CN108117165B

CN108117165B - 一种含氨废水的处理方法

Info

Publication number: CN108117165B
Application number: CN201611072004.6A
Authority: CN
Inventors: 高会杰; 陈明翔; 孙丹凤; 郭志华; 赵胜楠
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2021-02-05
Anticipated expiration: 2036-11-29
Also published as: CN108117165A

Abstract

本发明涉及一种含氨废水的处理方法，包括以活性污泥作为载体，在MLSS为1000～2000mg/L条件下投加生长促进剂M，控制DO为2.0～4.0mg/L；待氨氮去除率达到50%～70%时投加脱氮微生物菌剂和生长促进剂N，降低DO至1.0～2.0mg/L；待氨氮去除率达80%以上时，降低DO至0.1～1.0mg/L；所述生长促进剂M包括海藻糖脂、槐糖脂和鼠李糖脂中的至少一种；所述生长促进剂N包括糖脂、糖醇和有机酸盐。本发明通过向废水处理系统中投加特定脱氮菌剂和不同生长促进剂，并结合溶解氧浓度的控制，不仅能实现同一反应器内氨氮、总氮的高效脱除，还能够去除废水中的难降解有机污染物，提高出水水质。

Description

一种含氨废水的处理方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种含氨废水的处理方法。

背景技术

随着氮素污染的加剧和公众环保意识的不断增强，社会对环境的要求日益提高，目前对外排废水中氨氮污染物的限制更加严格。2002年国家新颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》则提出了更高的氨氮排放标准（≤8mg/L，若回用≤5mg/L）。“十二五”规划中将氨氮列为总量控制指标之一，同时部分行业和地方将陆续制定更严格的总氮控制标准。因此，解决氨氮污染问题已成为环保科技工作的重要任务。

生物脱氮是解决氮素污染较为经济有效的方法之一。不管是传统的微生物附着型废水处理构筑物还是新开发的高效生物膜处理系统，负责脱氮的微生物主要是自养硝化菌。自养细菌自身的增殖速度慢、在混合培养的活性污泥系统中无法与异养细菌竞争、难以获得较高生物量、硝化效率低，导致自养微生物脱氮系统抗冲击能力弱、硝化作用不完全、总氮去除率低。所以一些新型的、效果更好的脱氮微生物，如异养硝化细菌、好氧反硝化细菌、厌氧氨氧化细菌等相继被发现。

异养硝化细菌生长速度快、细胞产率高、要求溶解氧浓度低、对环境的适应能力也强，与自养型硝化菌相比，虽然单位生物量的异养菌氧化铵盐的速率比自养菌慢，但其总体的氧化铵盐的速率并不比自养菌慢。有些异养微生物可在缺少有机碳源的条件下，进行氨的氧化获得生长所需的能量，也可以在有机物存在的条件下进行氨氧化，不获得能量，是一种次代谢过程，氨的氧化不受有机物的限制。因此异养硝化细菌作为一种新型的脱氮微生物倍受关注。国内外研究者在异养硝化微生物筛选、功能代谢途径、酶和基因等方面进行了广泛的研究，但是目前仍仅停留在实验室研究阶段，真正将异养硝化菌应用于实际工程中处理废水的实例并不多见。

CN200910021020.7公开了一种降氨氮和亚硝酸氮的水质改良微生态制剂的制备方法，该菌剂中涉及一株节杆菌CGMCC No.1282，但该发明的微生态制剂属于水产养殖技术及生态环境保护技术领域。CN201210130644.3公开了一种耐盐微生物菌剂及其制备方法，该微生物菌剂含有科氏葡萄球菌FSDN-C、节杆菌FDN-1、水氏黄杆菌FDN-2、脱氮副球菌DN-3和甲基杆菌SDN-3。CN201210130645.8公开了一种废水处理微生物菌剂及其制备方法，该微生物菌剂含有沼泽考克氏菌FSDN-A、节杆菌FDN-1、水氏黄杆菌FDN-2、脱氮副球菌DN-3和甲基杆菌SDN-3。但是，以上发明所涉及的微生物菌剂主要适用于处理含低COD且可生化性较好的废水，未见其在处理含难降解有机污染物的含氨废水时的效果。CN201410731313.4公开了一种含氨废水的生物处理方法，主要根据所投加微生物菌剂的脱氮特性，结合溶解氧浓度的控制，不仅实现同一反应器内氨氮、总氮的高效脱除，还能够高效去除废水中的难降解有机污染物，提高出水水质，该方法菌剂使用量相对较高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种含氨废水的处理方法。本发明通过向废水处理系统中投加特定脱氮菌剂和不同生长促进剂，并结合溶解氧浓度的控制，不仅能实现同一反应器内氨氮、总氮的高效脱除，还能够去除废水中的难降解有机污染物，提高出水水质。

本发明含氨废水的处理方法，包括如下内容：以污水处理厂活性污泥作为微生物载体，在污泥浓度（MLSS）为1000～2000mg/L条件下投加生长促进剂M，控制溶解氧浓度（DO）为2.0～4.0mg/L，优选为2.0～3.0mg/L；待氨氮去除率达到50%～70%时投加脱氮菌剂和生长促进剂N，同时降低溶解氧浓度至1.0～2.0mg/L，优选为1.0～1.5mg/L；待氨氮去除率达到80%以上时，降低溶解氧浓度至0.1～1.0mg/L，优选为0.1～0.5mg/L；所述生长促进剂M包括海藻糖脂、槐糖脂和鼠李糖脂中的至少一种；所述生长促进剂N包括糖脂、糖醇和有机酸盐。

本发明中，所述生长促进剂M包括海藻糖脂、槐糖脂和鼠李糖脂等中的至少一种，优选槐糖脂，其中槐糖脂分内酯型和酸型两种，更优选酸型槐糖脂。进一步地，所述促进剂M还包括糖醇，所述糖醇选自甘露醇、木糖醇、乳糖醇、核糖醇、半乳糖醇、肌醇和赤藓醇等中的一种或几种，优选乳糖醇。促进剂中，糖脂与糖醇的质量比为1:1-1:5。

本发明中，所述生长促进剂N包括糖脂、糖醇和有机酸盐，以重量份计，糖脂含量为0.5-15重量份，优选2-10重量份；糖醇含量为0.5-15重量份，优选2-10重量份；有机酸盐为5-30重量份，优选为10-20重量份。其中糖脂为海藻糖脂、槐糖脂和鼠李糖脂等中的至少一种，优选槐糖脂，更优选内酯型槐糖脂；糖醇选自甘露醇、木糖醇、乳糖醇、核糖醇、半乳糖醇、肌醇和赤藓醇等中的一种或几种，优选乳糖醇；有机酸盐为乙酸钠、琥珀酸钠和柠檬酸钠等中的一种或几种，优选乙酸钠。

本发明中生长促进剂M的投加量按照污水处理系统中促进剂浓度0.01-10mg/L，优选0.1-1.0mg/L进行投加。

本发明中污水处理厂活性污泥可以来自炼油污水处理厂、催化剂污水处理厂或者是城市污水厂等。对新开工的系统首先向污水处理构筑物中投放污水处理厂的活性污泥，活性污泥用量为按1000～2000mg/L投加。活性污泥闷曝适宜时间后投加促进剂，闷曝过程中DO控制在3.0～5.0mg/L，一般闷曝24～168小时。对于正在运行的系统，可通过调节系统内污泥浓度1000～2000mg/L的条件下投加促进剂。

本发明使用的脱氮微生物菌剂为现有的一切具有脱氮性能的菌剂，如可以采用CN201410731313.4所述的脱氮菌剂。优选使用含有节杆菌（Arthrobacter creatinolyticus）FDN-1和水氏黄杆菌（Flavobacterium mizutaii）FDN-2中的一种或两种，同时含有脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3和甲基杆菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3中的一种或两种，同时含有沼泽考克氏菌（Kocuria palustris）FSDN-A和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii）FSDN-C。沼泽考克氏菌FSDN-A、科氏葡萄球菌FSDN-C、节杆菌FDN-1、水氏黄杆菌FDN-2、脱氮副球菌DN-3、甲基杆菌SDN-3的保藏编号分别为CGMCC NO.5061、CGMCC NO.5062、CGMCC No.3657、CGMCCNo.3659、CGMCC No.3658和CGMCC No.3660，已经于CN103103141A、CN103014128A、CN102465106A 、CN102465105A、 CN102465104A、CN102465103中公开。

本发明中每天按照每小时所处理废水体积的0.001%～0.01%向系统内投加脱氮微生物菌剂，投加菌剂的同时投加生长促进剂N，投加量按照污水处理系统中促进剂浓度0.01-10mg/L，优选0.1-1.0mg/L进行投加。

本发明中，所处理废水中氨氮浓度为30～400mg/L，COD为600～2000mg/L（Cr法，以下同），BOD为100～500mg/L，控制废水处理过程中温度为20～40℃，pH为7.0～9.0。

本发明根据脱氮微生物生长特性和脱氮机理的差异，通过向处理系统中投加不同生长促进剂和特定脱氮菌剂，使得所投加的菌剂能够与活性污泥快速的结合，提高菌剂对环境的适应能力，实现细胞的快速增殖，可以快速降解底物，提高整个系统的脱氮速率。同时通过调控处理体系不同脱氮阶段的溶解氧浓度，加强了不同微生物之间的协同作用，消除了彼此之间的不利影响，不仅能实现同一反应器内氨氮、总氮的高效脱除，还能够去除废水中的难降解有机污染物，提高出水水质。本发明可以明显降低菌剂的投加量，维持系统长期稳定运行。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明方案进行详细说明。本发明在废水生物处理时投加不同组成和配比的生长促进剂和脱氮菌剂，可以直接投加到废水处理厂活性污泥中使用，也可以在适宜生化反应器内处理含氨氮和难降解有机污染物的废水。

本发明实施例所使用生长促进剂M按照表1的比例和配方制备。所述促进剂浓度均为0.5g/L。

表1 生长促进剂M的配方及比例

本发明实施例所使用生长促进剂N按照表2的比例和配方制备。所述促进剂浓度均为0.5g/L。

表2 生长促进剂N配方及比例

本发明所使用的脱氮菌剂采用专利CN201410731313.4中实施例1制备的菌剂A-D和实施例6制备的菌剂E、F。

实施例1

某炼油厂催化剂生产过程中会产生一种含有难降解有机物和氨氮的废水，水质特征：pH9.2，COD为900mg/L，BOD为100mg/L，氨氮137mg/L。系统长期运行过程中，氨氮去除效果差，导致总氮浓度高达152mg/L，活性污泥的SVI大于200mL/g，沉降性能较差。

按照本发明所述方法进行处理，调节处理体系的污泥浓度为1000mg/L。按照处理体系内促进剂的浓度为1.0mg/L投加生长促进剂M1，起始阶段控制系统内DO为3.0mg/L左右。当氨氮去除率大于50%时，每天按照每小时所处理废水体积的0.008%向系统内投加液态菌悬液A，并按照反应体系内促进剂浓度为1.0mg/L投加微生物生长促进剂N1，同时将DO控制在1.5mg/L左右。当氨氮去除率大于80%时，将DO控制在0.5mg/L左右，共投放12天。控制废水处理温度为30℃，pH为7.5。检测系统内的SVI小于200mL/g，运行一个月后分析处理后出水氨氮浓度小于15mg/L、总氮浓度小于20mg/L、COD浓度为80-90mg/L。

实施例2

处理同实施例1相同的废水，调节处理体系的污泥浓度为1500mg/L。按照处理体系内促进剂的浓度为1.0mg/L投加微生物生长促进剂M2，起始阶段控制系统内DO为2.5mg/L左右。当氨氮去除率大于70%时，每天按照每小时所处理废水体积的0.005%向系统内投加液态菌悬液B，并按照反应体系内促进剂浓度为0.5mg/L投加微生物生长促进剂N2，同时将DO控制在1.5mg/L左右。当氨氮去除率大于85%时，将DO控制在0.4mg/L左右，共投放13天。污水处理温度为25℃，pH为8.5。检测系统内的SVI小于200mL/g，运行一个月后分析处理后出水氨氮浓度小于15mg/L、总氮浓度小于20mg/L、COD为浓度85-95mg/L。

实施例3

某含有难降解有机污染物的化工废水，水质特征是：COD为2000mg/L左右，BOD为450mg/L左右，氨氮为150mg/L左右，pH为8.7。采用常规的活性污泥法处理工艺进行处理后，出水COD仍高达300mg/L左右，氨氮仍高达200mg/L，总氮高达250mg/L。

按照本发明所述的方法进行处理，调节处理体系的污泥浓度为2000mg/L。按照处理体系内促进剂的浓度为0.8mg/L投加微生物生长促进剂M3，起始阶段控制系统内DO为2.0mg/L左右。当氨氮去除率大于60%时，每天按照每小时所处理废水体积的0.008%向系统内投加液态菌悬液C，并按照反应体系内促进剂浓度为0.8mg/L投加微生物生长促进剂N1，同时将DO控制在1.0mg/L左右。当氨氮去除率大于90%时，将DO控制在0.3mg/L左右，共投放15天。污水处理温度为30℃，pH为8.0。检测系统内的SVI小于200mL/g，运行一个月后分析处理后出水氨氮浓度小于15mg/L、总氮浓度小于25mg/L、COD浓度90-100mg/L。

实施例4

处理同实施例3相同的废水，调节处理体系的污泥浓度为1500mg/L。按照处理体系内促进剂的浓度为1.0mg/L投加微生物生长促进剂M3，起始阶段控制系统内DO为2.5mg/L左右。当氨氮去除率大于60%时，每天按照每小时所处理废水体积的0.01%向系统内投加液态菌悬液D，并按照反应体系内促进剂浓度为1.0mg/L投加微生物生长促进剂N2，同时将DO控制在1.0mg/L左右。当氨氮去除率大于80%时，将DO控制在0.2mg/L左右，共投放15天。污水处理温度为25℃，pH为7.8。检测系统内的SVI小于200mL/g，运行一个月后分析处理后出水氨氮浓度小于15mg/L、总氮浓度小于25mg/L、COD浓度85-95mg/L。

实施例5

处理同实施例3相同的废水，调节处理体系的污泥浓度为2000mg/L。按照处理体系内促进剂的浓度为0.5mg/L投加生长促进剂M1，起始阶段控制系统内DO为2.0mg/L左右。当氨氮去除率大于60%时，每天按照每小时所处理废水体积的0.005%向系统内投加液态菌悬液E，并按照反应体系内促进剂浓度为1.0mg/L投加微生物生长促进剂N1，同时将DO控制在1.0mg/L左右。当氨氮去除率大于90%时，将DO控制在0.3mg/L左右，共投放15天。污水处理温度为30℃，pH为8.0。检测系统内的SVI小于200mL/g，运行一个月后分析处理后出水氨氮浓度小于25mg/L、总氮浓度小于50mg/L、COD浓度110-120mg/L。

实施例6

处理同实施例3相同的废水，调节处理体系的污泥浓度为1500mg/L。按照处理体系内促进剂的浓度为1.0mg/L投加微生物生长促进剂M3，起始阶段控制系统内DO为2.5mg/L左右。当氨氮去除率大于60%时，每天按照每小时所处理废水体积的0.005%向系统内投加液态菌悬液F，并按照反应体系内促进剂浓度为0.5mg/L投加微生物生长促进剂N2，同时将DO控制在1.0mg/L左右。当氨氮去除率大于80%时，将DO控制在0.2mg/L左右，共投放15天。污水处理温度为25℃，pH为7.8。检测系统内的SVI小于200mL/g，运行一个月后分析处理后出水氨氮浓度小于20mg/L、总氮浓度小于40mg/L、COD浓度100-110mg/L。

比较例1

处理流程和工艺条件同实施例1，不同在于：不投加生长促进剂M1。运行一个月后分析处理后出水氨氮浓度50-60mg/L、总氮浓度55-65mg/L、COD浓度为220-250mg/L。

比较例2

处理流程和工艺条件同实施例1，不同在于：不投加生长促进剂N1。运行一个月后分析处理后出水氨氮浓度30-40mg/L、总氮浓度50-60mg/L、COD浓度260-280mg/L。

比较例3

处理流程和工艺条件同实施例1，不同之处在于：不投加脱氮微菌剂A。运行一个月后分析处理后出水氨氮浓度35-45mg/L、总氮浓度60-70mg/L、COD浓度270-285mg/L。

比较例4

处理流程和工艺条件同实施例1，不同之处在于：控制溶解氧浓度始终为2.5mg/L。运行一个月后分析处理后出水氨氮浓度35-45mg/L、总氮浓度60-70mg/L、COD浓度240-260mg/L。

比较例5

处理流程和工艺条件同实施例1，不同之处在于：控制溶解氧浓度始终为0.5mg/L。运行一个月后分析处理后出水氨氮浓度40-50mg/L、总氮浓度55-65mg/L、COD浓度250-260mg/L。

Claims

1.一种含氨废水的处理方法，其特征在于包括如下内容：以污水处理厂活性污泥作为微生物载体，在污泥浓度为1000～2000mg/L条件下投加生长促进剂M，在起始阶段控制溶解氧浓度为2.0～4.0mg/L；待氨氮去除率达到50%～70%时投加脱氮微生物菌剂和生长促进剂N，同时降低溶解氧浓度至1.0～2.0mg/L；待氨氮去除率达到80%以上时，降低溶解氧浓度至0.1～1.0mg/L；所述生长促进剂M包括海藻糖脂、槐糖脂和鼠李糖脂中的至少一种；所述生长促进剂N包括糖脂、糖醇和有机酸盐，以重量份计，糖脂含量为0.5-15重量份，糖醇含量为0.5-15重量份，有机酸盐为5-30重量份。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂M还包括糖醇，所述糖醇选自甘露醇、木糖醇、乳糖醇、核糖醇、半乳糖醇、肌醇和赤藓醇中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂M中，糖脂与糖醇的质量比为1:1-1:5。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂N中，糖脂为海藻糖脂、槐糖脂和鼠李糖脂中的至少一种；糖醇选自甘露醇、木糖醇、乳糖醇、核糖醇、半乳糖醇、肌醇和赤藓醇中的一种或几种；有机酸盐为乙酸钠、琥珀酸钠和柠檬酸钠中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂M的投加量按照污水处理系统中促进剂浓度0.01-10mg/L进行投加。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：污水处理厂活性污泥来自炼油污水处理厂、催化剂污水处理厂或者是城市污水处理厂，活性污泥用量为按1000～2000mg/L投加，活性污泥闷曝后投加促进剂，闷曝过程中DO控制在3.0～5.0mg/L，闷曝24～168小时。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：脱氮微生物菌剂含有节杆菌（Arthrobacter creatinolyticus）FDN-1和水氏黄杆菌（Flavobacterium mizutaii）FDN-2中的一种或两种，脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3和甲基杆菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3中的一种或两种，同时含有沼泽考克氏菌（Kocuria palustris）FSDN-A和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii）FSDN-C，六株菌的保藏编号分别为CGMCC NO.5061、CGMCC NO.5062、CGMCC No.3657、CGMCC No.3659、CGMCCNo.3658和CGMCC No.3660。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：每天按照每小时所处理废水体积的0.001%～0.01%向系统内投加脱氮菌剂，投加菌剂的同时投加生长促进剂N，投加量按照污水处理系统中促进剂浓度0.01-10mg/L进行投加。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所处理废水中氨氮浓度为30～400mg/L，COD为600～2000mg/L，BOD为100～500mg/L；控制废水处理过程中温度为20～40℃，pH为7.0～9.0。