CN115057590A - 一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化方法 - Google Patents

一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于氨氮废水处理的技术领域，公开了一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化方法，所述方法为：(1)利用沸石曝气生物滤池对中低浓度氨氮废水进行吸附，将吸附后的废水排出，当沸石吸附饱和后停止吸附。(2)向沸石曝气生物滤池接种硝化污泥。(3)向中低浓度氨氮废水投加碱度药剂提高进水pH，控制沸石曝气生物滤池的曝气量，控制沸石曝气生物滤池的进水流量。(4)以上述步骤运行，沸石曝气生物滤池反应器的亚硝化率可以稳定超过85％。与现有的亚硝化技术相比，本发明不需要额外对污水进行加热，为正常污水进水水温，可节约能源；本发明亚硝化效果稳定、效率高，操作简便，反应器形式简单。

Description

一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝 化方法
技术领域
本发明属于氨氮废水处理控制领域，特别涉及了一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化方法。
背景技术
随着我国的经济发展，工业污水和生活污水的产生量也在不断增多，由此引发的环境问题也日益增多。为了解决这些环境问题，国家在不断地提高废水排放标准，尤其是氨氮与总氮的标准愈发严格。传统的生物脱氮方式由于能耗大，且要补充大量碳源，费用高，环境保护相关领域的工程师开始致力于将更节能高效的新型生物脱氮技术应用于污水处理中。新型生物脱氮技术的代表：部分亚硝化-厌氧氨氧化技术相比传统生物脱氮技术具有效率更高，能耗更低，处理费用更低，占地面积更小等诸多优点。而这一技术应用的前提就是将氨氮废水部分稳定亚硝化处理。对于高浓度氨氮废水，利用许多方法可以实现稳定的亚硝化，但对于某些行业：如稀土开采，锰矿开采，电镀。这类行业产生的废水氨氮浓度在100mg/L左右，要想实现废水的稳定亚硝化处理难度较高。类似的，某些地区的生活污水氨氮浓度可能在20～60mg/L，且具有碳氮比低的特性，若能采用亚硝化-厌氧氨氧化技术对其进行处理，能够实现巨大的经济效益，环境效益以及社会效益。综上所述，实现中低浓度氨氮废水的稳定亚硝化处理，是极其重要且迫在眉睫的。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种通过沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化的方法，该方法具有操作简便，亚硝化效果稳定，成本低廉的优点。
为了实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化，本发明采用以下技术方案：
一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化方法，包括以下步骤：
(1)在曝气生物滤池投加沸石，利用沸石曝气生物滤池对中低浓度氨氮废水进行吸附处理，控制水力停留时间，经过吸附后的中低浓度氨氮废水氨氮浓度大幅度下降，将吸附后的废水排出，当沸石吸附饱和后停止吸附，开始沸石挂膜过程；
(2)向沸石曝气生物滤池中接种硝化污泥启动沸石挂膜过程，中低浓度氨氮废水通过进水泵泵入反应器内，控制水力停留时间，开启曝气，曝气的气量调控以出水溶解氧为指标，控制出水溶解氧；当出水氨氮稳定低于10mg/L后，认为沸石挂膜成功，进行下一步对中低浓度氨氮废水的亚硝化处理；
(3)向中低浓度氨氮废水投加碱度药剂提高沸石曝气生物滤池进水pH，控制沸石曝气生物滤池的曝气量，使沸石曝气生物滤池的出水溶解氧范围在0.5～5mg/L，控制沸石曝气生物滤池的进水流量，使整个反应器的HRT范围在1～3h之间；
(4)以上述步骤运行，沸石曝气生物滤池反应器的亚硝化率 (NAR)可以稳定超过85％。
步骤(1)中所述的沸石为对氨氮有吸附能力的天然沸石或人造沸石；步骤(1)中所述的沸石的直径为1～3mm；
步骤(1)～(3)中所述中低浓度的氨氮废水为50～150mg/L；
步骤(2)中所述水力停留时间为4～5h；所述溶解氧为2～6mg/L；
步骤(3)中所述碱度药剂碳酸钠、氢氧化钠中的至少一种；所述进水pH调控至9.0～10.5的范围内；
步骤(3)中投加碱度药剂起到的作用有，一是提高进水pH与反应器内pH，使得反应器内pH处于有利于AOB生长不利于NOB 生长的环境，二是使得沸石曝气生物滤池出现氨氮解吸的作用，提高了沸石曝气生物滤池内的氨氮浓度，相应地提高了反应器内的FA浓度。
上述步骤中未明确指明温度的均在室温下进行。
与现有的亚硝化技术相比，本发明具有的有益效果为：
(1)可以在常温下实现稳定亚硝化，通过本方法实现亚硝化的温度区间在15～38℃，为正常污水进水水温，因此不需要额外对污水进行加热，起到了节约能源的作用，且应用范围广。
(2)本发明亚硝化效果稳定，亚硝化效率高，操作简便，反应器形式简单。
附图说明
图1进水氨氮为30mg/L的生活污水亚硝化处理效果图；
图2进水氨氮为60mg/L的生活污水亚硝化处理效果图；
图3进水氨氮为100mg/L的稀土采矿废水亚硝化处理效果图；
图4进水氨氮为140mg/L的电镀废水亚硝化处理效果图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
实施例1
本实施例为一种基于沸石曝气生物滤池实现低氨氮浓度生活污水稳定亚硝化方法，具体包括以下步骤：
(1)实验装置为有效体积1.5L沸石曝气生物滤池，投加1～2mm 规格的沸石1L，反应器底部装有布气管与布水管。将氨氮浓度为30mg/L左右的生活污水通过进水泵泵入反应器内，水力停留时间为 1h，进行吸附处理。当沸石曝气生物滤池的出水氨氮高于15mg/L后停止吸附处理。
(2)接种普通硝化污泥启动沸石挂膜过程，生活污水通过进水泵泵入反应器内，水力停留时间控制在4～5h，开启曝气，曝气的气量调控以出水溶解氧为指标，控制出水溶解氧处于2～6mg/L的范围内即可。当出水氨氮稳定低于10mg/L后认为挂膜成功进行下一步亚硝化处理。
(3)向生活污水中投加碳酸钠与氢氧化钠，将生活污水pH调节至10.0～10.5的范围，开启曝气，曝气的气量调控以出水溶解氧为指标，控制出水溶解氧处于0.5～5mg/L的范围内即可。降低水力停留时间至1～3h，水力停留时间的长短取决于出水氨氮的浓度，当出水氨氮高于5mg/L后则延长水力停留时间。
(4)以上述步骤运行，沸石曝气生物滤池反应器的亚硝化率 (NAR)可以稳定超过85％。
实施例2
本实施例为一种基于沸石曝气生物滤池实现低氨氮浓度生活污水稳定亚硝化方法，具体包括以下步骤：
(1)实验装置为有效体积1.5L沸石曝气生物滤池，投加1～2mm 规格的沸石1L，反应器底部装有布气管与布水管。将氨氮浓度为 60mg/L左右的生活污水通过进水泵泵入反应器内，水力停留时间为 2h，进行吸附处理。当沸石曝气生物滤池的出水氨氮高于15mg/L后停止吸附处理。
(2)接种普通硝化污泥启动沸石挂膜过程，生活污水通过进水泵泵入反应器内，水力停留时间控制在4～5h，开启曝气，曝气的气量调控以出水溶解氧为指标，控制出水溶解氧处于2～6mg/L的范围内即可。当出水氨氮稳定低于10mg/L后认为挂膜成功进行下一步亚硝化处理。
(3)向生活污水中投加碳酸钠与氢氧化钠，将生活污水pH调节至9.5～10.0的范围，开启曝气，曝气的气量调控以出水溶解氧为指标，控制出水溶解氧处于0.5～5mg/L的范围内即可。降低水力停留时间至1～3h，水力停留时间的长短取决于出水氨氮的浓度，当出水氨氮高于5mg/L后则延长水力停留时间。
(4)以上述步骤运行，沸石曝气生物滤池反应器的亚硝化率 (NAR)可以稳定超过90％。
实施例3
本实施例为一种基于沸石曝气生物滤池实现低氨氮浓度生活污水稳定亚硝化方法，具体包括以下步骤：
(1)实验装置为有效体积1.5L沸石曝气生物滤池，投加1～2mm 规格的沸石1L，反应器底部装有布气管与布水管。将氨氮浓度为 100mg/L左右的稀土采矿废水通过进水泵泵入反应器内，水力停留时间为3h，进行吸附处理。当沸石曝气生物滤池的出水氨氮高于15mg/L 后停止吸附处理。
(2)接种普通硝化污泥启动沸石挂膜过程，稀土采矿废水通过进水泵泵入反应器内，水力停留时间控制在4～5h，开启曝气，曝气的气量调控以出水溶解氧为指标，控制出水溶解氧处于2～6mg/L的范围内即可。当出水氨氮稳定低于10mg/L后认为挂膜成功进行下一步亚硝化处理。
(3)向稀土采矿废水中投加碳酸钠与氢氧化钠，将稀土采矿废水pH调节至9.2～9.5的范围，开启曝气，曝气的气量调控以出水溶解氧为指标，控制出水溶解氧处于0.5～5mg/L的范围内即可。降低水力停留时间至1～3h，水力停留时间的长短取决于出水氨氮的浓度，当出水氨氮高于5mg/L后则延长水力停留时间。
(4)以上述步骤运行，沸石曝气生物滤池反应器的亚硝化率 (NAR)可以稳定超过90％。
实施例4
本实施例为一种基于沸石曝气生物滤池实现低氨氮浓度生活污水稳定亚硝化方法，具体包括以下步骤：
(1)实验装置为有效体积1.5L沸石曝气生物滤池，投加1～2mm 规格的沸石1L，反应器底部装有布气管与布水管。将氨氮浓度为 140mg/L左右的电镀废水通过进水泵泵入反应器内，水力停留时间为 3h，进行吸附处理。当沸石曝气生物滤池的出水氨氮高于15mg/L后停止吸附处理。
(2)接种普通硝化污泥启动沸石挂膜过程，电镀废水通过进水泵泵入反应器内，水力停留时间控制在4～5h，开启曝气，曝气的气量调控以出水溶解氧为指标，控制出水溶解氧处于2～6mg/L的范围内即可。当出水氨氮稳定低于10mg/L后认为挂膜成功进行下一步亚硝化处理。
(3)向电镀废水中投加碳酸钠与氢氧化钠，将电镀废水pH调节至8.8～9.0的范围，降低水力停留时间至1～3h，水力停留时间的长短取决于出水氨氮的浓度，当出水氨氮高于5mg/L后则延长水力停留时间。开启曝气，曝气的气量调控以出水溶解氧为指标，控制出水溶解氧处于0.5～5mg/L的范围内即可。
(4)以上述步骤运行，沸石曝气生物滤池反应器的亚硝化率 (NAR)可以稳定超过92％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在曝气生物滤池投加沸石，利用沸石曝气生物滤池对中低浓度氨氮废水进行吸附处理，控制水力停留时间，经过吸附后的中低浓度氨氮废水氨氮浓度大幅度下降，将吸附后的废水排出，当沸石吸附饱和后停止吸附，开始沸石挂膜过程；
(2)向沸石曝气生物滤池中接种硝化污泥启动沸石挂膜过程，中低浓度氨氮废水通过进水泵泵入反应器内，控制水力停留时间，开启曝气，曝气的气量调控以出水溶解氧为指标，控制出水溶解氧；当出水氨氮稳定低于10mg/L后，认为沸石挂膜成功，进行下一步对中低浓度氨氮废水的亚硝化处理；
(3)向中低浓度氨氮废水投加碱度药剂提高沸石曝气生物滤池进水pH，控制沸石曝气生物滤池的曝气量，使沸石曝气生物滤池的出水溶解氧范围在0.5～5mg/L，控制沸石曝气生物滤池的进水流量，使整个反应器的水力停留时间为1～3h；
(4)以上述步骤运行，沸石曝气生物滤池反应器的亚硝化率(NAR)可以稳定超过85％。
2.一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化方法，其特征在于：步骤(1)中所述的沸石为对氨氮有吸附能力的天然沸石或人造沸石。
3.一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化方法，其特征在于：步骤(1)中所述的沸石的直径为1～3mm。
4.一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化方法，其特征在于：步骤(1)～(3)中所述中低浓度的氨氮废水为50～150mg/L。
5.一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化方法，其特征在于：步骤(2)中所述水力停留时间为4～5h；所述溶解氧为2～6mg/L。
6.一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化方法，其特征在于：步骤(3)中所述碱度药剂碳酸钠、氢氧化钠中的至少一种；所述进水pH调控至9.0～10.5的范围内。
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