CN108128896A - 吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于氨氮废水处理的技术领域，公开了吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法。方法为：(1)将装有氨氮吸附填料的固定床反应装置进行挂膜；(2)通入低浓度氨氮废水，废水中氨氮发生吸附，出水中氨氮浓度接近排放限值时，停止进水，投加碱度，生化反应；再次投加碱，填料层两侧的液体进行内循环，填料上的氨氮发生解吸，得再生液和装有再生填料的固定床反应装置；再生液进行厌氧氨氧化处理；(3)向装有再生填料的固定床反应装置中通入低浓度氨氮废水，按照步骤(2)处理；(4)循环步骤(3)。本发明的方法更加高效经济；实现吸附剂的重复利用，稳定高效亚硝化，为厌氧氨氧化提供条件，保证出水中氨氮达到更为严格的排放标准。

Description

吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法

技术领域

本发明属于环境工程污水生物处理领域，具体涉及吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，适用于低浓度氨氮废水脱氮处理。

背景技术

目前常用的生物脱氮工艺仍是传统的完全硝化反硝化对低浓度氨氮废水进行脱氮处理。首先利用硝化菌将低浓度氨氮废水中的氨氮转化为硝酸盐，再由反硝化菌进行反硝化将硝酸盐转化为氮气。在这个过程中，在充足的溶解氧与碱度的条件下，低浓度氨氮可大幅度被去除，去除的氨氮都变成了硝酸盐；随后硝酸盐的反硝化则需要投加碳源，而且由于硝酸盐的浓度比较低，反硝化过程中容易出现因碳源投加量不足导致硝酸盐难以完全去除和亚硝酸盐积累，碳源的投加量往往比理论值大，且氮的浓度越低，所需的碳源投加量相对比值就越高。故对于低浓度氨氮废水的脱氮处理，完全硝化反硝化工艺的处理成本实际上普遍比较高。

为了降低低浓度氨氮废水的脱氮处理成本，可通过控制低浓度氨氮废水中的氨氮只发生亚硝化反应，将氨氮基本转化为亚硝酸盐，再利用反硝化菌将产生的亚硝酸盐转化为氮气，甚至采用厌氧氨氧化的工艺来脱除废水中的氨氮。在这些过程中，采用亚硝化反硝化工艺代替了完全硝化反硝化工艺进行低浓度氨氮废水的脱氮处理，可节约25％的曝气能耗和35％左右的碳源投加；若能采用厌氧氨氧化工艺，只需将一半的氨氮转化为亚硝酸盐，亚硝酸盐与氨氮在厌氧氨氧化菌的作用下，不需要投加碳源即可将水中的氮转化为氮气而脱除。这些方法都可以大幅度降低废水处理成本。

通常实现氨氮亚硝化的方式有提高水体温度、降低溶解氧、间歇曝气法、游离氨控制法等。但对低浓度氨氮废水而言，提高水体温度的方式增加了处理的能耗，尤其是在废水水量大的情况下能耗问题更为突出；游离氨控制适用于高浓度氨氮废水，低溶解氧控制或采用间歇曝气法目前被广泛采用。尽管如此，这两种实现低浓度氨氮的亚硝化对反应过程条件的控制要求很高，同时存在因控制不力导致硝酸盐的积累。

近年来，厌氧氨氧化工艺因其明显的经济性成为废水生物脱氮工艺的研究热点。在厌氧氨氧化反应中，氨氮与亚硝酸盐按照一定的比例，在厌氧氨氧化菌的作用下绝大部分转化为氮气，同时整个过程不需要消耗碳源。然而，限制厌氧氨氧化工艺的技术瓶颈在于如何获得合适浓度比例的氨氮与亚硝酸盐的废水来作为厌氧氨氧化工艺的处理进水。若希望通过低耗的厌氧氨氧化工艺处理低浓度氨氮废水，首先需实现该废水的部分亚硝化。目前已见报道的方式有低溶解氧法、间歇曝气法，利用这两种方法，并通过控制氨氮的转化程度，可实现低浓度氨氮废水的部分亚硝化，但同样存在前面提到的问题：反应过程条件的控制要求很高，存在硝酸盐的积累风险。也有报道通过硝酸盐的不完全反硝化，将硝酸盐的反硝化停留在亚硝酸盐的环节，再与氨氮废水混合后作为厌氧氨氧化的处理进水，然而这种获得亚硝酸盐的方式，不仅需要消耗反硝化碳源，操控稳定性也差，很难达到理想的工程化应用效果。

低浓度氨氮废水经过处理后，须达到国家相关的排放标准才可以排放，与氮相关的指标包括了氨氮和总氮两个指标。其中，城镇污水厂的排放标准(GB18919-2002)要求一级A排放标准为氨氮不高于5mg/L(冬季不高于8mg/L)，总氮不高于15mg/L；现在对环境敏感区甚至提出了特殊排放限值(氨氮不高于1.5mg/L，总氮不高于8mg/L)。因而，如何经济高效实现低浓度氨氮废水的脱氮处理，对越来越严格的氮排放标准来说至关重要。

吸附法是一种常见的氨氮废水处理方法。废水经过氨氮吸附剂的吸附作用，氨氮从液相中转移到固相(吸附剂)上，在吸附剂上富集，从而达到去除废水中氨氮(总氮)的目的。然而，因吸附剂的吸附容量有限，在吸附达到一定程度，吸附饱和后会出现吸附穿透现象，此时经吸附处理的出水氨氮浓度会上升，直至超过相关排放标准。在吸附剂饱和后，通常需要对其进行解吸或再生，才可达到循环利用吸附剂的目的。然而，物理化学法的解吸会将吸附剂中的氨氮解吸到液相中，使得吸附到吸附剂上的氨氮又重新释放到液相中，而且浓度提高。这股解吸高氨氮废水的处理难度也大。若采用生物再生的方法对吸附剂进行再生，则可将氨氮转化为亚硝酸盐或硝酸盐，再经过反硝化来去除。理论上，高浓度的硝酸盐进行反硝化所需消耗的碳源量应基本接近于先前吸附剂所吸附的氨氮转化为硝酸盐后反硝化所需的碳源量。也就是说，实际上，这种方法并不经济，只是完全硝化反硝化工艺的另一种形式。

在吸附剂生物再生过程中，若可通过某种方式控制吸附剂的生物再生处于将液相中氨氮转化为亚硝酸盐阶段，即可获得大量的亚硝酸盐。在获得亚硝酸盐后，根据一定比例与解吸后的高浓度氨氮，并配有低浓度氨氮混合后，即可作为厌氧氨氧化的合适亚硝酸盐浓度与氨氮比例的处理进水，从而进一步实现低浓度氨氮废水的厌氧氨氧化脱氮处理，降低废水的处理成本。

发明内容

为了低浓度氨氮废水的经济高效脱氮处理，本发明提供了一种吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法。本发明首先对装填有氨氮吸附剂填料的固定床反应器进行生物挂膜，再利用其对低浓度氨氮废水进行吸附处理，待处理出水接近废水氨氮排放限值时，停止吸附；通过投加碱度、曝气的形式对吸附剂进行脱氨再生，同时通过控制吸附剂填料表面适宜的游离氨浓度范围，从而抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)而不明显抑制氨氧化细菌(AOB)，来实现吸附剂的生物再生停留在亚硝化阶段，从而获得高浓度的亚硝酸盐处理再生液；随后再投加一定量的碱，控制化学解吸的氨氮量，使得再生液中的亚硝酸盐浓度与氨氮浓度比例适合，可作为厌氧氨氧化处理的进水，再经过厌氧氨氧化处理，实现高效经济的废水脱氮目标。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，包括以下步骤：

(1)向固定床反应装置中装填氨氮吸附剂填料，然后投加硝化污泥进行生物挂膜；

(2)将低浓度氨氮废水通入步骤(1)的固定床反应装置中，氨氮吸附剂填料对废水中氨氮进行吸附，随着吸附的进行，相对于首次出水，出水中氨氮浓度会逐渐增加；当出水中氨氮浓度接近排放限值时，停止进水；

所述排放限值为污水排放标准中氨氮浓度最高值；

(3)停止进水后，向固定床反应装置投加碱度，进行生化反应，氨氮转化为亚硝酸盐，从而实现稳定亚硝化；

(4)生化反应完成后，向固定床反应装置中投加碱，通过循环装置使得固定床反应装置中填料层两侧的液体进行内循环，填料上的氨氮发生解吸，获得再生液和装有再生填料的固定床反应装置；所述再生液为含有亚硝酸盐和氨氮废水的再生液；所述再生液进行厌氧氨氧化处理；

(5)向装有再生填料的固定床反应装置中通入低浓度氨氮废水，再生填料对废水中氨氮进行吸附，随着吸附的进行，相对于首次出水，出水中氨氮浓度会逐渐增加；当出水中氨氮浓度接近排放限值时，停止进水；投加碱度，生化反应，氨氮转化为亚硝酸盐，从而实现稳定亚硝化；

(6)生化反应完成后，向固定床反应装置中投加碱，通过循环装置使得固定床反应装置中填料层两侧的液体进行内循环，填料上的氨氮发生解吸，获得再生液和装有再生填料的固定床反应装置；所述再生液为含有亚硝酸盐和氨氮废水的再生液；所述再生液进行厌氧氨氧化处理；

(7)循环步骤(5)和(6)，从而实现低浓度氨氮废水的高效经济脱氮处理。

步骤(1)中所述生物挂膜的条件为：硝化污泥的污泥浓度为3000～10000mg/L；温度为20～40℃；溶解氧为0.1～7.0mg/L；加入氨氮，氨氮浓度为50～200mg/L；投加碱度，碱度的投加量为氨氮(填料吸附的氨氮)总质量的7.1～7.2倍。所述生物挂膜的条件还包括闷曝，闷曝的时间为8～24h。

所述碱度是指以碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种以上为碱度原料。

步骤(2)中所述低浓度氨氮废水，是指氨氮浓度在8～100mg/L的废水；所述氨氮吸附剂填料，是指各种具有氨氮吸附能力的天然沸石、人造沸石、麦饭石中的一种以上。

步骤(3)中所述碱度是指使用碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种以上作为碱度原料；所述生化反应的条件为：温度为20～40℃；溶解氧为0.1～7.0mg/L；生化反应的时间为8～24h。

步骤(3)中所述碱度投加量为氨氮(填料吸附的氨氮拟脱附量)的7.1～7.2倍。

步骤(4)中所述碱为碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种；所述碱的加入量满足再生液中亚硝酸盐：氨氮质量浓度比为(1.30～1.34)：1。

步骤(4)和(6)中所述再生液进行厌氧氨氧化处理时，温度为20～40℃，水力停留时间为4～12h。

步骤(5)中所述碱度指使用碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种以上作为碱度原料，所述生化反应的条件：温度为20～40℃；溶解氧为0.1～7.0mg/L；生化反应的时间为8～24h。所述碱度投加量为氨氮(填料吸附的氨氮拟解吸)总质量的7.1～7.2倍。

步骤(6)中所述碱为碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种；所述碱的加入量满足再生液中亚硝酸盐：氨氮质量浓度比为(1.30～1.34)：1。

循环装置为内循环泵和内循环管道。

本发明的装置包括固定床反应装置、厌氧氨氧化处理装置和储药装置，所述固定床反应装置的下端与上端通过装置外侧的管道连接，所述管道为内循环管道，该管道上设有内循环泵；所述固定床反应装置的底部设有曝气装置，所述固定床反应装置与储药装置通过管道连接，所述管道为进药管，进药管上设有加药泵；所述固定床反应装置的下端设有进水口和出水口，所述出水口为下端出水口，所述下端出水口与厌氧氨氧化处理装置连接；

本发明的装置还包括再生液收集装置，所述固定床反应装置的下端出水口与再生液收集装置的进水口连接，再生液收集装置的出水口与厌氧氨氧化处理装置的进水口连接；

厌氧氨氧化处理装置的进水口设置在厌氧氨氧化处理装置的下端，所述厌氧氨氧化处理装置还设有出水口，出水口设置在上端。

所述曝气装置包括曝气管与鼓风机(气泵)。

所述固定床反应装置中设有填料层，内循环管道的两端分别位于填料层的两侧，填料层两侧的液体通过内循环管实现内循环。所述固定床反应装置的进水口位于填料层的下方。

本发明的原理为：

低浓度氨氮废水中的氨氮，在装填氨氮吸附填料的固定床中经过未吸附饱和的氨氮吸附剂填料迅速吸附处理后，出水的氨氮可达到相关排放标准(达到标准时，可直接排放)，待出水中氨氮达到排放限值时(即吸附饱和并穿透)，停止固定床的吸附操作，将固定床切换为闷曝的生物再生阶段(生化反应)，通过一定的温度、溶解氧和碱度补充，进行吸附剂的生物再生。在再生过程中，由于吸附剂富集的氨氮形成的游离氨浓度处于抑制NOB而不明显抑制AOB的范围，使得吸附剂的生物再生维持在亚硝化阶段，在实现固定床吸附剂再生的同时，还可获得高浓度的亚硝酸盐再生液(生化再生)；随后再投加少量碱到固定床中，进一步将填料上的部分氨氮解吸出来，以获得含有适合厌氧氨氧化反应浓度比例亚硝酸盐和氨氮的再生液(化学再生)。再生后的固定床恢复了氨氮吸附能力，可重新用于氨氮吸附，而再生液(化学再生)经过厌氧氨氧化处理以进一步脱除总氮。经过再生后的固定床，可重复用于低浓度氨氮废水的吸附，并在吸附饱和穿透后，再依次进入生化再生和化学再生处理，再生后的固定床可再次用于低浓度氨氮废水的吸附处理，而再生液也可再次作为厌氧氨氧化处理用水。如此循环操作，实现低浓度氨氮废水的高效经济脱氮处理。

本发明具有以下优点与技术效果：

(1)本发明通过构建吸附、生物与化学再生、厌氧氨氧化脱氮处理的循环系统实现低浓度氨氮废水的高效经济脱氮处理。其中，使用吸附对低浓度氨氮废水进行吸附处理，可保证出水中氨氮达到更为严格的排放标准，并且没有总氮达标难度；利用生物与化学再生对吸附剂进行再生，不仅实现吸附剂的重复利用，同时将解吸出来的氨氮转化为适合厌氧氨氧化反应的进水，并通过厌氧氨氧化处理进一步脱氮处理，解决了再生液的处理难题。

(2)利用本发明，可保证处理出水稳定达到相关氨氮与总氮的排放标准，并可大幅度降低低浓度氨氮废水脱氮处理的成本，对低浓度氨氮废水处理提供了更为经济可靠的技术手段。

附图说明

图1为本发明的吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度废水的方法的装置示意图；其中1-进水储水装置、2-进水泵、3-固定床反应装置、4-填料层(氨氮吸附填料)，5-气泵，6-再生液收集装置，7-进水泵，8-厌氧氨氧化处理装置，9-储药装置(碱度池)，10-加药泵，11-内循环泵，12-阀门。

具体实施方式

下面结合实施例与附图对本发明做进一步的详细描述，但本发明的方式不限于此。

本发明的吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度废水方法的装置示意图如图1所示。本发明的装置包括固定床反应装置3、厌氧氨氧化处理装置(厌氧氨氧化反应器)8和储药装置9，所述固定床反应装置3的下端与上端通过装置外侧的管道连接，所述管道为内循环管道，该管道上设有内循环泵11；所述固定床反应装置3的底部设有曝气装置，所述固定床反应装置3与储药装置9通过管道连接，所述管道为进药管，进药管上设有加药泵10；所述固定床反应装置3的下端设有进水口和出水口，所述出水口为下端出水口；所述进水口与进水储水装置1连接；

本发明的装置还包括再生液收集装置6，所述固定床反应装置3的下端出水口与再生液收集装置6的进水口连接，再生液收集装置6的出水口与厌氧氨氧化处理装置8的进水口连接；

厌氧氨氧化处理装置8的进水口设置在厌氧氨氧化处理装置的下端，所述厌氧氨氧化处理装置还设有出水口，出水口设置在上端。

所述曝气装置包括曝气管与气泵5。

所述固定床反应装置3中设有填料层4，内循环管道的两端分别位于填料层4的两侧，填料层两侧的液体通过内循环管实现内循环。所述固定床反应装置3的进水口位于填料层4的下方。

所述内循环管道的一端与固定床反应装置3的下端出水口连接。内循环泵11与下端出水口间的管道设有阀门12；内循环泵11与再生液收集装置6的进水口通过管道连接，管道上设有阀门。

所述再生液收集装置6的出水口与厌氧氨氧化处理装置8的进水口通过管道连接，管道上设置有进水泵7和阀门，阀门靠近厌氧氨氧化处理装置8。

所述进水储水装置1与固定床反应装置3的进水口连接的管道上设有进水泵2和阀门，阀门靠近固定床反应装置3。

所述加药泵与固定床反应装置3连接的管道上设有阀门。

吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度废水的方法，主要通过以下步骤实现：在固定床反应装置3中装填氨氮吸附填料4，然后进行生物挂膜；挂膜完成后，将低浓度氨氮废水通过进水泵2从储水装置1中输送到固定床反应装置3中进行吸附，废水中的氨氮经过吸附后，出水氨氮浓度低于相关排放限值要求，可直接排放；待出水接近排放限值(如：5mg/L)时(接近表示出水氨氮浓度在4～5mg/L之间)，停止吸附，打开加药泵10，按一定比例向固定床反应装置3中投加碱度后，停止加药泵10，打开气泵5对固定床反应装置3进行曝气，以促使得固定床反应装置3中吸附填料4吸附的部分氨氮在AOB的作用下转化为亚硝酸盐；经过一定的生化反应时间后，停止曝气，再次向固定床反应装置3中投加少量碱，使用内循环泵11进行内循环，以促进后面投加的碱与填料和生化再生液重复接触，进一步将部分氨氮解吸出来，获得含有一定浓度比例的亚硝酸盐和氨氮的再生液，再由进水泵7送入厌氧氨氧化反应器8中进行脱氮处理。而经过再生后的固定床反应装置3，又可再次用于低浓度氨氮废水的吸附处理，并按前面的操作循环下去。

实施例1

吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度废水的方法，包括以下步骤：

(1)在装填天然沸石的有效容积2L固定床反应柱中，加入污泥浓度为3500mg/L的硝化污泥200mL，在温度为22℃，溶解氧为0.1～1.0mg/L，投加氨氮(如：氯化铵)，氨氮浓度为50mg/L，投加碳酸氢钠，碳酸氢钠浓度约600mg/L的条件下闷曝，闷曝8h后，固定床挂膜成功；

(2)将氨氮浓度为10mg/L的废水通入步骤(1)的固定床反应柱中，进水流量为4L/h，在吸附160h后(吸附时间与吸附材料的吸附容量、首次使用或再生后重复使用有关，新材料(填料)的吸附时间长，而一次再生后，吸附容量下降，可用于吸附的时间将会缩短)，出水氨氮浓度接近5mg/L，此时停止进水；向固定床反应柱中一次性加入碳酸氢钠提供碱度(碳酸氢钠的浓度约为3000mg/L)，在温度为22℃，溶解氧为0.1～1.0mg/L的条件下进行闷曝(生化反应)；待反应8h后，固定床反应柱中废水的亚硝酸盐浓度约为232mg/L，氨氮浓度约为52mg/L；再向固定床反应柱中投加碳酸氢钠，碳酸氢钠的浓度为750mg/L，打开内循环泵填料层两侧的液体通过固定床反应柱外侧的管道进行内循环，固定床反应柱中填料上的氨氮进行解吸，最后获得含有亚硝酸盐和氨氮浓度分别约为232mg/L和175mg/L的再生液，将再生液全部从固定床反应柱中排入再生液收集池中，固定床反应柱的氨氮吸附填料实现再生；

(3)将再生液收集池中的再生液送入厌氧氨氧化反应器进行厌氧氨氧化反应，实现进一步地脱氮处理，在温度为25℃，水力停留时间为4h的条件下，反应出水总氮低于15mg/L；

(4)将含有再生的氨氮吸附填料的固定床反应柱重新用于10mg/L的氨氮废水的吸附处理，进水流量为4L/h，在吸附10h后，出水氨氮浓度接近5mg/L；此时停止进水，向固定床反应柱中一次性加入碳酸氢钠提供碱度(碳酸氢钠的浓度约为3000mg/L)，在温度为22℃，溶解氧为0.1～1.0mg/L的条件下进行闷曝，待反应8h后，固定床反应柱中废水的亚硝酸盐浓度约为230mg/L，氨氮浓度约为50mg/L；再向固定床反应柱中投加碳酸氢钠，碳酸氢钠的浓度为750mg/L，打开内循环泵，填料层两侧的液体通过固定床反应柱外侧的管道进行内循环，固定床反应柱中填料上的氨氮进行解吸，最后获得含有亚硝酸盐和氨氮浓度分别约为231mg/L和177mg/L的再生液，将再生液全部从固定床反应柱中排入再生液收集池中，固定床反应柱中氨氮吸附填料实现再生；

(5)将再生液收集池中的再生液送入厌氧氨氧化反应器进行厌氧氨氧化反应，实现进一步地脱氮处理，在温度为25℃，水力停留时间为4h的条件下，反应出水总氮低于15mg/L；

(6)将含有再生的氨氮吸附填料的固定床反应柱重新用于10mg/L的氨氮废水的吸附处理，重复(4)和(5)的操作。

实施例2

吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度废水的方法，包括以下步骤：

(1)在装填人造沸石的有效容积10L固定床反应器中，加入污泥浓度为6400mg/L的硝化污泥500mL，在温度为30℃，溶解氧为2.0～3.0mg/L，投加氨氮，氨氮浓度为100mg/L，投加碳酸氢钾，碳酸氢钾浓度约1200mg/L的条件下闷曝，闷曝8h后，固定床挂膜成功；

(2)将氨氮浓度为60mg/L的废水通入步骤(1)的固定床反应器中，进水流量为10L/h，在吸附96h后，出水氨氮浓度接近5mg/L，此时停止进水；向固定床反应器中分两次性各隔8个小时加入碳酸氢钾提供碱度(碳酸氢钾的浓度约为2800mg/L)，在温度为30℃，溶解氧为2.0～3.0mg/L的条件下进行闷曝，待反应16h后，固定床反应器中废水的亚硝酸盐浓度约为340mg/L，氨氮浓度约为70mg/L；再向固定床反应器中投加碳酸氢钾，碳酸氢钾的浓度为1200mg/L，打开内循环泵填料层两侧的液体通过固定床反应器外侧的管道进行内循环，固定床反应器中填料上的氨氮进行解吸，最后获得含有亚硝酸盐和氨氮浓度分别约为345mg/L和258mg/L的再生液，将再生液全部从固定床反应器中排入再生液收集池中，固定床反应器中氨氮吸附填料实现再生；

(3)将再生液收集池中的再生液送入厌氧氨氧化反应器进行厌氧氨氧化反应，实现进一步地脱氮处理，在温度为33℃，水力停留时间为8h的条件下，反应出水总氮低于15mg/L；

(4)将含有再生的氨氮吸附填料的固定床反应器重新用于60mg/L的氨氮废水的吸附处理，进水流量为10L/h，在吸附12h后，出水氨氮浓度接近5mg/L。此时停止进水，向固定床中分两次性各隔8个小时加入约2800mg/L的碳酸氢钾提供碱度，在温度为30℃，溶解氧为2.0～3.0mg/L的条件下进行闷曝，待反应8h后，固定床反应器中废水的亚硝酸盐浓度约为330mg/L，氨氮浓度约为66mg/L；再向固定床反应器中投加碳酸氢钾，碳酸氢钾的浓度为1200mg/L，打开内循环泵，填料层两侧的液体通过固定床反应器外侧的管道进行内循环，固定床反应器中填料上的氨氮进行解吸，最后获得含有亚硝酸盐和氨氮浓度分别约为334mg/L和260mg/L的再生液，将再生液全部从固定床反应器中排入再生液收集池中，固定床反应器中氨氮吸附填料实现再生；

(5)将再生液收集池中的再生液送入厌氧氨氧化反应器进行厌氧氨氧化反应，实现进一步地脱氮处理，在温度为33℃，水力停留时间为8h的条件下，反应出水总氮低于15mg/L；

(6)将含有再生的氨氮吸附填料的固定床反应器重新用于60mg/L的氨氮废水的吸附处理，重复(4)和(5)的操作。

实施例3

吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度废水的方法，包括以下步骤：

(1)在装填人造沸石的有效容积40L固定床反应器中，加入污泥浓度为9000mg/L的硝化污泥2L，在温度为37℃，溶解氧为5.0～6.0mg/L，投加氨氮，氨氮浓度为200mg/L，投加碳酸氢钾，碳酸氢钾浓度约2400mg/L的条件下闷曝，闷曝24h后，固定床挂膜成功；

(2)将氨氮浓度为30mg/L的废水通入步骤(1)的固定床反应器中，进水流量为20L/h，在吸附480h后，出水氨氮浓度接近5mg/L，此时停止进水；向固定床反应器中分三次性各隔8个小时加入碳酸氢钠提供碱度(碳酸氢钠的浓度约为4.76g/L)，在温度为35℃，溶解氧为5.0～6.0mg/L的条件下进行闷曝，待反应24h后，固定床反应器中废水的亚硝酸盐浓度约为376mg/L，氨氮浓度约为120mg/L；再向固定床反应器中投加碳酸氢钠，碳酸氢钠的浓度为1500mg/L，打开内循环泵，填料层两侧的液体通过固定床反应器外侧的管道进行内循环，固定床反应器中填料上的氨氮进行解吸，最后获得含有亚硝酸盐和氨氮浓度分别约为383mg/L和288mg/L的再生液，将再生液全部从固定床反应器中排入再生液收集池中，固定床反应器中氨氮吸附填料实现再生；

(3)将再生液收集池中的再生液送入厌氧氨氧化反应器进行厌氧氨氧化反应，实现进一步地脱氮处理，在温度为35℃，水力停留时间为8h的条件下，反应出水总氮低于15mg/L；

(4)将含有再生的氨氮吸附填料的固定床反应器重新用于30mg/L的氨氮废水的吸附处理，进水流量为10L/h，在吸附2h后，出水氨氮浓度接近5mg/L；此时停止进水，向固定床中分三次性各隔8个小时加入约4.76g/L的碳酸氢钠提供碱度，在温度为35℃，溶解氧为5.0～6.0mg/L的条件下进行闷曝，待反应24h后，固定床反应器中废水的亚硝酸盐浓度约为369mg/L，氨氮浓度约为123mg/L；再向固定床反应器中投加碳酸氢钠，碳酸钠的浓度为1500mg/L，打开内循环泵，填料层两侧的液体通过固定床反应器外侧的管道进行内循环，固定床反应器中填料上的氨氮进行解吸，最后获得含有亚硝酸盐和氨氮浓度分别约为373mg/L和284mg/L的再生液，将再生液全部从固定床反应器中排入再生液收集池中，固定床反应器中氨氮吸附填料实现再生；

(5)将再生液收集池中的再生液送入厌氧氨氧化反应器进行厌氧氨氧化反应，实现进一步地脱氮处理，在温度为35℃，水力停留时间为8h的条件下，反应出水总氮低于15mg/L；

(6)将含有再生的氨氮吸附填料的固定床反应器重新用于30mg/L的氨氮废水的吸附处理，重复(4)和(5)的操作。

实施例4

吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度废水的方法，包括以下步骤：

(1)在装填人造沸石的有效容积20L固定床反应器中，加入污泥浓度为9000mg/L的硝化污泥1L，在温度为32℃，溶解氧为4.0～5.0mg/L，投加氨氮，氨氮浓度为200mg/L，投加碳酸钠，碳酸钠浓度约1200mg/L的条件下闷曝，闷曝24h后，固定床挂膜成功；

(2)将氨氮浓度为80mg/L的废水通入步骤(1)的固定床反应器中，进水流量为10L/h，在吸附120h后，出水氨氮浓度接近5mg/L，此时停止进水；向固定床反应器中分两次性各隔4个小时加入碳酸钠提供碱度，碳酸钠的浓度约为1.4g/L，在温度为32℃，溶解氧为4.0～5.0mg/L的条件下进行闷曝，待反应16h后，固定床反应器中废水的亚硝酸盐浓度约为198mg/L，氨氮浓度约为46mg/L；再向固定床反应器中投加碳酸钠，碳酸钠的浓度为500mg/L，打开内循环泵，填料层两侧的液体通过固定床反应器外侧的管道进行内循环，固定床反应器中填料上的氨氮进行解吸，最后获得含有亚硝酸盐和氨氮浓度分别约为202mg/L和152mg/L的再生液，将再生液全部从固定床反应器中排入再生液收集池中，固定床反应器中氨氮吸附填料实现再生；

(3)将再生液收集池中的再生液送入厌氧氨氧化反应器进行厌氧氨氧化反应，实现进一步地脱氮处理，在温度为36℃，水力停留时间为6h的条件下，反应出水总氮低于15mg/L；

(4)将含有再生的氨氮吸附填料的固定床反应器重新用于80mg/L的氨氮废水的吸附处理，进水流量为10L/h，在吸附1h后，出水氨氮浓度接近5mg/L；此时停止进水，向固定床中分两次性各隔4个小时加入约1.4g/L的碳酸钠，提供碱度，32℃，溶解氧为4.0～5.0mg/L的条件下进行闷曝，待反应16h后，固定床中废水的亚硝酸盐浓度约为201mg/L，氨氮浓度约为47mg/L；再向固定床中投加500mg/L碳酸钠，打开内循环泵，填料层两侧的液体通过固定床反应器外侧的管道进行内循环，固定床反应器中填料上的氨氮进行解吸，最后获得含有亚硝酸盐和氨氮浓度分别约为205mg/L和156mg/L的再生液，将再生液全部从固定床反应器中排入再生液收集池中，固定床反应器中氨氮吸附填料实现再生；

(5)将再生液收集池中的再生液送入厌氧氨氧化反应器进行厌氧氨氧化反应，实现进一步地脱氮处理，在温度为36℃，水力停留时间为6h的条件下，反应出水总氮低于15mg/L；

(6)将含有再生的氨氮吸附填料的固定床反应器重新用于80mg/L的氨氮废水的吸附处理，重复(4)和(5)的操作。

Claims (10)

1.一种吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)向固定床反应装置中装填氨氮吸附剂填料即填料层，然后投加硝化污泥进行生物挂膜；

(2)将低浓度氨氮废水通入步骤(1)的固定床反应装置中，氨氮吸附剂填料对废水中氨氮进行吸附，随着吸附的进行，相对于首次出水，出水中氨氮浓度会逐渐增加；当出水中氨氮浓度接近排放限值时，停止进水；

(3)停止进水后，向固定床反应装置投加碱度，进行生化反应，氨氮转化为亚硝酸盐，从而实现稳定亚硝化；所述生化反应的条件为：温度为20～40℃；溶解氧为0.1～7.0mg/L；生化反应的时间为8～24h；

(4)生化反应完成后，向固定床反应装置中投加碱，通过循环装置使得固定床反应装置中填料层两侧的液体进行内循环，填料上的氨氮发生解吸，获得再生液和装有再生填料的固定床反应装置；所述再生液为含有亚硝酸盐和氨氮废水的再生液；所述再生液进行厌氧氨氧化处理；

(5)向装有再生填料的固定床反应装置中通入低浓度氨氮废水，再生填料对废水中氨氮进行吸附，随着吸附的进行，相对于首次出水，出水中氨氮浓度会逐渐增加；当出水中氨氮浓度接近排放限值时，停止进水；投加碱度，生化反应，氨氮转化为亚硝酸盐，从而实现稳定亚硝化；所述生化反应的条件为：温度为20～40℃；溶解氧为0.1～7.0mg/L；生化反应的时间为8～24h；

(6)生化反应完成后，向固定床反应装置中投加碱，通过循环装置使得固定床反应装置中填料层两侧的液体进行内循环，填料上的氨氮发生解吸，获得再生液和装有再生填料的固定床反应装置；所述再生液为含有亚硝酸盐和氨氮废水的再生液；所述再生液进行厌氧氨氧化处理；

(7)循环步骤(5)和(6)，从而实现低浓度氨氮废水的高效经济脱氮处理。

2.根据权利要求1所述吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，其特征在于：步骤(1)中所述生物挂膜的条件为：硝化污泥的污泥浓度为3000～10000mg/L；温度为20～40℃；溶解氧为0.1～7.0mg/L；加入氨氮，氨氮浓度为50～200mg/L；投加碱度，碱度的投加量为氨氮的7.1～7.2倍。

3.根据权利要求2所述吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，其特征在于：所述生物挂膜的条件还包括闷曝，闷曝的时间为8～24h；

所述碱度是指以碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种以上为碱度原料。

4.根据权利要求1所述吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，其特征在于：步骤(3)中所述碱度投加量为解吸氨氮总质量的7.1～7.2倍；步骤(4)中所述碱的加入量满足再生液中亚硝酸盐：氨氮质量浓度比为(1.30～1.34)：1；

步骤(5)中所述碱度投加量为拟解吸氨氮质量的7.1～7.2倍；

步骤(6)中所述碱的加入量满足再生液中亚硝酸盐：氨氮质量浓度比为(1.30～1.34)：1。

5.根据权利要求1所述吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，其特征在于：步骤(2)中所述低浓度氨氮废水，是指氨氮浓度在8～100mg/L的废水；步骤(1)中所述氨氮吸附剂填料为天然沸石、人造沸石、麦饭石中的一种以上。

6.根据权利要求1所述吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，其特征在于：步骤(3)中所述碱度是指使用碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种以上作为碱度原料；

步骤(4)中所述碱为碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种；

步骤(5)中所述碱度指使用碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种以上作为碱度原料；

步骤(6)中所述碱为碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种。

7.根据权利要求1所述吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，其特征在于：步骤(4)和(6)中所述再生液进行厌氧氨氧化处理时，各自独立的温度为20～40℃，各自独立水力停留时间为4～12h。

8.一种实现权利要求1～7任一项所述吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法的装置，其特征在于：包括固定床反应装置、厌氧氨氧化处理装置和储药装置，所述固定床反应装置的下端与上端通过装置外侧的管道连接，所述管道为内循环管道，该管道上设有内循环泵；所述固定床反应装置的底部设有曝气装置，所述固定床反应装置与储药装置通过管道连接，所述管道为进药管，进药管上设有加药泵；所述固定床反应装置的下端设有进水口和出水口，所述出水口为下端出水口，所述下端出水口与厌氧氨氧化处理装置连接；

所述固定床反应装置中设有填料层，内循环管道的两端分别位于填料层的两侧，填料层两侧的液体通过内循环管实现内循环。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：还包括再生液收集装置，所述固定床反应装置的下端出水口与再生液收集装置的进水口连接，再生液收集装置的出水口与厌氧氨氧化处理装置的进水口连接。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述固定床反应装置的进水口位于填料层的下方；

厌氧氨氧化处理装置的进水口设置在厌氧氨氧化处理装置的下端，所述厌氧氨氧化处理装置还设有出水口，出水口设置在上端。