CN109467185A - 一种中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于氨氮废水处理的技术领域，公开了一种中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法。方法：1)将装有氨氮吸附填料的固定床反应器进行生物挂膜培养；2)然后对中低浓度氨氮废水进行氨氮吸附，直至出水中氨氮浓度为4～5mg/L时，停止吸附进水；3)投加碱度，并曝气，同时向反硝化装置中投加碳源，在循环装置的作用下，废水在固定床反应器和反硝化装置之间进行循环；4)循环结束后，排出废水，将中低浓度氨氮废水通入固定床反应器中进行氨氮吸附，重复步骤2)和3)，如此循环操作。本发明的方法实现了稳定亚硝化解吸，同时降低了氨氮亚硝化解吸时所需碱度的投加量，并以亚硝化反硝化的方式实现脱氮，节约了曝气能耗及碳源。

Description

一种中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法

技术领域

本发明属于环境工程污水生物处理的技术领域，具体涉及一种中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法，适用于中低浓度氨氮废水脱氮处理。

背景技术

目前，中低浓度氨氮废水的主要脱氮方式为完全硝化反硝化。该方法首先将中低浓度氨氮转化为硝酸盐，需要消耗大量的能耗来提供充足的氧气，且若废水中碱度不足，还需投加大量的碱度；其次当中低浓度氨氮废水的碳氮比较低时，完全硝化反硝化需要额外补加大量的碳源，增加了废水的处理成本。为降低处理中低浓度氨氮废水的能耗与药剂使用量，仍需开发更为低碳节能的生物脱氮工艺。

亚硝化反硝化是一种通过控制氨氮转化为亚硝酸盐，再通过亚硝酸盐的反硝化实现废水脱氮的方法。该方法相比于完全硝化反硝化，可节约近25％的曝气能耗和减少约35％的反硝化碳源，具有明显的低碳节能优势。然而，中低浓度氨氮废水的稳定亚硝化，一直是制约该类废水实现亚硝化反硝化脱氮的关键难题。

目前报道的氨氮废水亚硝化方式主要有高温、低溶解氧、间歇曝气和游离氨(FA)抑制等方式。高温虽可利用氨氧化细菌(AOB)的比增长速率在高温下远大于亚硝酸盐氧化菌(NOB)的特性来实现AOB的富集和NOB的淘汰，但该方法要求废水温度高，会增加废水处理的能耗，仅仅适用于少部分高温废水。基于AOB的氧亲和力大于NOB的氧亲和力，低溶解氧条件下可实现氨氮的亚硝化，但低溶解氧条件也会限制AOB的增长，且当溶解氧失控则会引发NOB的快速繁殖，进而破坏系统的亚硝化效果。间歇曝气同样是利用了NOB利用氧气的能力低于AOB，通过控制曝气来实现氨氮的亚硝化，但同样存在着曝气失控引起NOB增长，破坏亚硝化的风险，且当亚硝化被破坏后，极难重新恢复亚硝化。FA抑制则是利用FA对AOB和NOB抑制浓度的差别，控制反应器中FA处于明显抑制NOB而不明显抑制AOB的水平来实现氨氮废水的亚硝化。但在中低浓度氨氮废水中难以维持较高的FA，故目前该方法主要适用于高浓度氨氮废水。

吸附法是一种常见的基于吸附剂离子交换作用的氨氮废水处理方法。若使用吸附剂对中低浓度氨氮废水进行处理，通过控制吸附处理时长而控制吸附量，可确保出水的氨氮浓度低于特定的浓度值。吸附完毕后，吸附剂需进行再生后才可重复使用。若使用物化法进行解吸，需在高温条件下进行，且需消耗大量的碱和盐，产生的再生液处理难度大。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，也为了实现中低浓度氨氮废水低成本、稳定脱氮的效果，本发明的目的在于提供一种中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法。

本发明将装填了氨氮吸附剂的固定床反应器进行生物挂膜，挂膜完毕后利用该反应器吸附处理中低浓度氨氮废水，待吸附出水氨氮浓度接近处理限值时，停止吸附；将该反应器与一个反硝化装置通过循环泵和管道串联后，在固定床反应器进水口处投加碱度，在反硝化装置进水口处投加碳源和营养物磷等，并向固定床反应器进行曝气，开启循环泵实现两个装置间的水流循环；在固定床反应器中，通过利用吸附剂填料与废水之间的铵离子吸附平衡状态维持的氨氮浓度所形成的FA抑制作用来实现氨氮的亚硝化，而亚硝化产生的亚硝酸盐进入反硝化装置后，在反硝化菌的作用下变为氮气，并产热提升反应器的温度同时产生一定量的碱度，升温的废水循环进入固定床反应器后，反应器中的水温会升高，进而提升吸附剂的氨氮解吸速率，并提升反应器中的FA，加强了对吸附剂上NOB的抑制作用，以保障吸附剂的生物解吸以亚硝化为主，同时反硝化的碱度也可以被利用，降低外部的碱度投加量，如此循环操作，实现吸附剂的亚硝化解吸和反硝化脱氮，进而实现了中低浓度氨氮废水的稳定亚硝化反硝化处理。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法，包括以下步骤：

(1)将装有氨氮吸附填料的固定床反应器进行生物挂膜培养；

(2)采用生物挂膜培养完成的固定床反应器对中低浓度氨氮废水进行氨氮吸附，直至出水中氨氮浓度为4～5mg/L时，停止吸附进水；

(3)向上述固定床反应器中投加碱度，并曝气，同时向反硝化装置中投加碳源，在循环装置的作用下，废水在固定床反应器和反硝化装置之间进行循环；在固定床反应器中时，废水中氨氮发生亚硝化反应，获得含有亚硝酸盐的废水，随后进入反硝化装置中进行反硝化反应，反硝化后的废水又进入固定床反应器中，从而实现循环；所述循环的时间为2～24h，所述循环的过程中废水的温度为34～40℃；

(4)循环结束后，停止曝气，停止投加碱度，停止向反硝化装置中投加碳源；排空固定床反应器，再将中低浓度氨氮废水通入固定床反应器中进行氨氮吸附，重复步骤(2)和(3)，如此循环操作，从而实现中低浓度氨氮废水的稳定亚硝化反硝化处理。

步骤(1)中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；所述中低浓度氨氮废水，是指氨氮浓度在20-150mg/L的废水；

步骤(1)中所述生物挂膜培养具体是指向装有氨氮吸附填料的固定床反应器中通入中低浓度氨氮废水，进行氨氮吸附，氨氮吸附完成后，向反应器中投加硝化污泥，并加入碱度，曝气，内循环进行生物挂膜；

所述生物挂膜条件为：硝化污泥的污泥浓度为3000～10000mg/L；温度为20～40℃；溶解氧为0.1～7mg/L；投加碱度，碱度的投加量为氨氮(填料再生脱附的氨氮)总质量的7～8倍，闷曝时长为8～24h。

步骤(3)中所述的曝气，其气水比控制在5-20，气水比是指固定床反应器的进气量与进水的流量之比；

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；碱度的总投加量为所解吸氨氮总量(氨氮吸附填料中解吸的氨氮量)的4.0～4.2倍，例如固定床与反硝化装置循环运行8h，累计解吸了800mg氨氮，则在8h里运行过程中累计的碱度投加量为3200～3360mg；

步骤(3)中所述碳源为甲醇、乙醇、乙酸钠、葡萄糖中的一种以上；碳源的总投加量按COD_Cr计算，其累计投加量约为所解吸氨氮(是指氨氮吸附填料中解吸氨氮总量)总量的2.0～2.4倍，例如固定床与反硝化装置循环运行8h，累计解吸了800mg氨氮，则在8h里运行过程中累计的碳源投加量约为1600～1920mgCOD_Cr；

步骤(3)中所述的温度，是指反硝化反应后产热所维持的循环体系中的温度，温度大小为34～40℃。

一种实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法的装置，包括固定床反应器、反硝化装置、循环装置、进水装置、储碱度装置、储碳源装置、曝气装置、出水收集装置；

所述固定床反应器的上端设有吸附出水口和循环进水口，下端设有进水口和循环出水口；所述反硝化装置设有进水口和出水口；所述固定床反应器的循环出水口与反硝化装置的进水口连接，所述固定床反应器的循环进水口与反硝化装置的出水口连接，所述固定床反应器的进水口与进水装置连接；所述固定床反应器的循环出水口与反硝化装置的进水口连接的管道上设有循环装置；

所述储碱度装置与固定床反应器的循环进水口连接；所述储碳源装置与反硝化装置的进水口连接。

所述固定床反应器的底部与曝气装置连接。所述曝气装置包括鼓风机和气管，所述鼓风机通过气管与固定床反应器底部连接。

所述出水收集装置与固定床反应器连接。

所述固定床反应器的循环出水口与循环装置之间连接的管道上设有阀门，所述循环装置为循环泵。

所述储碱度装置与固定床反应器的循环进水口连接的管道上以及固定床反应器的循环进水口与反硝化装置的出水口连接的管道上设有阀门。所述储碱度装置与阀门之间设有计量泵。

所述出水收集装置与固定床反应器连接的管道上设有阀门。所述出水收集装置与固定床反应器的下端连接。

所述储碳源装置与反硝化装置的进水口连接的管道上设有计量泵。

所述固定床反应器的底部与曝气装置连接的管道上设有阀门。

所述装置还包括吸附出水收集装置。所述吸附出水收集装置与固定床反应器的吸附出水口连接，连接的管道上设有阀门。

所述固定床反应器中设有氨氮吸附填料层。所述进水装置与固定床反应器连接的管道上设有进水泵和阀门。

所述储碱度装置用于存储固定床反应器进行生化解吸亚硝化时所需的碱度，通过计量泵投加到固定床反应器的循环进水口处的管道中。

所述储碳源装置用于存储反硝化装置进行反硝化脱氮时所需的碳源，通过计量泵投加到反硝化装置与循环装置(循环泵)之间的管道中。

所述吸附出水收集装置用于储存固定床反应器氨氮吸附未饱和之前的出水。

所述循环装置(循环泵)，用于循环输送固定床反应器和反硝化装置之间的废水。

所述出水收集装置，用于存储循环运行结束后，固定床反应器排出的废水。

本发明首先通过固定床反应器吸附处理中低浓度氨氮废水，可获得氨氮浓度低于5.0mg/L的出水，随后通过固定床反应器与反硝化装置之间的循环运行，向固定床反应器和反硝化装置中分别投加碱度和碳源，利用固定床反应器实现氨氮的亚硝化解吸，将吸附的氨氮转化为亚硝酸盐，再经过反硝化装置将亚硝酸盐转化为氮气，从而实现了中低浓度氨氮废水的稳定亚硝化反硝化处理。

本发明的原理为：

中低浓度氨氮废水首先经过固定床反应器的吸附处理，吸附出水可达到相关排放限值(氨氮≤5.0mg/L)，待吸附出水氨氮浓度接近该排放限值时，停止吸附操作；启动固定床反应器与反硝化装置之间的循环，向固定床反应器中曝气，并分别向固定床反应器和反硝化装置投加碱度和碳源，在循环运行过程中，在吸附介质表面的游离氨(FA)的抑制作用下，固定床反应器中吸附的氨氮首先被生化转化为亚硝酸盐，所生成的亚硝酸盐经过循环管道进入反硝化装置，发生反硝化反应转化为氮气得到去除，同时产生一定量的碱度与热量，随着循环管道又进入固定床反应器；反硝化产生的碱度，进入固定床反应器后可被利用，从而降低了固定床反应器生化解吸所需的碱度投加量，反硝化所产生的热量，则可用于加热循环体系的废水，使得循环体系的温度可维持在34～40℃；由于循环体系的温度上升，固定床反应器中的铵离子解吸速率增大，使得AOB可利用的氨氮基质更多，更有利于AOB的生长代谢；在高温条件下AOB的比增长速率远大于NOB，有利于AOB成为优势菌；高温还可提高固定床生化解吸过程中的FA浓度，从而提升FA对NOB的抑制作用，促使氨氮的转化停留在亚硝化阶段。故固定床生化解吸产生的亚硝酸盐进入反硝化装置发生反硝化反应，而反硝化装置出水中的碱度与热量又进入固定床反应器中被利用和提升生化解吸的温度。随着循环的进行，固定床在吸附阶段所吸附的氨氮被逐渐转化为亚硝酸盐，再经由反硝化去除；循环运行结束后，固定床反应器的吸附容量恢复，又可用于中低浓度氨氮废水的吸附处理，吸附处理结束后可重新进行固定床解吸与反硝化装置的循环运行，从而实现了中低浓度氨氮废水的稳定亚硝化反硝化脱氮处理。

本发明具有以下优点与技术效果：

本发明通过固定床反应器的吸附作用，可获得氨氮浓度稳定达到排放限值的吸附出水，再将固定床反应器与反硝化装置串联循环运行，利用反硝化产热提升循环体系的温度，实现了固定床反应器的稳定亚硝化解吸，同时还充分利用了反硝化产生的碱度，降低了固定床反应器氨氮亚硝化解吸时所需碱度的投加量，在反硝化装置中以亚硝化反硝化的方式实现脱氮，相比于完全硝化反硝化可节约35％左右的曝气能耗，及一半左右的碳源，低碳节能优势明显。

附图说明

图1为本发明的装置示意图；其中1-进水装置(进水池)、2-进水泵、3-固定床反应器、4-氨氮吸附填料层、5-吸附出水收集装置(吸附出水池)、6-循环装置(循环泵)、7-反硝化装置、8-储碱度装置(碱度池)、9-计量泵、10-储碳源装置(碳源池)、11-计量泵、12-鼓风机(气泵)、13-循环出水收集装置(循环出水池)、14-阀门、15-阀门、16-阀门。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明的实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法的装置示意图如图1所示。所述装置包括固定床反应器3、反硝化装置7、循环装置(循环泵)6、进水装置(进水池)1、储碱度装置(碱度池)8、储碳源装置(碳源池)10、曝气装置、出水收集装置(循环出水收集装置)13；

所述固定床反应器3的上端设有吸附出水口和循环进水口，下端设有进水口和循环出水口；所述反硝化装置7设有进水口和出水口；所述固定床反应器3的循环出水口与反硝化装置7的进水口连接，连接的管道上设有循环装置(循环泵)6；所述固定床反应器3的循环进水口与反硝化装置7的出水口连接，所述固定床反应器3的进水口与进水装置1连接；

所述储碱度装置8与固定床反应器3的循环进水口连接；所述储碳源装置10与反硝化装置7的进水口连接。

所述固定床反应器3的底部与曝气装置连接。所述曝气装置包括鼓风机(气泵)12和气管，所述鼓风机12通过气管与固定床反应器3底部连接。

所述出水收集装置13与固定床反应器3连接。

所述固定床反应器3的循环出水口与循环装置6之间连接的管道上设有阀门(循环出水阀门)14，所述循环装置为循环泵。

所述储碱度装置8与固定床反应器3的循环进水口连接的管道上以及固定床反应器3的循环进水口与反硝化装置7的出水口连接的管道上设有阀门(循环进水阀门)16。所述储碱度装置8与阀门16之间设有计量泵9。

所述出水收集装置13与固定床反应器3连接的管道上设有阀门。所述出水收集装置与固定床反应器的下端连接。

所述储碳源装置10与反硝化装置7的进水口连接的管道上设有计量泵11。

所述固定床反应器3的底部与曝气装置连接的管道上设有阀门。

所述装置还包括吸附出水收集装置5。所述吸附出水收集装置5与固定床反应器1的吸附出水口连接，连接的管道上设有阀门(吸附出水阀门)15。

所述固定床反应器3中设有氨氮吸附填料层4。所述进水装置1与固定床反应器3连接的管道上设有进水泵2和阀门。

本发明采用所述装置实现中低浓度氨氮废水的稳定亚硝化反硝化脱氮处理，其步骤为：先利用固定床反应器对中低浓度氨氮废水进行吸附处理，待吸附出水氨氮浓度接近5.0mg/L(4.0～5.0mg/L)时，停止吸附，进行固定床反应器的生化挂膜；挂膜完成后，排空废水，打开吸附出水阀15，打开进水泵2，利用固定床反应器对中低浓度氨氮废水进行吸附处理，吸附出水流入吸附出水收集装置5，待吸附出水氨氮浓度接近5.0mg/L时，关闭进水泵，关闭吸附出水阀，打开固定床反应器的循环进水阀16、循环出水阀14，关闭循环出水收集装置13的阀门，打开循环泵6，打开碱度计量泵9和碳源计量泵11，打开鼓风机(气泵)12，固定床反应器3与反硝化装置7间的废水进行循环运行，实现固定床填料的氨氮解吸、亚硝化转化和将生化解吸转化的亚硝酸盐，通过反硝化装置脱除；待循环运行一定时间后，关闭循环泵6，关闭固定床反应器的循环进水阀16、循环出水阀14，关闭鼓风机12、计量泵9和计量泵11，打开循环出水收集装置13的阀门，将固定床反应器中废水排入循环出水收集装置13中。随后固定床反应器3又可重新用于低浓度氨氮废水的吸附，在吸附完毕后，再将固定床反应器3与反硝化装置7串联内循环运行，实现吸附剂上的氨氮稳定亚硝化解吸与反硝化脱氮，如此循环操作，从而实现中低浓度氨氮废水的亚硝化反硝化脱氮处理。

实施例1

一种低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法，包括以下步骤：

(1)取装填了天然沸石，有效容积分别为3.0L的固定床反应器，利用其吸附氨氮浓度为20mg/L的废水，待吸附64h后吸附出水浓度为4.87mg/L时，停止吸附；对该反应器进行生物挂膜，加入污泥浓度为2500mg/L的硝化污泥300mL，在温度为25℃，溶解氧为0.2～1.0mg/L，投加碳酸氢钠2g/L，通入曝气闷爆8h后，固定床反应器挂膜成功；

(2)排空固定床反应器，将氨氮浓度为20mg/L的废水通入该反应器进行吸附处理，进水流量为6.0L/h，待吸附6h后出水氨氮接近5.0mg/L时，停止吸附；

(3)将固定床反应器与反硝化装置串联内循环运行，控制固定床反应器的曝气气水比为20，每隔1h投加1.2g碳酸氢钠，累计投加4.8g碳酸氢钠(1g碳酸氢钠可以提供0.6g碱度)和1.44g无水葡萄糖，循环体系温度维持在34～36℃，循环运行4h后，停止循环运行，固定床反应器解吸完毕；

(4)排空固定床反应器，再利用该反应器吸附处理氨氮浓度为20mg/L的废水，吸附6h后，出水氨氮浓度接近5.0mg/L，停止吸附；

(5)将固定床反应器与反硝化装置串联内循环运行，控制固定床反应器的曝气气水比为20，每隔1h投加1.2g碳酸氢钠，累计投加4.8g碳酸氢钠和1.44g无水葡萄糖，循环体系温度维持在34～36℃，循环运行4h后，停止循环运行，固定床反应器解吸完毕；

(6)循环操作(4)和(5)，从而实现氨氮浓度为20mg/L的废水的稳定亚硝化反硝化脱氮处理。

实施例2

一种低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法，包括以下步骤：

(1)取装填了人造沸石，有效容积分别为1.5L的固定床反应器，利用其吸附氨氮浓度为40mg/L的废水，待吸附40h后吸附出水浓度为4.94mg/L时，停止吸附；对该反应器进行生物挂膜，加入污泥浓度为3500mg/L的硝化污泥200mL，在温度为28℃，溶解氧为1.5～2.0mg/L，投加碳酸氢钠3g/L，通入曝气闷爆16h后，固定床反应器挂膜成功；

(2)排空固定床反应器，将氨氮浓度为40mg/L的废水通入该反应器进行吸附处理，进水流量为3.0L/h，待吸附4h后出水氨氮接近5.0mg/L时，停止吸附；

(3)将固定床反应器与反硝化装置串联内循环运行，控制固定床反应器的曝气气水比为40，每隔1h投加1.08g碳酸钠，累计投加2.16g碳酸钠(1g碳酸钠可以提供0.9g碱度)和1.23g无水乙酸钠，循环体系温度维持在36～37℃，循环运行2h后，停止循环运行，固定床反应器解吸完毕；

(4)排空固定床反应器，再利用该反应器吸附处理氨氮浓度为40mg/L的废水，吸附4h后，出水氨氮浓度接近5.0mg/L，停止吸附；

(5)将固定床反应器与反硝化装置串联内循环运行，控制固定床反应器的曝气气水比为40，每隔1h投加1.08g碳酸钠，累计投加2.16g碳酸钠和1.23g无水乙酸钠，循环体系温度维持在36～37℃，循环运行2h后，停止循环运行，固定床反应器解吸完毕；

(6)循环操作(4)和(5)，从而实现氨氮浓度为40mg/L的废水的稳定亚硝化反硝化脱氮处理。

实施例3

一种低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法，包括以下步骤：

(1)取装填了天然沸石，有效容积分别为4.0L的固定床反应器，利用其吸附中浓度氨氮，其浓度为150mg/L的废水，待吸附12h后吸附出水浓度为4.89mg/L时，停止吸附；对该反应器进行生物挂膜，加入污泥浓度为8000mg/L的硝化污泥200mL，在温度为35℃，溶解氧为5.0～6.0mg/L，投加碳酸氢钠3.6g/L，通入曝气闷爆24h后，固定床反应器挂膜成功；

(2)排空固定床反应器，将氨氮浓度为150mg/L的废水通入该反应器进行吸附处理，进水流量为8.0L/h，待吸附1.4h后出水氨氮接近5.0mg/L时，停止吸附；

(3)将固定床反应器与反硝化装置串联内循环运行，控制固定床反应器的曝气气水比为100，每隔2h投加2g碳酸氢钾，累计投加8g碳酸氢钾和1.62g无水乙醇，循环体系温度维持在36～38℃，循环运行20h后，停止循环运行，固定床反应器解吸完毕；

(4)排空固定床反应器，再利用该反应器吸附处理氨氮浓度为150mg/L的废水，吸附1.4h后，出水氨氮浓度接近5.0mg/L，停止吸附；

(5)将固定床反应器与反硝化装置串联内循环运行，控制固定床反应器的曝气气水比为100，每隔2h投加2g碳酸氢钾，累计投加8g碳酸氢钾和1.62g无水乙醇，循环体系温度维持在36～38℃，循环运行20h后，停止循环运行，固定床反应器解吸完毕；

(6)循环操作(4)和(5)，从而实现氨氮浓度为150mg/L的废水的稳定亚硝化反硝化脱氮处理。

实施例4

一种低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法，包括以下步骤：

(1)取装填了天然沸石，有效容积分别为6.0L的固定床反应器，利用其吸附氨氮浓度为90mg/L的废水，待吸附20h后吸附出水浓度为4.76mg/L时，停止吸附；对该反应器进行生物挂膜，加入污泥浓度为6000mg/L的硝化污泥300mL，在温度为32℃，溶解氧为3.0～4.0mg/L，投加碳酸氢钠4g/L，通入曝气闷爆20h后，固定床反应器挂膜成功；

(2)排空固定床反应器，将氨氮浓度为90mg/L的废水通入该反应器进行吸附处理，进水流量为12.0L/h，待吸附2h后出水氨氮接近5.0mg/L时，停止吸附；

(3)将固定床反应器与反硝化装置串联内循环运行，控制固定床反应器的曝气气水比为70，每隔1h投加7.2g碳酸氢钠，累计投加14.4g碳酸氢钠和5.6g甲醇，循环体系温度维持在38～40℃，循环运行24h后，停止循环运行，固定床反应器解吸完毕；

(4)排空固定床反应器，再利用该反应器吸附处理氨氮浓度为90mg/L的废水，吸附2h后，出水氨氮浓度接近5.0mg/L，停止吸附；

(5)将固定床反应器与反硝化装置串联内循环运行，控制固定床反应器的曝气气水比为70，每隔1h投加7.2g碳酸氢钠，累计投加14.4g碳酸氢钠和5.6g甲醇，循环体系温度维持在38～40℃，循环运行24h后，停止循环运行，固定床反应器解吸完毕；

(6)循环操作(4)和(5)，从而实现氨氮浓度为90mg/L的废水的稳定亚硝化反硝化脱氮处理。

Claims (10)

1.一种中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将装有氨氮吸附填料的固定床反应器进行生物挂膜培养；

(2)采用生物挂膜培养完成的固定床反应器对中低浓度氨氮废水进行氨氮吸附，直至出水中氨氮浓度为4～5mg/L时，停止吸附进水；

(3)向上述固定床反应器中投加碱度，并曝气，同时向反硝化装置中投加碳源，在循环装置的作用下，废水在固定床反应器和反硝化装置之间进行循环；所述循环的时间为2～24h，所述循环的过程中废水的温度为34～40℃；

(4)循环结束后，停止曝气，停止投加碱度，停止向反硝化装置中投加碳源；排空固定床反应器，再将中低浓度氨氮废水通入固定床反应器中进行氨氮吸附，重复步骤(2)和(3)，如此循环操作，从而实现中低浓度氨氮废水的稳定亚硝化反硝化处理。

2.根据权利要求1所述中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法，其特征在于：

步骤(1)和(4)中所述中低浓度氨氮废水各自的氨氮浓度为20-150mg/L；

步骤(3)中所述曝气的气水比控制在5-20。

3.根据权利要求1所述中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法，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；碱度的总投加量为氨氮吸附填料所解吸氨氮总量的4.0～4.2倍；

步骤(3)中所述碳源为甲醇、乙醇、乙酸钠、葡萄糖中的一种以上；碳源的总投加量按COD_Cr计算，其累计投加量为氨氮吸附填料所解吸氨氮总量的2.0～2.4倍。

4.根据权利要求1所述中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法，其特征在于：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；

步骤(1)中所述生物挂膜培养具体是指向装有氨氮吸附填料的固定床反应器中通入中低浓度氨氮废水，进行氨氮吸附，氨氮吸附完成后，向反应器中投加硝化污泥，并加入碱度，曝气，内循环进行生物挂膜。

5.根据权利要求4所述中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法，其特征在于：所述生物挂膜条件为：硝化污泥的污泥浓度为3000～10000mg/L；温度为20～40℃；溶解氧为0.1～7mg/L；投加碱度，碱度的投加量为氨氮总质量的7～8倍，闷曝时长为8～24h。

6.一种实现权利要求1～5任一项所述中低浓度氨氮废水稳定亚硝化反硝化脱氮方法的装置，其特征在于：包括固定床反应器、反硝化装置、循环装置、进水装置、储碱度装置、储碳源装置、曝气装置、出水收集装置；

所述固定床反应器的上端设有吸附出水口和循环进水口，下端设有进水口和循环出水口；所述反硝化装置设有进水口和出水口；所述固定床反应器的循环出水口与反硝化装置的进水口连接，所述固定床反应器的循环进水口与反硝化装置的出水口连接，所述固定床反应器的进水口与进水装置连接；所述固定床反应器的循环出水口与反硝化装置的进水口连接的管道上设有循环装置；

所述储碱度装置与固定床反应器的循环进水口连接；所述储碳源装置与反硝化装置的进水口连接；

所述固定床反应器的底部与曝气装置连接；所述出水收集装置与固定床反应器连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述固定床反应器的循环出水口与循环装置之间连接的管道上设有阀门，所述循环装置为循环泵；

所述储碱度装置与固定床反应器的循环进水口连接的管道上以及固定床反应器的循环进水口与反硝化装置的出水口连接的管道上设有阀门；所述储碱度装置与阀门之间设有计量泵。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述出水收集装置与固定床反应器连接的管道上设有阀门；所述出水收集装置与固定床反应器的下端连接；

所述储碳源装置与反硝化装置的进水口连接的管道上设有计量泵；

所述固定床反应器的底部与曝气装置连接的管道上设有阀门。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述装置还包括吸附出水收集装置；所述吸附出水收集装置与固定床反应器的吸附出水口连接，连接的管道上设有阀门；

所述固定床反应器中设有氨氮吸附填料层；所述进水装置与固定床反应器连接的管道上设有进水泵和阀门。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述曝气装置包括鼓风机和气管，所述鼓风机通过气管与固定床反应器底部连接。