CN117088538A - 一种树脂再生液颗粒污泥反硝化脱氮方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种树脂再生液颗粒污泥反硝化脱氮方法，包括：以下步骤：尾水经过滤后进入离子交换柱，离子交换柱内填装离子交换树脂，对进水中的NO3 ‑‑N进行选择性吸附去除；离子交换树脂吸附饱和后，通过盐水池中的氯化钠溶液进行交换树脂的再生；再通过冲洗水池中的净水对交换树脂进行冲洗，所产生的树脂再生液和冲洗液排入与离子交换柱连通的再生液池中；将再生液池中的树脂再生液通入反硝化反应器内，高效脱氮反应器接种颗粒污泥，并添加乙酸钠作为碳源，对树脂再生液进行反硝化处理，处理后的树脂再生液经沉淀池沉淀后达标排放；本方法具有工艺流程简单、脱氮效率高、投加碳氮比低、占地面积小等特点。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，特别涉及一种树脂再生液颗粒污泥反硝化脱氮方法。
背景技术
目前多数城镇污水处理厂主要是先经过曝气沉砂等一级预处理之后，再进行二级处理，二级处理多为生化法，而39.5％的污水处理厂使用的生化工艺为A/O或者多级A/O及其改进工艺，也有部分小型的污水处理厂普遍应用氧化沟工艺。大多数城镇污水处理厂也处理包括化工、印染、医药、食品等工业废水。因此大多数城镇污水处理厂的水质都比较复杂，进水水量也有很大波动，并且存在部分污染物难降解的问题，因此，简单的二级处理很难做到出水稳定达标。
在常规的污水处理过程中，不同形式的含氮化合物在不同的处理单元下经历物理、化学和生化过程，微生物在氮循环中起着至关重要的作用。然而，由于不完全反应和微生物的代谢，污水厂的二级出水仍然含有一些含氮化合物。通常，二次出水中的N种类主要包括硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、溶解态有机氮(DON)、颗粒氮(PN)。研究表明，硝酸盐是二级出水总氮的主要成分(78％)，其次是DON，颗粒氮(PN)，氨和亚硝酸盐。有研究监测了波兰8个污水处理厂生物处理装置中含氮化合物的分布后也获得了类似的结果。他们发现硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、DON和PN的平均浓度分别为9.73、0.15、0.78、1.57和1.36mg/L。因此，硝酸盐的去除是降低TN浓度的关键。
目前比较常见的深度脱氮技术有深床反硝化滤池，人工湿地法、移动床生物膜反应器、膜生物反应器等，已经有部分技术应用于污水厂的提标改造。离子交换法是硝酸盐废水中常用的一种处理工艺，它通过两种主要机制去除污染物，这两种机制都是由污染物的官能团驱动的，带电基团可以通过静电力交换到离子交换树脂官能团上，而不带电基团可以通过范德华力或疏水相互作用力吸附到树脂表面上。例如多价金属，如钙，镁，铜主要通过使用阳离子交换CIX树脂的离子交换去除。而天然有机物和有机微污染物，例如，聚全氟烷基物质和微囊藻毒素，则通过使用阴离子交换AIX去除，是利用离子交换树脂对水中污染物离子的吸附交换作用，可以将被污染水体直接通过树脂离子交换柱，比如硝酸盐废水，硝酸根在通过时就会被树脂上的离子给交换下来，以达到去除的目的。
与其他处理技术相比，使用离子交换树脂进行水处理具有许多优势。首先，离子交换树脂在应用规模方面非常灵活的，离子交换树脂可以用于小规模和大规模应用，如：家庭、水处理厂等。其次，离子交换树脂操作简单，而且水力停留时间非常短，一般为1-10分钟。第三，离子交换树脂是可重复使用的，它可以使用高浓度的NaCl盐水直接在现场再生，以恢复离子交换容量。但产生的再生液具有高盐度、高硝态氮的特点，随意排放极易造成二次污染。可见，树脂再生废液的处理也成为限制离子交换树脂大规模应用的主要原因。目前常用的树脂高盐度再生液处理工艺大多都比较复杂，传统的强化生物脱氮又很难在高盐度条件下做到稳定运行，且投加C/N较高，出水很难达标。因此，急需提供一种树脂再生液处理方法以解决上述问题。
发明内容
为实现上述目的，发明人提供了一种树脂再生液颗粒污泥反硝化脱氮方法，包括：以下步骤：
S1，污水处理厂经过生化处理后的尾水经过滤后进入离子交换柱，离子交换柱内填装有靶向脱氮离子交换树脂，对进水中的NO3 --N进行选择性吸附去除，经吸附后的尾水达标排放；
S2，离子交换柱内填装的靶向脱氮离子交换树脂吸附饱和后，通过与离子交换柱连通的盐水池中的氯化钠溶液进行交换树脂的再生；
S3，再通过与离子交换柱连通的冲洗水池中的净水对交换树脂进行冲洗，所产生的树脂再生液和冲洗液排入与离子交换柱连通的再生液池中；
S4，将再生液池中的树脂再生液通入反硝化反应器内，高效脱氮反应器接种颗粒污泥，并添加乙酸钠作为碳源，对树脂再生液进行反硝化处理，处理后的树脂再生液经沉淀池沉淀后达标排放。
作为本发明的一种优选方式，步骤S2中，盐水池中用于树脂再生的NaCl溶液质量分数为4％～7％，通入离子交换柱内的再生用量为填装靶向脱氮离子交换树脂体积的2～3倍，配置盐水池中的NaCl溶液所用水来自离子交换柱出水，再生流速为1～2BV/h。
作为本发明的一种优选方式，步骤S3中，所述冲洗水池中冲洗用水来自树脂离子交换柱出水，冲洗水用量为填装靶向脱氮离子交换树脂体积2～4倍，冲洗流速为5～10BV/h。
作为本发明的一种优选方式，步骤S4中，对反硝化反应器施加内循环提供上升流速，维持颗粒污泥的颗粒状形态，利用颗粒污泥对高盐度再生液进行处理，使得反硝化反应器内的C/N为3～3.5，pH为6.5～9，HRT为8～24h，上升流速1～3m/h。
作为本发明的一种优选方式，还包括步骤：S5，处理后的树脂再生液经沉淀池沉淀后与步骤S1中经离子交换柱吸附后的尾水混合后达标排放。
作为本发明的一种优选方式，步骤S1中，靶向脱氮离子交换树脂填装前还包括预处理，所述预处理包括以下步骤：
M1，取靶向脱氮离子交换树脂置于氯化钠溶液中浸润；
M2，用净水将浸泡过的交换树脂反复冲洗，直至交换树脂中无杂质且冲洗水呈无色透明；
M3，将交换树脂装入离子交换柱内，并打开进水泵从离子交换柱顶部缓慢进水，同时打开离子交换柱顶部的排气阀，将离子交换柱内气泡排出后再关闭排气阀。
作为本发明的一种优选方式，步骤S1中，经吸附后的尾水还用作步骤S2中盐水池的再生用水。
区别于现有技术，上述技术方案所达到的有益效果有：本方法采用对污水中硝态氮具有选择性吸附作用的离子交换树脂将水中硝态氮等污染物富集到再生液中，再利用厌氧颗粒污泥对树脂再生液进行高效反硝化，再此过程中只需加入少量碳源，就能将水中硝态氮快速去除，且出水中的硝态浓度能稳定低于10mg/L，去除率高，其反硝化出水和树脂极限脱氮出水混排，做到稳定达标排放。除此之外，本方法运行出水总氮能达到地表水Ⅳ类水标准，具有工艺流程简单、脱氮效率高、投加碳氮比低、占地面积小等优点，具有广泛的适用性。
附图说明
图1为具体实施方式所述方法流程图；
图2为具体实施方式所述方法实验装置图；
图3为具体实施方式中三种型号树脂动态吸附曲线图；
图4为具体实施方式中氯化钠溶液浓度对再生恢复率的影响图；
图5为具体实施方式中离子交换树脂再生次数对硝态氮去除率的影响图；
图6为具体实施方式中再生树脂穿透曲线图；
图7为具体实施方式中离子交换树脂实验置进出水硝态氮和总氮曲线图；
图8为具体实施方式中每月平均进出水TN浓度曲线图；
图9为具体实施方式中HRT对反硝化性能的影响曲线图；
图10为具体实施方式中C/N对反硝化性能的影响曲线图；
图11为具体实施方式中盐度对反硝化性能的影响曲线图；
图12为具体实施方式反硝化反应器中NO3 --N去除效果曲线图；
图13为具体实施方式反硝化反应器中TN去除效果曲线图。
附图标记说明：
1、离子交换柱；2、盐水池；3、冲洗水池；4、再生液池；5、反硝化反应器；6、沉淀池。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
如图1所示，本实施例提供了一种树脂再生液颗粒污泥反硝化脱氮方法，包括：以下步骤：
S1，污水处理厂经过生化处理后的尾水经过滤后进入离子交换柱1，离子交换柱内填装有靶向脱氮离子交换树脂，对进水中的NO3 --N进行选择性吸附去除，经吸附后的尾水达标排放；
S2，离子交换柱内填装的靶向脱氮离子交换树脂吸附饱和后，通过与离子交换柱连通的盐水池2中的氯化钠溶液进行交换树脂的再生；
S3，再通过与离子交换柱连通的冲洗水池3中的净水对交换树脂进行冲洗，所产生的树脂再生液和冲洗液排入与离子交换柱连通的再生液池4中；
S4，将再生液池中的树脂再生液通入反硝化反应器5，即HDNR反应器内，高效脱氮反应器接种颗粒污泥，并添加乙酸钠作为碳源，对树脂再生液进行反硝化处理，处理后的树脂再生液经沉淀池6沉淀后达标排放。
在上述实施例的具体实施过程中，步骤S1中，靶向脱氮离子交换树脂填装前还包括预处理过程，这样可以有效的去除交换树脂刚出厂时内部吸附的其他离子，以及混在其中的部分杂质，具体预处理过程包括以下步骤：
M1，取靶向脱氮离子交换树脂置于氯化钠溶液中浸润；
M2，用净水将浸泡过的交换树脂反复冲洗，直至交换树脂中无杂质且冲洗水呈无色透明；
M3，将交换树脂装入离子交换柱内，并打开进水泵从离子交换柱顶部缓慢进水，同时打开离子交换柱顶部的排气阀，将离子交换柱内气泡排出后再关闭排气阀。
在上述实施例的步骤S2中，盐水池中用于树脂再生的NaCl溶液质量分数为4％～7％，通入离子交换柱内的再生用量为填装靶向脱氮离子交换树脂体积的2～3倍，配置盐水池中的NaCl溶液所用水来自离子交换柱出水，再生流速为1～2BV/h。
在上述实施例的步骤S3中，冲洗水池中冲洗用水来自树脂离子交换柱出水，冲洗水用量为填装靶向脱氮离子交换树脂体积2～4倍，冲洗流速为5～10BV/h。
在上述实施例的步骤S4中，对反硝化反应器施加内循环提供上升流速，维持颗粒污泥的颗粒状形态，利用颗粒污泥对高盐度再生液进行处理，使得反硝化反应器内的C/N为3～3.5，pH为6.5～9，HRT为8～24h，上升流速1～3m/h。
在上述实施例中，本方法还包括步骤S5，处理后的树脂再生液经沉淀池沉淀后与步骤S1中经离子交换柱吸附后的尾水混合后达标排放。
为了进一步详细的对上述实施例进行解释说明，以下实施例通过具体的实验过程进行证明：
实验装置如图2所示，在本实验中，所采用的污水为污水处理厂，其污水来源主要是周围乡镇的生活污水和小部分的工业园区废水，其比值大概为4：1。进水C/N较低，长期维持在2以下。该污水厂使用的主要处理工艺为双沟式氧化沟，执行的排放标准为国家一级A标准，处理后的水直接排放到厂区边的河道，该污水处理厂进出水指标如下表1所示：
表1.某城镇污水处理厂进出水水质指标
该城镇污水处理厂出水的硬度较低，SO4 2-和Cl-浓度也很低，二级出水总氮组成中硝态氮占比在90％以上，所以很适合采用离子交换树脂工艺来选择性的去除水中的硝态氮，从而起到降低出水总氮的目的，能保障在冬季生化系统效果差的条件下做到总氮的达标排放。
试验使用的离子交换柱为聚丙烯材质，该交换柱内径30cm，高2m，可有效装填树脂100L，在10BV/h的流速下日处理水量为20-30m3。交换柱上部和下部均设置用于布水的水帽，顶端留有泄压阀，柱身留有两个视窗以便观察内部情况。该离子交换柱通过离心泵将污水厂二沉池出水送入树脂交换柱，经离子交换树脂吸附交换后直接出水，后续氯化钠溶液配制用水和树脂再生后冲洗用水均为离子交换柱自身出水，无需外部水源；
实验材料：使用的离子交换树脂是D890型离子交换树脂，它具有很强的选择吸附性，当水溶液中有SO4 2-、Cl-、HCO3 -等离子共存的条件下，它对水中的硝态氮仍然具有很强的选择性去除能力，是靶向脱氮常用的树脂，可以用于水处理中去除总氮和硝态氮，泄漏值达到国际饮用水EEC的极限即50mg/L(0.806m mol/L)NO3 -以下。离子交换树脂的各项性能参数如下表2所示：
表2.D890型树脂产品性能表
本试验中用于离子交换树脂饱和再生的NaCl为自购的工业干盐，执行标准为GB/T5462的国家工业盐标准。
离子交换树脂刚出厂时内部吸附有其他离子，也会有部分杂质混在其中，在装入离子交换柱第一次使用之前需要对离子交换树脂进行预处理。首先取D890型离子交换树脂75L置于10％氯化钠溶液中浸润24h，而后用水将浸泡过的离子交换树脂反复冲洗，直至离子交换树脂中无杂质且冲洗水呈无色透明。随后将75L离子交换树脂全部装入清洗干净后的离子交换柱，打开进水泵从离子交换柱顶部缓慢进水，同时打开顶部排气阀，将离子交换柱内气泡全部排出后再将排气阀关闭。
为保证所选离子交换树脂能具有最佳的尾水深度脱氮效果，本研究选择了自购对水中硝酸盐氮具有选择性吸附效果的三种树脂，分别为D890、407-3、7#型进行动态吸附实验。
离子交换树脂在装填之前先用纯水冲洗进出水管道及交换柱，保证内部无杂质，然后用纯水将树脂反复冲洗三遍以上，直至洗净后，将离子交换树脂缓缓倒入交换柱中，将离子交换树脂装填到规定高度，一般填装高度为离子交换柱高度的70％-80％最佳，然后用盖子封住离子交换柱。然后用进水以10-30BV/h流量对树脂进行快速清洗，直至出水呈无色后调慢流速开始实验。
离子交换柱高径比为10，直径2.5cm，高25cm，有效容积120mL，本试验共装填100mL离子交换树脂。离子交换柱进水取自某污水厂二沉池出水，硝酸盐氮平均浓度为10mg/L，进水方式为连续进水，流速为10BV/h，出水硝态氮浓度＞2mg/L时视为树脂饱和失效，此时需要对离子交换树脂进行再生，三种型号离子交换树脂的动态吸附曲线如图3所示：
由图3可知，在实验刚启动时三种型号树脂的出水硝酸盐氮浓度均在2mg/L以上，但在运行5h后D890和407-3型树脂的出水硝态氮浓度迅速下降到1mg/L以下，且在5-50h内一直保持在0.5mg/L以下，但D890相比之下具有更好的吸附效果，出水硝态氮最佳效果可达0.03mg/L，是三种树脂中脱氮效果最好的型号。7#树脂出水也在10h后下降到2mg/L以下，但随后整个吸附过程中硝态氮浓度一直维持在2mg/L左右，与其他型号树脂相比并没有特别突出的脱氮效果。在10BV流速的条件下，三种树脂的有效吸附时间都为50h，在50h之后三种型号的树脂出水硝态氮都快速升高到2mg/L以上，此时认为树脂已吸附饱和，需要停止吸附并使用氯化钠溶液进行再生。
由上述结果不难看出，在整个吸附过程中，D890型树脂明显出水硝态氮比其他型号树脂低，且更稳定，故选择D890型离子交换树脂作为下述实验所用离子交换树脂。
离子交换树脂吸附饱和后需要用NaCl溶液进行再生，NaCl溶液浓度对再生效果有着很大的影响，因此，确定最适的NaCl浓度至关重要。离子交换树脂的再生恢复率是指其再生后对硝态氮的吸附量和未经过再生的树脂硝态氮吸附量的比值。从离子交换柱中取700mL吸附饱和的离子交换树脂，分成7份，每份100mL，装入离子交换小试装置，然后分别使用2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％浓度的氯化钠溶液对其进行再生。再生液的用量为3.5BV，再生流速控制在1.5BV/h，再生结束后用清水对离子交换树脂进行冲洗，直至冲洗出水呈无色为止。此时继续使用污水厂尾水对再生后的离子交换树脂进行吸附实验，并检测出水硝态氮浓度，计算离子交换树脂再生恢复率，得到的结果如图4所示：
由图4可知，当再生使用的氯化钠溶液浓度为2％-7％之间时，随着氯化钠溶液浓度开始增加，树脂再生恢复率也逐渐增大，但是当氯化钠浓度达到8％时，再生恢复率反而出现了减小的趋势，而在氯化钠浓度为4％-7％之间时，再生恢复率增加幅度开始变小。因此在考虑到经济环保的因素下，本实验采用4％浓度的氯化钠溶液进行再生，这不光可以节省氯化钠用量，也更有利于后续树脂再生废液的处理。
在确定了再生用NaCl溶液浓度后，用4％的NaCl溶液进行再生次数对再生效果影响的实验。在离子交换树脂再生过程中，是将离子交换柱的处理出水作为再生液的配置用水，配制4％浓度的氯化钠溶液3BV，从饱和离子交换树脂床上部缓慢加入，再生流速控制在1～2BV/h，对吸附饱和的离子交换树脂进行再生。最后再用5BV树脂出水将离子交换树脂洗净，冲洗至出水从淡黄色变为无色为止。然后记录每次再生后离子交换树脂的硝态氮去除率，以观察再生次数对再生效果的影响，具体结果如图5所示：
由图5可以发现，在前五次对离子交换树脂进行再生时，离子交换树脂的硝态氮去除率随再生次数的增加而急速下降，推测可能是离子交换树脂的孔道被部分污染物堵塞，发生了不可逆吸附。但离子交换树脂再生次数大于五次时，离子交换树脂的硝态氮去除率开始稳定，此时的硝态氮去除率也稳定在了87％以上。这也表明大孔树脂具有较长的使用寿命，不会因频繁的再生就受到严重的污染。因此，在本实施例中，在通过NaCl溶液对离子交换树脂进行再生后，再通过净水池中的净水对离子交换树脂进行冲洗，进一步提高再生后的离子交换树脂的硝态氮去除率，在本实施例中，离子交换树脂的硝态氮去除率可以达到95％以上。
在本实验过程中，为得到更为真实的离子交换树脂脱氮效果，本实验采用经过多次再生的离子交换树脂来测试离子交换树脂的动态穿透曲线。本次实验中离子交换柱进水由离心泵从污水厂二沉池打入，进水流速为750L/h，离子交换柱高径比为8。离子交换树脂吸附饱和之后使用4％浓度的NaCl溶液进行再生。装置连续运行80h，得到离子交换树脂动态穿透曲线如图6所示：
如图6可知，在装置启动初期，出水硝态氮逐渐降低，最终稳定在1.5mg/L以下，硝态氮去除率也稳定在85％以上，在70h之后出水硝态氮浓度开始快速增加，说明离子交换树脂已经开始吸附饱和，脱氮效果降低，在75-80h之间，出水硝态氮浓度急剧上升到3mg/L以上，硝态氮去除率也降低到65％，此时认为离子交换树脂已吸附饱和失效，需进行再生恢复。D890树脂吸附饱和共用了70h，处理硝态氮含量为8.98mg/L的尾水52500L，平均出水硝态氮浓度1.35mg/L，整个过程吸附硝态氮总量400g。产生树脂再生液225L，处理尾水与产生再生液比例约为200：1。
为了说明离子交换树脂实验装置对污水厂尾水脱氮效果稳定性，同时探究该装置在户外不定温度的条件下的运行效果。在进水流速10BV/h的条件下，对离子交换树脂实验装置进行为期两个月的运行稳定性研究，每两天取一次进出水水样，检测硝态氮和总氮浓度。最终结果如图7所示：
从图7可以发现，在实验现场温度不稳定的条件下，实验装置对污水厂尾水中的硝态氮和总氮仍然有着稳定的去除效果。可以看出，在实际工程应用中，季节和温度的波动，并不会对离子交换树脂极限脱氮工艺造成太大影响。离子交换树脂对尾水中总氮的去除率可达88.6％，进水的总氮浓度从9.88mg/L降到1.12mg/L，对尾水中硝态氮出去率可达89.6％，进水硝态氮浓度从9.13mg/L降到了0.95mg/L，达到了地表Ⅳ类水的总氮标准。
为验证该脱氮方法在实际工程应用中的可行性，在某污水处理厂采用该方法和装置对二级生化出水进行极限脱氮，日平均进水量为20000m3，该系统连续运行一年，运行期间监测进出水数据，图8为一年间每月的平均进出水数据：
由图8可知，该工艺可在全年内保持稳定出水，不受季节温度影响，且出TN平均值稳定低于1.5mg/L，可以做到Ⅳ类地表水达标排放。
在上述实施例的步骤S4中，采用了将再生液池中的树脂再生液通入反硝化反应器内，高效脱氮反应器接种颗粒污泥，并添加乙酸钠作为碳源，对树脂再生液进行反硝化处理，处理后的树脂再生液经沉淀池沉淀后达标排放。以下通过实验对反硝化反应器的应用进行解释说明，具体实验如下：
树脂再生液生物处理的主要难点就是如何在高盐度的条件下维持反硝化菌的生物活性。一般微生物在0.5％以上盐度的废水中其活性就会受到抑制，而树脂再生液的盐度一般为2％-10％之间，属于难降解高盐度废水，过高的盐度会严重影响反硝化速率。除了盐度之外，C/N、HRT对反硝化速率也有着很大影响，想要维持足够高的反硝化效率，需要详细探究不同运行条件下的反硝化效率。
在HRT对颗粒污泥反硝化效果影响的实验中，为保证反硝化能够进行完全，且又不被DNRA机制影响，C/N设置为3.5、温度为30℃、盐度为1.5％。在此条件下控制HRT的变化为6h、8h、12h、24h、48h，停留时间从长到短进行，每个HRT条件下连续运行7天，每天取进出水水样检测总氮，并计算出七天平均的总氮去除率，得到如图9所示结果。在C/N对反硝化速率的影响实验中，设置了2、3、3.3、3.5、4、5六个梯度，每个梯度进行连续七天的运行时间，其他运行参数为HRT＝12h、盐度＝1.5％、温度30℃。每天取进出水水样检测总氮，并计算出七天平均的总氮去除率，得到如图10所示结果。为研究颗粒污泥的耐盐极限，本研究中设置了1％、1.5％、2％、2.5％、3％、4％、六个浓度，其他运行参数为HRT＝24h、C/N＝3.5、温度30℃，每个盐度条件下连续运行7天，每天取进出水水样检测总氮，并计算出七天平均的总氮去除率，得到如图11所示结果
由图9可知，当HRT从48h逐渐减小到12h时，总氮去除率变化幅度较小，仍然维持在80％以上。但是当HRT从12h逐渐减小到6h，总氮的去除率变化较大，直接从91.35％降低到58.63％，这说明此时已经超过了颗粒污泥的处理负荷。HRT为12h时，TN的去除率可达91.35％，HRT大于12h后，去除率的增加幅度已经很小，综合处理效果和经济性，最终确定水力停留时间为12小时。
由图10可知，C/N在2—3.3之间时，随着碳源的增多，反硝化效率提升很快，总氮的去除率也迅速从53.41％增大到91.38％。但是当C/N在3.3-5之间时，碳源的增加对反硝化效率的影响逐渐减小，总氮去除率也只有小幅度的提升，当投加C/N为5时，总氮去除率可达95.52％。但通过对出水COD的检测发现，投加的碳源中有27.9％的COD残留，影响出水COD指标。而且综合经济性考虑，当C/N为3.3时总氮的去除率已经达到预期目标，所以确定反应器最佳碳氮比为3.3。
由图11可知，当盐度＜2％时对颗粒污泥影响较小，仍然能保持90％以上的总氮去除率，当盐度大于2％时TN去除率开始快速下降。当盐度增加到5％时，TN去除率降到仅有51.33％，为保证足够的脱氮效率，又能使出水达到排放标准，并且起到筛选耐盐菌的作用，本实验将最适盐度定为2％，现场产生的树脂再生液和冲洗液混合后的盐度也在2％上下，因此可以满足工程所需。
经过反硝化反应器启动初期的颗粒污泥培养驯化阶段之后，在反应器运行初步稳定之后进行颗粒污泥反硝化效果实验。硝态氮是树脂再生液中主要的氮源，反应器对硝态氮的去除效果至关重要，其直接关系到总氮的去除效果，反应器在C/N＝3.5、HRT＝12h、上升流速1.5m/h、温度为32℃、pH＝7.5的运行条件下，连续运行两个月，期间每天取进出水检测硝态氮浓度，图12为反应器运行初步稳定前两个月的硝态氮去除效果.
由图12可知，反应器启动的前十天的硝态氮去除效果较差，在反应器启动第四天将进水硝态氮浓度降低，之后出水中的硝态氮浓度迅速降低。在第十天硝态氮去除率从启动第一天的67％增加到96％，而后几天虽然有所波动，但在降低进水硝态氮负荷之后出水迅速好转，硝态氮去除率也稳定在95％左右。在反应器运行的第二个月，由于出水稳定，进水硝态氮浓度从110mg/L逐渐提升到235mg/L，可以发现出水硝态氮短暂升高后又迅速降低到10mg/L以下，硝态氮去除率也稳定在95％，此时说明反应器硝态氮在此运行条件下已基本稳定。
由于本实验进水总氮中基本都为硝态氮，所以总氮的去除趋势和硝态氮去除趋势相仿。如图13为反应器启动运行前两个月的TN去除效果。
由图13可知，反应器启动的前十天的TN去除效果较差，这主要是因为启动初期氨氮和硝态氮浓度较高，在反应器启动第四天将进水TN浓度降低，之后出水中的TN浓度迅速降低。在第十天TN去除率从启动第一天的53％增加到88％，而后几天虽然有所波动，但在第20天降低了进水TN负荷之后出水迅速好转，但由于出水氨氮较高，所以出水TN去除率一直比硝态氮去除率差。直到反应器运行的第二个月，出水总氮也开始稳定降低。等到出水总氮稳定后，第三十天开始逐渐提高进水TN负荷，进水TN浓度从115mg/L逐渐提升到236mg/L，可以发现出水TN在短暂升高后又迅速降低到15mg/L以下，TN去除率也稳定在90％以上。此时可以认为该颗粒污泥反硝化反应器已经能稳定运行。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (7)
1.一种树脂再生液颗粒污泥反硝化脱氮方法，其特征在于，包括：以下步骤：
S1，污水处理厂经过生化处理后的尾水经过滤后进入离子交换柱，离子交换柱内填装有靶向脱氮离子交换树脂，对进水中的NO3 --N进行选择性吸附去除，经吸附后的尾水达标排放；
S2，离子交换柱内填装的靶向脱氮离子交换树脂吸附饱和后，通过与离子交换柱连通的盐水池中的氯化钠溶液进行交换树脂的再生；
S3，再通过与离子交换柱连通的冲洗水池中的净水对交换树脂进行冲洗，所产生的树脂再生液和冲洗液排入与离子交换柱连通的再生液池中；
S4，将再生液池中的树脂再生液通入反硝化反应器内，高效脱氮反应器接种颗粒污泥，并添加乙酸钠作为碳源，对树脂再生液进行反硝化处理，处理后的树脂再生液经沉淀池沉淀后达标排放。
2.根据权利要求1所述的树脂再生液颗粒污泥反硝化脱氮方法，其特征在于：步骤S2中，盐水池中用于树脂再生的NaCl溶液质量分数为4％～7％，通入离子交换柱内的再生用量为填装靶向脱氮离子交换树脂体积的2～3倍，配置盐水池中的NaCl溶液所用水来自离子交换柱出水，再生流速为1～2BV/h。
3.根据权利要求1所述的树脂再生液颗粒污泥反硝化脱氮方法，其特征在于：步骤S3中，所述冲洗水池中冲洗用水来自树脂离子交换柱出水，冲洗水用量为填装靶向脱氮离子交换树脂体积2～4倍，冲洗流速为5～10BV/h。
4.根据权利要求1所述的树脂再生液颗粒污泥反硝化脱氮方法，其特征在于：步骤S4中，对反硝化反应器施加内循环提供上升流速，维持颗粒污泥的颗粒状形态，利用颗粒污泥对高盐度再生液进行处理，使得反硝化反应器内的C/N为3～3.5，pH为6.5～9，HRT为8～24h，上升流速1～3m/h。
5.根据权利要求1所述的树脂再生液颗粒污泥反硝化脱氮方法，其特征在于：还包括步骤：S5，处理后的树脂再生液经沉淀池沉淀后与步骤S1中经离子交换柱吸附后的尾水混合后达标排放。
6.根据权利要求1所述的树脂再生液颗粒污泥反硝化脱氮方法，其特征在于，步骤S1中，靶向脱氮离子交换树脂填装前还包括预处理，所述预处理包括以下步骤：
M1，取靶向脱氮离子交换树脂置于氯化钠溶液中浸润；
M2，用净水将浸泡过的交换树脂反复冲洗，直至交换树脂中无杂质且冲洗水呈无色透明；
M3，将交换树脂装入离子交换柱内，并打开进水泵从离子交换柱顶部缓慢进水，同时打开离子交换柱顶部的排气阀，将离子交换柱内气泡排出后再关闭排气阀。
7.根据权利要求1所述的树脂再生液颗粒污泥反硝化脱氮方法，其特征在于：步骤S1中，经吸附后的尾水还用作步骤S2中盐水池的再生用水。
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