CN109467184A - 一种含盐硝态氮有机废水的处理方法 - Google Patents

一种含盐硝态氮有机废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含盐硝态氮有机废水的处理方法，基于膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器，首先通过反硝化过程进行处理，使废水中的硝态氮分子转化为亚硝态氮分子、进而转变为氮气以去除氮元素，然后通过厌氧水解和产甲烷过程进行处理，将废水中有机物去除，实现在单一反应器中同时反硝化产甲烷。本发明通过单一工艺有效解决了工业废水中同时含盐硝态氮有机废水的实际处理问题，极大地节约了成本和时间，显著提高了处理效率，有助于推动工业废水处理技术的进步与发展。

Description

一种含盐硝态氮有机废水的处理方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种含有盐分的硝态氮有机废水的处理方法。
背景技术
工业废水中含有大量的硝酸盐物质，尤其针对化工厂中，还伴随着大量的盐分，若处理不当，会对水体生物、生活饮用水和工农业生产用水等环境问题产生极大的危险性。随着我国经济的快速发展，工业方面的废水量也逐年增加，其处理方式尤为重要。
目前对于工业废水中的有机废水，大多是根据水质水量采用生物与物化组合工艺、电化学、浓缩焚烧和膜分离等方法进行处理。对于废水中的硝态氮(NO3 --N)，一般是采用生物脱氮技术，如将厌氧除碳区、好氧亚硝化加厌氧氨氧化脱氮区和传统A/O工艺依次串联在一起，来达到高浓度有机废水深度脱氮；或者，通过亚硝化反应器、厌氧折流板(亚硝酸盐型反硝化-厌氧氨氧化-硝酸盐型反硝化)来同步脱氮除碳。这种组合工艺运行稳定，效果明显，但是整个工艺过程繁琐，占地面积大；同时也有研究者尝试通过单一反应器(UASB、ABR、EGSB)来实现生物脱氮的功能。但整体来看，现有技术处理硝态氮废水时仍需要投加大量的药剂以提供有机碳源，不仅提高了运行费用，而且产生了大量的污泥，从而增加了处理难度。因此，在传统的厌氧-缺氧-好氧基础上开发出了同时产甲烷反硝化工艺，这种新型的脱氮除碳技术不仅节省碳源、耐冲击负荷高，而且产生污泥量少、效率高，对硝态氮有机废水处理发挥了巨大的作用。但是，目前现有技术对于同时含盐和硝态氮的有机废水的处理研究甚少，尚无采用单一工艺直接实现对含盐情况下对硝态氮有机废水进行处理的报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含盐硝态氮有机废水的处理方法，基于膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器，通过单一工艺实现含盐情况下硝态氮的去除，节约成本和时间，显著提高处理效率，从而有效解决工业废水中同时含盐和硝态氮有机废水的实际处理问题，推动工业废水处理技术的进步与发展。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的一种含盐硝态氮有机废水的处理方法，包括以下步骤：
1)在EGSB反应器中，以污水处理厂中厌氧污泥接种，水浴保持装置内恒温，以pH值为6.8～7.8、C/N比为2～30的人工合成废水或实际废水为进水，保持上升流速为2～10m·h-1、水力停留时间为6～60h；反应器稳定运行，至进水浓度达到含硝态氮50～1000mg/L，在反应器中形成共存的反硝化菌和产甲烷菌，以在反应器中同时反硝化产甲烷；
2)在所述EGSB反应器运行稳定的基础上，从进水口加入盐份物质，至反应器内的进水中盐的含量为3～7％，在反应器中在含盐情况下仍具有共存的反硝化菌和产甲烷菌，以在反应器中同时反硝化产甲烷而实现脱氮除碳；
3)所述经处理后的废水混合液，进入反应器上部的三相分离器进行气体分离、泥水分离；然后收集气体排出反应器，污泥沉降后由污泥排放口排出，水则由排水口排出。
进一步地，本发明所述产甲烷菌为Methanosaeta、Methanobacterium、Methanosarcina，反硝化菌为Sulfurospirillum、Chryseobacterium、Bacillus、Thauera、Pseudomonsa。所述进水为人工合成废水、或实际废水；所述人工合成废水中碳源的添加为乙酸钠、葡萄糖、丙酸钠、乳糖、甲酸钠；所述实际废水为垃圾渗滤液、用树脂处理硝酸盐废水的脱附液。所述水浴保持的恒温为20～38℃。
本发明具有以下有益效果：
(1)采用本发明处理方法，可以在含盐量为3～7％的情况下处理硝态氮浓度为50～1000mg/L的有机废水，通过单一工艺有效解决了工业废水中同时含有盐分和硝态氮的情况，无需单独处理，极大地节约了时间、降低了人力成本。
(2)本发明反应器内同时反硝化产甲烷工艺可以有效节省反硝化过程中所需要的碳源，然后再进行产甲烷过程去除有机物。并且以EGSB厌氧反应器为装置，污泥产量少，耐冲击负荷高。本发明运行稳定可靠，处理过程简单、且效率高，对于含盐的硝态氮工业有机废水的处理具有显著的应用价值。
附图说明
下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：
图1是本发明实施例一种含盐硝态氮有机废水的处理方法的装置原理示意图。
图中：水浴进口1，EGSB反应器2，水浴出口3，水浴锅4，废水储存池5，进水口6，排水口7，三相分离器8，污泥排放口9
具体实施方式
本发明实施例一种含盐硝态氮有机废水的处理方法，基于膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器2(见图1)，该EGSB反应器直径为15cm，高为200cm，总体积为3.02L，有效体积为1.74L。
本发明实施例上述含盐硝态氮有机废水的处理方法，其步骤如下：
1)如图1所示的EGSB反应器2水浴加热区，连续通过水浴进口1将恒温水加入，然后通过水浴出口3流出，经水浴锅4加热后再流入水浴进口1而形成循环，以保持EGSB反应器2内恒温在30℃；在EGSB反应器2内，以污水处理厂中厌氧污泥接种，以pH值为7.2、C/N比为21.34、COD＝6600mg/L、以乙酸钠作为碳源的人工合成废水为进水，由废水储存池5从进水口6加入至反应器2、上升至排水口7排出，然后返回进水口6进入反应器2而形成循环；排水口7与进水口6之间通过泵链接，以调整废水上升流速Vup为2.5m·h-1，水力停留时间为24h；反应器2稳定运行，至进水浓度逐步达到含硝态氮200mg/L，在单一反应器2中形成共存的反硝化菌和产甲烷菌、以及其他辅助微生物细菌，其中，产甲烷菌为Methanosaeta、Methanobacterium、Methanosarcina，反硝化菌为Sulfurospirillum、Chryseobacterium、Bacillus、Thauera、Pseudomonsa，以在单一反应器2中同时反硝化产甲烷；
2)在上述EGSB反应器2运行稳定的基础上，从进水口6逐渐加入NaCl溶液，至反应器2内的进水中NaCl的含量为4％，在单一反应器2中在含盐情况下仍具有上述共存的反硝化菌和产甲烷菌，以在单一反应器2中同时反硝化产甲烷而实现脱氮除碳；
3)上述经处理后的废水混合液，进入反应器2上部的三相分离器8后在反射锥的阻挡下折向两边，气泡快速上升，进入集气室进行气体分离，气体由集气罩收集后排出反应器；泥和水则通过集气罩和阻气板之间的缝隙进入沉淀区进行泥水分离，污泥沉降后由污泥排放口9排出，水则由排水口7排出。
本实施例EGSB反应器内同时产甲烷反硝化工艺运行良好，无需污泥排放。稳定运行6个月的结果表明：NO3 --N的去除率高达99.8％以上，有机物去除率为71.28～91.61％之间，同时出水NO2 --N浓度普遍在0.02mg/L左右，处理效果显著。

Claims (4)

1.一种含盐硝态氮有机废水的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1)在EGSB反应器(2)中，以污水处理厂中厌氧污泥接种，以pH值为6.8～7.8、C/N比为2～30的人工合成废水或实际废水为进水，保持上升流速为2～10m·h-1、水力停留时间为6～60h；反应器(2)稳定运行，至进水浓度达到含硝态氮50～1000mg/L，在反应器(2)中形成共存的反硝化菌和产甲烷菌，以在反应器(2)中同时反硝化产甲烷；
2)在所述EGSB反应器(2)运行稳定的基础上，从进水口(6)加入盐份物质，至反应器(2)内的进水中盐的含量稳定在3～7％，在反应器(2)中在含盐情况下仍具有共存的反硝化菌和产甲烷菌，以在反应器(2)中同时反硝化产甲烷而实现脱氮除碳；
3)所述经处理后的废水混合液，进入反应器(2)上部的三相分离器(8)进行气体分离、泥水分离；然后收集气体排出反应器(2)，污泥沉降后由污泥排放口(9)排出，水则由排水口(7)排出。
2.根据权利要求1所述的含盐硝态氮有机废水的处理方法，其特征在于：所述产甲烷菌为Methanosaeta、Methanobacterium、Methanosarcina，反硝化菌为Sulfurospirillum、Chryseobacterium、Bacillus、Thauera、Pseudomonsa。
3.根据权利要求1所述的含盐硝态氮有机废水的处理方法，其特征在于：所述步骤1)中进水为人工合成废水、或实际废水；所述人工合成废水中碳源的添加为乙酸钠、葡萄糖、丙酸钠、乳糖、甲酸钠；所述实际废水为垃圾渗滤液、用树脂处理硝酸盐废水的脱附液。
4.根据权利要求1所述的含盐硝态氮有机废水的处理方法，其特征在于：所述步骤1)中水浴保持的恒温为20～38℃。
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