35m，起承托滤料作用；滤料层厚度为0.75m，起过滤回用水作用。滤料层上层为比重较小的无烟煤，厚度为0.35m，下层为比重较大的石英砂，厚度为0.4m；滤层上水深为1.6m，超高为0.3m。为保证滤池出水量需进行定期反冲洗，采用先气冲后水冲的冲洗方式，反冲洗的运行参数:单独气冲强度为12L/(m2·s)、单独气冲时间为8min；单独水冲强度为12L/(m2·s)、水冲时间为8min。
4)砂滤池出水进入超滤反渗透系统进一步处理，保证出水水质。
砂滤池出水首先经膜孔径为0.01～0.03μm，膜通量为20L/m2·h(20℃)的超滤膜去除部分有机物以及病菌。超滤出水再经过膜通量为10L/m2·h(20℃)反渗透系统，进一步去除溶解在水中的绝大部分无机盐。反渗透不仅可以将杂质、铁锈、胶体、病菌等过滤掉，还可以滤除放射性离子、有机物、荧光物、农、水碱和重金属，由超滤膜和反渗透系统组合工艺产生高纯水，可以保证在电厂用水过程中不会产生水垢。
为延长超滤膜和反渗透膜的使用寿命，超滤反渗透系统正常运行24h后进行加强碱反洗，正常运行72h后进行加强酸反洗，反洗流量为280m3/h，反洗时间为150s。
本实施例采用好氧反硝化脱氮-混凝-消毒-砂滤-超滤-反渗透组合处理工艺制备电厂锅炉用水，原水即城镇污水处理厂二级出水，反渗透进水即超滤出水，水质见表1，从表1可以看出，采用好氧反硝化脱氮和混凝-消毒-砂滤-超滤-反渗透预处理组合处理工艺能有效去除水中污染物，有利于后续的反渗透处理工艺。超滤出水进一歩经反渗透处理，电导率由3495uS/cm降为1.25uS/cm。
表1反渗透预处理组合工艺进水水质分析 单位：mg/L
Figure GDA0002448630980000051
Figure GDA0002448630980000061
本实施例在好氧硝化生物滤池中添加过硫酸钠控制反应阶段，故将不添加过硫酸钠的传统BAF处理效果和添加了过硫酸钠的好氧硝化生物滤池的处理效果进行对比，其中溶解氧由便携式溶氧仪测定，氨氮采用纳氏试剂法(GB 7479-87)测定，硝态氮采用紫外分光光度法(HJ/T 346-2007)测定，亚硝态氮采用分光光度法(GB 7493-87)测定，结果见表2：
表2不同预处理工艺脱氮去除效果对比 单位：mg/L
Figure GDA0002448630980000062
从表2中好氧与常规曝气生物滤池(BAF)相比可以看出，本实施例因投加了3mg/L过硫酸钠且控制低溶解氧条件使硝化反应处于亚硝态氮阶段，避免亚硝态氮向硝态氮转化，微生物在微好氧条件下直接利用亚硝态氮作为电子受体进行反硝化生物脱氮作用，使得本实施例工艺中的亚硝态氮，氨氮，硝态氮，特别是硝态氮得到有效去除。而常规曝气生物滤池，总氮不能有效去除，主要是因为常规BAF中的溶解氧浓度较高，微生物反硝化过程受到了抑制作用。传统BAF曝气时的气水比为8:1，碳源投加量为120mg/L，本实施例的微氧短程反硝化脱氮工艺的气水比仅需要达5：1，溶解氧浓度即达到0.58mg/L，碳源投加量仅为70mg/L，降低了41.7％，即可满足需求。
实施例2
(1)缺氧反硝化生物滤池和好氧硝化生物滤池的串联工艺
以来自城市污水处理厂二级处理的城市出水为待处理水，按照物料在待处理水中含量计，在待处理水中通过投加60mg/L葡萄糖，待处理水进入缺氧反硝化生物滤池后经布水系统进入由鹅卵石构成的承托层，再流经承托层上方附着反硝化菌的球形轻质多孔生物陶粒层，陶粒上附着的反硝化菌以亚硝酸盐为电子受体，以葡萄糖为碳源，将水中地硝酸盐还原成氮气。控制ORP为-5mV，反硝化池容积负荷为0.73kgNO3 --N/(m3·d)，滤速为5.6m/h，空床停留时间为30min；
缺氧反硝化处理后的水经出水口流入好氧硝化生物滤池，按照物料在待处理水中含量计，在好氧硝化生物滤池中投加12mg/L过硫酸钠，将硝化控制在亚硝化阶段回流至缺氧反硝化滤池进行反硝化脱氮；控制硝化容积负荷为1.2kgNH3-N/(m3·d)，空床停留时间49min，滤速为6.6m/h，气水比为5：1，溶解氧为0.72mg/L。
(2)生物滤池出水进入机械搅拌澄清池，加药沉淀。
机械搅拌澄清池主要由第一反应室、第二反应室以及澄清室组成；第一反应室和第二反应室连通，第一反应室中设有搅拌器和刮泥机，第二反应室与在澄清室连通；澄清室与第一反应室连通；在系统运行前，按照物料在待处理水中含量计，在第一反应室中加入8.5mg/L次氯酸钠杀菌剂进行杀菌后，再加入60mg/L混凝剂聚合氯化铝和2ppm助凝剂聚丙烯酰胺。第一反应室内应有至少1米的药液。反硝化-硝化曝气生物滤池出水直接流入第一反应室，水量达到运行要求后，启动机械搅拌澄清池的搅拌器，在搅拌器及涡轮的搅拌提升作用下，进水、药剂和大量回流泥渣会快速接触形成混合液。混合液被涡轮提升进入第二反应室后通过折流到达澄清池进行分离。泥渣在澄清池下部回流进入第一反应室，由第一反应室内的刮泥机排出。
(3)机械加速澄清池出水进入砂滤池过滤，去除水中悬浮固体和部分细菌、微生物。
机械澄清池出水自进水管，经集水渠、洗砂排水槽分配进入砂滤池，在砂滤池内自上而下穿过滤料层，垫料层，由配水系统收集，并由清水管排出。砂滤池总高度为3.0m，其中垫料层厚度为0.35m，起承托滤料作用；滤料层厚度为0.8m，起过滤回用水作用。滤料层上层为比重较小的无烟煤，厚度为0.4m，下层为比重较大的石英砂，厚度为0.4m；滤层上水深为1.55m，超高为0.3m。为保证滤池出水量需进行定期反冲洗，采用先气冲后水冲的冲洗方式，反冲洗的运行参数:单独气冲强度为13.5L/(m2·s)、单独气冲时间为6min；单独水冲强度为13.5L/(m2·s)、水冲时间为6min。
(4)砂滤池出水进入超滤反渗透系统进一步处理，保证出水水质。
砂滤池出水首先经膜孔径为0.01～0.03μm，膜通量为30L/m2·h(20℃)的超滤膜去除部分有机物以及病菌。超滤出水再经过膜通量为15L/m2·h(20℃)反渗透系统，进一步去除溶解在水中的绝大部分无机盐。反渗透不仅可以将杂质、铁锈、胶体、病菌等过滤掉，还可以滤除放射性离子、有机物、荧光物、农、水碱和重金属，由超滤膜和反渗透系统组合工艺产生高纯水，可以保证在电厂用水过程中不会产生水垢。
为延长超滤膜和反渗透膜的使用寿命，超滤反渗透系统正常运行24h后进行加强碱反洗，正常运行72h后进行加强酸反洗，反洗流量为300m3/h，反洗时间为210s。
本实施例采用好氧反硝化脱氮-混凝-消毒-砂滤-超滤-反渗透组合处理工艺制备电厂锅炉用水，原水即城镇污水处理厂二级出水，反渗透进水即超滤出水，水质见表3，从表3可以看出,采用好氧反硝化脱氮和混凝-消毒-砂滤-超滤反渗透预处理组合处理工艺能有效去除水中污染物，有利于后续的反渗透处理工艺。超滤出水进一歩经反渗透处理，电导率由3011uS/cm降为0.96uS/cm。
表3反渗透预处理组合工艺进水水质分析 单位：mg/L
Figure GDA0002448630980000081
Figure GDA0002448630980000091
本实施例在好氧硝化生物滤池中添加过硫酸钠控制反应阶段，故将不添加过硫酸钠的传统BAF处理效果和添加了过硫酸钠的好氧硝化生物滤池的处理效果进行对比，其中溶解氧由便携式溶氧仪测定，氨氮采用纳氏试剂法(GB 7479-87)测定，硝态氮采用紫外分光光度法(HJ/T 346-2007)测定，亚硝态氮采用分光光度法(GB 7493-87)测定，结果见表4:
表4不同预处理工艺脱氮去除效果对比 单位：mg/L
Figure GDA0002448630980000092
从表4中好氧与常规曝气生物滤池(BAF)相比可以看出，本实施例因投加了12mg/L过硫酸钠且控制低溶解氧条件使硝化反应处于亚硝态氮阶段，避免亚硝态氮向硝态氮转化，微生物在微好氧条件下直接利用亚硝态氮作为电子受体进行反硝化生物脱氮作用，使得本工艺中的亚硝态氮，氨氮，硝态氮，特别是硝态氮得到有效去除。而常规曝气生物滤池，总氮不能有效去除，主要是因为常规BAF中的溶解氧浓度较高，微生物反硝化过程受到了抑制作用。传统BAF曝气时的气水比为8:1，碳源投加量为110mg/L，本实施例的微氧好氧短程反硝化脱氮工艺的气水比仅需要达到5：1，溶解氧浓度即达到0.72mg/L，碳源投加量仅为60mg/L，降低了45.5％，即可满足需求。
实施例3
(1)缺氧反硝化生物滤池和好氧硝化生物滤池的串联工艺
以来自城市污水处理厂二级处理的城市出水为待处理水，按照物料在待处理水中含量计，在待处理水中通过投加50mg/L葡萄糖，待处理水进入缺氧反硝化生物滤池后经布水系统进入由鹅卵石构成的承托层，再流经承托层上方附着反硝化菌的球形轻质多孔生物陶粒层，陶粒上附着的反硝化菌以亚硝酸盐为电子受体，以葡萄糖为碳源，将水中地硝酸盐还原成氮气。控制ORP为10mV，反硝化池容积负荷为0.95kgNO3 --N/(m3·d)，滤速为3.8m/h，空床停留时间为42min；
缺氧反硝化处理后的水经出水口流入好氧硝化生物滤池，按照物料在待处理水中含量计，在好氧硝化生物滤池中投加20mg/L过硫酸钠，将硝化控制在亚硝化阶段回流至缺氧反硝化滤池进行反硝化脱氮；控制硝化容积负荷为2.0kgNH3-N/(m3·d)，空床停留时间78min，滤速为4.8m/h，气水比为5：1，溶解氧为1.13mg/L。
(2)生物滤池出水进入机械搅拌澄清池，加药沉淀。
机械搅拌澄清池主要由第一反应室、第二反应室以及澄清室组成；第一反应室和第二反应室连通，第一反应室中设有搅拌器和刮泥机，第二反应室与在澄清室连通；澄清室与第一反应室连通；在系统运行前，按照物料在待处理水中含量计，在第一反应室中加入10mg/L次氯酸钠杀菌剂进行杀菌后，再加入100mg/L混凝剂聚合氯化铝和3ppm助凝剂聚丙烯酰胺。第一反应室内应有至少1米的药液。反硝化-硝化曝气生物滤池出水直接流入第一反应室，水量达到运行要求后，启动机械搅拌澄清池的搅拌器，在搅拌器及涡轮的搅拌提升作用下，进水、药剂和大量回流泥渣会快速接触形成混合液。混合液被涡轮提升进入第二反应室后通过折流到达澄清池进行分离。泥渣在澄清池下部回流进入第一反应室，由第一反应室内的刮泥机排出。
(3)机械加速澄清池出水进入砂滤池过滤，去除水中悬浮固体和部分细菌、微生物。
机械澄清池出水自进水管，经集水渠、洗砂排水槽分配进入砂滤池，在砂滤池内自上而下穿过滤料层，垫料层，由配水系统收集，并由清水管排出。砂滤池总高度为3.0m，其中垫料层厚度为0.4m，起承托滤料作用；滤料层厚度为0.8m，起过滤回用水作用。滤料层上层为比重较小的无烟煤，厚度为0.35m，下层为比重较大的石英砂，厚度为0.45m；滤层上水深为1.5m，超高为0.3m。为保证滤池出水量需进行定期反冲洗，采用先气冲后水冲的冲洗方式，反冲洗的运行参数:单独气冲强度为15L/(m2·s)、单独气冲时间为4min；单独水冲强度为15L/(m2·s)、水冲时间为4min。
(4)砂滤池出水进入超滤反渗透系统进一步处理，保证出水水质。
砂滤池出水首先经膜孔径为0.01～0.03μm，膜通量为40L/m2·h(20℃)的超滤膜去除部分有机物以及病菌。超滤出水再经过膜通量为20L/m2·h(20℃)反渗透系统，进一步去除溶解在水中的绝大部分无机盐。反渗透不仅可以将杂质、铁锈、胶体、病菌等过滤掉，还可以滤除放射性离子、有机物、荧光物、农、水碱和重金属，由超滤膜和反渗透系统组合工艺产生高纯水，可以保证在电厂用水过程中不会产生水垢。
为延长超滤膜和反渗透膜的使用寿命，超滤反渗透系统正常运行24h后进行加强碱反洗，正常运行72h后进行加强酸反洗，反洗流量为320m3/h，反洗时间为270s。
本实施例采用好氧反硝化脱氮-混凝-消毒-砂滤-超滤-反渗透组合处理工艺制备电厂锅炉用水，原水即城镇污水处理厂二级出水，反渗透进水即超滤出水，水质见表5，从表5可以看出,采用好氧反硝化脱氮和混凝-消毒-砂滤-超滤反渗透预处理组合处理工艺能有效去除水中污染物，有利于后续的反渗透处理工艺。超滤出水进一歩经反渗透处理，电导率由31053uS/cm降为1.66uS/cm。
表5反渗透预处理组合工艺进水水质分析 单位：mg/L
Figure GDA0002448630980000111
Figure GDA0002448630980000121
本实施例在好氧硝化生物滤池中添加过硫酸钠控制反应阶段，故将不添加过硫酸钠的传统BAF处理效果和添加了过硫酸钠的好氧硝化生物滤池的处理效果进行对比，其中溶解氧由便携式溶氧仪测定，氨氮采用纳氏试剂法(GB 7479-87)测定，硝态氮采用紫外分光光度法(HJ/T 346-2007)测定，亚硝态氮采用分光光度法(GB 7493-87)测定，结果见表6:
表6不同预处理工艺脱氮去除效果对比 单位：mg/L
Figure GDA0002448630980000122
从表6中好氧与常规曝气生物滤池(BAF)相比可以看出，本实施例因投加了20mg/L过硫酸钠且控制低溶解氧条件使硝化反应处于亚硝态氮阶段，避免亚硝态氮向硝态氮转化，微生物在微好氧条件下直接利用亚硝态氮作为电子受体进行反硝化生物脱氮作用，使得本工艺中的亚硝态氮，氨氮，硝态氮，特别是硝态氮得到有效去除。而常规曝气生物滤池，总氮不能有效去除，主要是因为常规BAF中的溶解氧浓度较高，微生物反硝化过程受到了抑制作用。传统BAF曝气时的气水比为8:1，碳源投加量为90mg/L，本实施例的微氧好氧短程反硝化脱氮工艺的气水比仅需要达到5：1，溶解氧浓度即达到1.13mg/L，碳源投加量仅为50mg/L，降低了44.4％，即可满足生产需求。

Claims (10)

1.一种氨氮废水脱氮处理的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)缺氧反硝化生物滤池和好氧硝化生物滤池的串联工艺
以来自城市污水处理厂二级处理的城市出水为待处理水，按照物料在待处理水中含量计，在待处理水中通过投加50～70mg/L葡萄糖，待处理水进入缺氧反硝化生物滤池后经布水系统进入承托层，再流经承托层上方附着反硝化菌的球形轻质多孔生物陶粒层，陶粒上附着的反硝化菌以亚硝酸盐为电子受体，以葡萄糖为碳源，将待处理水中的 硝酸盐还原成氮气；控制ORP为-20～10mV，反硝化池容积负荷为0.33～0.95kgNO3 --N/(m3·d)，滤速为3.8～7.7m/h，空床停留时间为18～42min；
缺氧反硝化处理后的水经出水口流入好氧硝化生物滤池，按照物料在待处理水中含量计，在好氧硝化生物滤池中投加3～20mg/L过硫酸钠，将硝化控制在亚硝化阶段回流至缺氧反硝化滤池进行反硝化脱氮；控制硝化容积负荷为0.2～2.0kgNH3-N/(m3·d)，空床停留时间20～78min，滤速为4.8～8.4m/h，气水比为5：1，溶解氧为0.58～1.13mg/L；
2)机械搅拌澄清池加药沉淀
生物滤池处理后的出水加入次氯酸钠杀菌剂、混凝剂和助凝剂，进入机械搅拌澄清池沉淀处理；
3)砂滤池过滤，去除水中悬浮固体和部分细菌、微生物
机械澄清池出水进入砂滤池，在砂滤池内自上而下穿过滤料层，垫料层，由配水系统收集，并由清水管排出；
4)超滤反渗透系统处理
砂滤池出水首先经超滤膜去除部分有机物以及病菌；超滤出水再经过反渗透系统，进一步去除溶解在水中的绝大部分无机盐。
2.根据权利要求1所述的氨氮废水脱氮处理的方法，其特征在于，所述承托层由鹅卵石构成。
3.根据权利要求1所述的氨氮废水脱氮处理的方法，其特征在于，所述球形轻质多孔生物陶粒层的厚度为4.0m；多孔生物陶粒的直径为3～5mm。
4.根据权利要求1所述的氨氮废水脱氮处理的方法，其特征在于，按照物料在待处理水中含量计，所述次氯酸钠杀菌剂的加入量为5～10mg/L。
5.根据权利要求1所述的氨氮废水脱氮处理的方法，其特征在于，按照物料在待处理水中含量计，所述混凝剂和助凝剂的加入量分别为20～100mg/L和1～3ppm；所述混凝剂为聚合氯化铝；所述助凝剂为聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的氨氮废水脱氮处理的方法，其特征在于，所述机械澄清池出水进入砂滤池是机械澄清池出水经进水管、集水渠、洗砂排水槽分配进入砂滤池。
7.根据权利要求1所述的氨氮废水脱氮处理的方法，其特征在于，所述砂滤池的总高度为3.0m，砂滤池中垫料层厚度为0.35～0.4m；滤料层厚度为0.75～0.8m，滤料中无烟煤的厚度为0.35～0.4m，石英砂的厚度为0.4～0.45m。
8.根据权利要求1所述的氨氮废水脱氮处理的方法，其特征在于，所述超滤膜的膜孔直径为0.01～0.03μm，膜通量为20～40L/m2·h；所述反渗透系统膜通量为10～20L/m2·h。
9.根据权利要求1所述的氨氮废水脱氮处理的方法，其特征在于，超滤反渗透系统正常运行24h后对超滤膜以及反渗透膜进行加强碱反洗；正常运行72h后进行加强酸反洗，反洗流量为280m3/h～320m3/h，反洗时间为150s～270s。
10.根据权利要求1所述的氨氮废水脱氮处理的方法，其特征在于，所述好氧硝化生物滤池和缺氧反硝化生物滤池均具有布水系统，鹅卵石承托层，球形陶粒层；好氧硝化生物滤池内设有鼓风装置，为好氧硝化生物滤池的好氧菌提供氧气。
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