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    关 键 词:
    有机 废水 处理 系统 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201280046853.8

    申请日:

    2012.12.06

    公开号:

    CN103857632A

    公开日:

    2014.06.11

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C02F 3/34申请日:20121206|||公开
    IPC分类号: C02F3/34; C02F11/04 主分类号: C02F3/34
    申请人: 株式会社久保田
    发明人: 松崎智子; 若原慎一郎; 奥村洋一; 小林舞穗
    地址: 日本大阪府
    优先权: 2011.12.09 JP 2011-270505
    专利代理机构: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 张涛
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201280046853.8

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.06.01|||2014.11.19|||2014.06.11

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供一种含氮有机废水的处理系统,其具有自养脱氮装置(30),该自养脱氮装置(30)通过对含有悬浮性有机物、溶解性有机物及氨的被处理水进行亚硝酸化处理和厌氧氨氧化处理来进行脱氮处理,所述亚硝酸化处理是利用自养微生物在需氧条件下将氨氧化成亚硝酸的处理,所述厌氧氨氧化处理是在厌氧条件下利用自养微生物进行的以氨态氮作为电子供体且以亚硝态氮作为电子受体的处理,其中,该处理系统在自养脱氮装置(30)的上游具备从被处理水分离悬浮性有机物的悬浮性有机物分离装置(10)、和对分离出悬浮性有机物后的被处理水中所含的溶解性有机物进行生物分解的溶解性有机物分解装置(20),再将减少了悬浮性有机物及溶解性有机物的被处理水供给到自养脱氮装置(30),由此,可以进行有效的厌氧氨氧化处理。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种含氮有机废水的处理系统,其具有自养脱氮装置,该自养脱氮装置通过对含有悬浮性有机物、溶解性有机物及氨的被处理水进行亚硝酸化处理和厌氧氨氧化处理来进行脱氮处理,所述亚硝酸化处理是利用自养微生物在需氧条件下将氨氧化成亚硝酸的处理,所述厌氧氨氧化处理是在厌氧条件下利用自养微生物进行的以氨态氮作为电子供体且以亚硝态氮作为电子受体的处理,其中,
    该处理系统在所述自养脱氮装置的上游具有:从被处理水分离悬浮性有机物的悬浮性有机物分离装置、和对由所述悬浮性有机物分离装置分离出悬浮性有机物后的被处理水中所含的溶解性有机物进行生物分解的溶解性有机物分解装置,
    将通过所述悬浮性有机物分离装置及所述溶解性有机物分解装置减少了悬浮性有机物及溶解性有机物的被处理水供给到所述自养脱氮装置中。

    2.  根据权利要求1所述的含氮有机废水的处理系统,其具备对由所述悬浮性有机物分离装置分离的悬浮性有机物进行厌氧消化的污泥厌氧消化装置、和将所述污泥厌氧消化装置的消化液供给到所述自养脱氮装置的第一输送路径。

    3.  根据权利要求2所述的含氮有机废水的处理系统,其中,
    所述自养脱氮装置具备对被处理水进行所述亚硝酸化处理的亚硝酸化装置、和对进行了所述亚硝酸化处理的被处理水进行所述厌氧氨氧化处理的厌氧氨氧化装置而构成,
    所述第一输送路径由向所述亚硝酸化装置供给所述污泥厌氧消化装置的消化液的路径构成。

    4.  根据权利要求3所述的含氮有机废水的处理系统,其具备向所述厌氧氨氧化装置供给所述污泥厌氧消化装置的消化液的第二输送路径。

    5.  根据权利要求4所述的含氮有机废水的处理系统,其中,所述溶解性有机物分解装置是利用异养脱氮微生物进行将亚硝态氮及硝态氮还原成氮分子的脱氮处理的异养脱氮装置,并且具备:将所述亚硝酸化装置的处理液供给到所述异养脱氮装置的第三输送路径、和将所述厌氧氨氧化装置的处理液供给到所述异养脱氮装置的第四输送路径中的至少一个路径。

    6.  根据权利要求1~5中任一项所述的含氮有机废水的处理系统,其中,
    被处理水中,
    1)NH3-N(氨态氮浓度)<100ppm,
    2)BOD/NH3-N>3.0,
    所述溶解性有机物分解装置的处理液中,
    3)0.5<BOD/NH3-N<2.0。

    7.  一种含氮有机废水的处理方法,该方法包括:
    对含有悬浮性有机物、溶解性有机物及氨的被处理水进行自养脱氮处理工序,所述自养脱氮处理工序包含:利用自养微生物在需氧条件下将氨氧化成亚硝酸的亚硝酸化处理工序、以及在厌氧条件下利用自养微生物进行的以氨态氮作为电子供体且以亚硝态氮作为电子受体的厌氧氨氧化处理工序,
    其中,在所述自养脱氮处理工序之前进行从被处理水中分离悬浮性有机物的悬浮性有机物分离处理工序、和对分离出悬浮性有机物后的被处理水中所含的溶解性有机物进行生物分解的溶解性有机物分解处理工序,再将减少了悬浮性有机物及溶解性有机物的被处理水供给到所述自养脱氮处理工序中。

    8.  根据权利要求7所述的含氮有机废水的处理方法,其中,包含对所述悬浮性有机物分离处理工序中分离出来的悬浮性有机物进行厌氧消化的污泥厌氧消化处理工序,并将所述污泥厌氧消化处理工序产生的消化液供给到所述亚硝酸化处理工序和所述厌氧氨氧化处理工序中。

    9.  根据权利要求8所述的含氮有机废水的处理方法,其中,所述溶解性有机物分解处理工序是利用异养脱氮微生物将亚硝态氮及硝态氮还原成氮分子的异养脱氮处理工序,并且,
    将所述亚硝酸化处理工序产生的处理液供给到所述异养脱氮处理工序中,且将所述厌氧氨氧化处理工序产生的处理液供给到所述异养脱氮处理工序中。

    说明书

    说明书含氮有机废水的处理系统及处理方法
    技术领域
    本发明涉及含氮有机废水的处理系统及处理方法,特别涉及适于氨浓度比较低的含氮有机废水的处理系统及处理方法。
    背景技术
    以往,为了处理含氮有机废水,一直采用循环脱氮法等使用了异养微生物的生物学硝化脱氮法。这样的生物学硝化脱氮法是如下方法:经硝化工序和脱氮工序将废水中的氨态氮分解成氮气,所述硝化工序是由使用氨氧化细菌将废水中的氨态氮氧化成亚硝态氮,再使用亚硝酸氧化细菌将亚硝态氮氧化成硝态氮的工序;所述脱氮工序是使用异养脱氮菌将亚硝态氮及硝态氮分解成氮气的工序。
    但是,对于以往的生物学硝化脱氮法而言,在硝化工序中需要曝气供给所需要的大量的氧,因此,具有曝气用鼓风机等所需要的电力成本增高的问题,在脱氮工序中需要大量添加作为有机碳源的甲醇等,因此,具有药品成本增高的问题,且由于使用异养微生物,因此,具有污泥产生量多、剩余污泥的处理成本高的问题等,从而存在整体运行成本高的问题。
    因此,专利文献1提出了一种BOD及含氮废水的生物处理方法,该方法包括,对BOD及含氮废水按下述工序的顺序进行处理:通过厌氧性沼气发酵法除去BOD的厌氧处理工序、使氨态氮的一部分成为亚硝态氮的亚硝酸型硝化工序、以氨态氮作为电子供体并以亚硝态氮作为电子受体且与自养脱氮微生物接触来进行脱氮的脱氮工序,其中,将使上述厌氧处理工序中产生的生物气与碱性溶液接触而得到的含碳酸(氢)盐碱性溶液用于上述亚硝酸型硝化工序的pH调整。
    另外,本说明书中,使用术语“废水(廃水)”对本发明进行说明,但与公知文献中使用的术语“废水(排水)”为同义词。
    根据该方法,由于使用作为自养脱氮微生物的ANAMMOX菌进行脱氮,因此,不需要添加有机碳源,且ANAMMOX菌为产率较低的自养微生物, 因此,污泥的产生量显著变少,从而能够抑制剩余污泥的产生量。
    而且,作为用于稳定地进行使原水中的氨态氮的氧化停留于亚硝态氮的亚硝酸型硝化的pH调整剂,通过使用使厌氧处理工序中产生的生物气与碱性溶液接触而得到的含碳酸(氢)盐碱性溶液来代替市售药剂,能够实现药剂费用的降低。
    另外,专利文献2中提出了一种生物学处理方法,该方法以有效地处理含有高浓度有机物及氨态氮的废水中的氨态氮为目的,对含有有机物和氨态氮的原水进行净化处理。
    该废水处理方法包含下述工序:将上述原水在实质上不存在原生动物的情况下导入到利用细菌需氧地进行处理的细菌槽中来进行细菌处理,利用该细菌对上述废水中的有机物进行生物分解,并通过固液分离处理除去增殖的细菌的有机物的分解工序;利用氨氧化细菌、在需氧条件下将有机物的分解工序中得到的处理水中的氨态氮的一部分氧化成亚硝态氮的氧化工序;以及利用自养脱氮细菌、在厌氧条件下将含有氧化工序中被亚硝酸化的亚硝态氮和未氧化成亚硝态氮的氨态氮的被处理水在脱氮槽内进行脱氮处理的工序。
    现有技术文献
    专利文献
    专利文献1:日本专利第4496735号公报
    专利文献2:日本特开2010-207785号公报
    发明内容
    发明要解决的课题
    但是,目前为止,由于未进行对含有悬浮性及溶解性有机物的废水进行厌氧氨氧化处理的积极研究,因此,仍然没有开发出能够对这种废水有效地进行厌氧氨氧化处理的实际的处理系统及处理方法。
    例如,当对这种废水采用专利文献1所记载的方法时,通过在亚硝酸化处理前进行厌氧消化处理,能够降低溶解性BOD,但是,不能充分除去悬浮性BOD,因此,为了在亚硝酸化工序中同时也分解悬浮性BOD,需要大量的曝气,由此,使电力成本上升。
    另外,当对这种废水采用专利文献2所记载的方法时,不仅在需氧性地 分解有机物的工序中需要大量的曝气,而且产生大量的剩余污泥,因此,具有使用自养脱氮细菌进行厌氧氨氧化处理的优点消失的不良情况。
    鉴于上述问题,本发明的目的在于,提供一种即使是含有悬浮性及溶解性有机物的废水,进而即使是低氨浓度的废水,也可以使用自养微生物有效地进行厌氧氨氧化处理的废水处理系统及废水处理方法。
    解决问题的方法
    为了实现上述目的,本发明提供一种含氮有机废水的处理系统,其结构的第一特征如权利要求书中的权利要求1所记载,其具有自养脱氮装置,该自养脱氮装置通过对含有悬浮性有机物、溶解性有机物及氨的被处理水进行亚硝酸化处理和厌氧氨氧化处理来进行脱氮处理,所述亚硝酸化处理是利用自养微生物在需氧条件下将氨氧化成亚硝酸的处理,所述厌氧氨氧化处理是在厌氧条件下利用自养微生物进行的以氨态氮作为电子供体且以亚硝态氮作为电子受体的处理,其中,该处理系统在所述自养脱氮装置的上游具有:从被处理水分离悬浮性有机物的悬浮性有机物分离装置、和对由所述悬浮性有机物分离装置分离出悬浮性有机物后的被处理水中所含的溶解性有机物进行生物分解的溶解性有机物分解装置,将通过所述悬浮性有机物分离装置及所述溶解性有机物分解装置减少了悬浮性有机物及溶解性有机物的被处理水供给到所述自养脱氮装置。
    若供给到自养脱氮装置的被处理水中含有大量的溶解性有机物,则亚硝酸化处理中需要的氧在溶解性有机物的分解处理中被消耗,从而妨碍亚硝酸化处理。但是,根据上述结构,首先利用在自养脱氮装置的上游所具有的悬浮性有机物分离装置从被处理水中分离出悬浮性有机物,然后将分离了悬浮性有机物后的被处理水中所含的溶解性有机物利用溶解性有机物分解装置进行分解处理。而且,利用该溶解性有机物分解装置使溶解性有机物浓度降低后的被处理水供给到下游的自养脱氮装置,因此,不会妨碍进行将氨氧化成亚硝酸的亚硝酸化处理的自养微生物的处理,从而能够降低用于曝气的电力成本。
    需要说明的是,溶解性有机物分解装置中,优选通过例如厌氧消化处理、异养脱氮处理等来分解溶解性有机物,在该情况下,溶解性有机物分解装置中不必具备曝气装置,因此,不会增加电力成本,并且还能够大幅度降低剩余污泥的产生量。
    本发明的含氮有机废水的处理系统的结构的第二特征如权利要求2所记载,在所述第一特征结构的基础上,具有:对由所述悬浮性有机物分离装置分离后的悬浮性有机物进行厌氧消化的污泥厌氧消化装置、和将所述污泥厌氧消化装置的消化液供给到所述自养脱氮装置的第一输送路径。
    目前为止,不能对氨浓度较低的废水有效地实现稳定的厌氧氨氧化处理。这是由于,在氨浓度较低的氛围下,难以在抑制氨的硝酸化的同时稳定地调整进行亚硝酸化的处理,并且在对氨的大约一半进行亚硝酸化的部分亚硝酸化处理中,不能稳定地调整应残留的氨量。
    根据所述结构,由悬浮性有机物分离装置分离出的悬浮性有机物被污泥厌氧消化装置进行厌氧消化,得到氨态氮被浓缩的消化液。通过将这种消化液供给到自养脱氮装置,自养脱氮装置中的游离氨浓度(FA;Free Ammonia)变高,硝酸菌的活性被抑制。其结果,利用亚硝酸菌的亚硝酸化优先进行,从而有效地进行厌氧氨氧化处理。在该工艺中,不需要通过温度及pH控制来抑制硝酸菌,可节约电力成本及药品成本。另外,Anthonisen等报道了在游离氨浓度(FA)为0.1-10ppm的情况下,硝酸菌选择性地受到阻碍。
    本发明的含氮有机废水的处理系统的结构的第三特征如权利要求3所记载,在所述第二特征结构的基础上,所述自养脱氮装置具有对被处理水进行所述亚硝酸化处理的亚硝酸化装置、和对进行了所述亚硝酸化处理的被处理水进行所述厌氧氨氧化处理的厌氧氨氧化装置而构成,其中,所述第一输送路径由向所述亚硝酸化装置供给所述污泥厌氧消化装置的消化液的路径构成。
    在自养脱氮装置由亚硝酸化装置和厌氧氨氧化装置的双槽式构成的情况下,污泥厌氧消化装置的消化液经第一输送路径供给到亚硝酸化装置中。
    本发明的含氮有机废水的处理系统的结构的第四特征如权利要求4所记载,在所述第三特征结构的基础上,具有向所述厌氧氨氧化装置供给所述污泥厌氧消化装置的消化液的第二输送路径。
    如下式所示,厌氧氨氧化反应是通过以1当量的氨态氮为电子供体且以大约1.3当量的亚硝态氮为电子受体的自养细菌进行的脱氮反应。
    NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→
    1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O
    如果在亚硝酸化装置中局部进行了亚硝酸化的硝化液的亚硝态氮和氨态 氮为上式摩尔比,则有效地进行厌氧氨氧化处理,但在与上式摩尔比差异较大的情况下,厌氧氨氧化处理停滞。即使在这种情况下,也可以利用经第二输送路径供给的氨浓度较高的消化液,将亚硝态氮和氨态氮的摩尔比调节成恰当的值、例如1:1.3~1.4左右,从而能够有效地进行厌氧氨氧化。
    本发明的含氮有机废水的处理系统的结构的第五特征如权利要求5所记载,在所述第四特征结构的基础上,所述溶解性有机物分解装置是进行利用异养脱氮微生物将亚硝态氮及硝态氮还原成氮分子的脱氮处理的异养脱氮装置,并且具有将所述亚硝酸化装置的处理液供给到所述异养脱氮装置的第三输送路径、和将所述厌氧氨氧化装置的处理液供给到所述异养脱氮装置的第四输送路径中的至少一个路径。
    通过将亚硝酸化装置中生成的亚硝酸的一部分经第三输送路径返送至异养脱氮装置,利用悬浮性有机物除去装置的处理液中所含的主要以溶解性有机物为电子供体且以从亚硝酸化装置导入的亚硝态氮为电子受体的异养微生物进行脱氮反应,从而可以降低流入到亚硝酸化装置的有机物浓度。
    另外,通过将厌氧氨氧化装置的处理液的一部分经第四输送路径返送至异养脱氮装置,可以利用异养脱氮装置对厌氧氨氧化反应中生成的硝酸进行脱氮,从而可以减少从厌氧氨氧化装置排出至体系外的硝酸量。
    本发明的含氮有机废水的处理系统的结构的第六特征如权利要求6所记载,在所述第一~第五特征中的任一结构的基础上,被处理水中,1)NH3-N(氨态氮浓度)<100ppm,2)BOD/NH3-N>3.0,所述溶解性有机物分解装置的处理液中,3)0.5<BOD/NH3-N<2.0。
    自养脱氮装置中,调节曝气量,将溶存氧浓度控制在适当的范围,但在氨态氮浓度低于100ppm的情况下,在曝气风量发生较少变化时,溶存氧浓度大幅度变动。即使在这种情况下,通过将BOD/NH3-N调节成比0.5大的值,也能够通过BOD消耗氧来抑制溶存氧浓度的较大变动。另外,若BOD/NH3-N超过2.0,则曝气量增加,从节能的观点来看,不优选。
    本发明提供一种含氮有机废水的处理方法,其结构的第一特征如权利要求7所记载,对含有悬浮性有机物、溶解性有机物及氨的被处理水进行自养脱氮处理工序,所述自养脱氮处理工序包含:利用自养微生物在需氧条件下将氨氧化成亚硝酸的亚硝酸化处理工序、以及在厌氧条件下利用自养微生物进行的以氨态氮作为电子供体且以亚硝态氮作为电子受体的厌氧氨氧化处理 工序,其中,在所述自养脱氮处理工序之前进行从被处理水中分离悬浮性有机物的悬浮性有机物分离处理工序、和对分离出悬浮性有机物后的被处理水中所含的溶解性有机物进行生物分解的溶解性有机物分解处理工序,再将减少了悬浮性有机物及溶解性有机物的被处理水供给到所述自养脱氮处理工序中。
    本发明的含氮有机废水的处理方法的结构的第二特征如权利要求8所记载,在所述第一特征结构的基础上,包含对所述悬浮性有机物分离处理工序中分离的悬浮性有机物进行厌氧消化的污泥厌氧消化处理工序,其中,将所述污泥厌氧消化处理工序产生的消化液供给到所述亚硝酸化处理工序和所述厌氧氨氧化处理工序中。
    本发明的含氮有机废水的处理方法的结构的第三特征如权利要求9所记载,在所述第二特征结构的基础上,所述溶解性有机物分解处理工序是利用异养脱氮微生物将亚硝态氮及硝态氮还原成氮分子的异养脱氮处理工序,将所述亚硝酸化处理工序产生的处理液供给到所述异养脱氮处理工序中,并将所述厌氧氨氧化处理工序产生的处理液供给到所述异养脱氮处理工序中。
    发明的效果
    如以上所说明,根据本发明,能够提供可以进行比现有技术更有效的处理,并且,即使是含有悬浮性及溶解性有机物的废水、进而即使是低氨浓度的废水,也可以使用自养微生物有效地进行厌氧氨氧化处理的废水处理系统及废水处理方法。
    附图说明
    图1是本发明的废水处理系统的第一实施方式的说明图。
    图2是本发明的废水处理系统的第二实施方式的说明图。
    图3是本发明的废水处理系统的第三实施方式的说明图。
    图4是本发明的废水处理系统的第四实施方式的说明图。
    图5是本发明的废水处理系统的第五实施方式的说明图。
    符号说明
    10:悬浮性有机物分离装置
    20:溶解性有机物分解装置
    30:自养脱氮装置
    30A:亚硝酸化装置
    30B:厌氧氨氧化装置
    40:污泥厌氧消化装置
    R1:第一输送路径
    R2:第二输送路径
    R3:第三输送路径
    R4:第四输送路径
    具体实施方式
    以下,对本发明的废水处理系统及废水处理方法的实施方式进行说明。
    图1示出了第一实施方式的废水处理系统。该废水处理系统是对含有悬浮性有机物、溶解性有机物及氨的被处理水进行净化的系统,其具备:悬浮性有机物分离装置10、溶解性有机物分解装置20、和自养脱氮装置30。
    在悬浮性有机物分离装置10中,将被处理水中所含的悬浮性有机物分离,在溶解性有机物分解装置20中,将被处理水中所含的溶解性有机物进行分解处理。将减少了悬浮性有机物及溶解性有机物的被处理水供给到自养脱氮装置30,在自养脱氮装置30中,通过亚硝酸化处理和厌氧氨氧化处理进行自养脱氮处理。
    作为悬浮性有机物分离装置10,可以采用沉淀装置、凝聚沉淀装置、上浮分离装置、丝网装置、膜分离装置、旋流装置、螺旋压力机及滗析器等机械分离装置中的任意装置来构成。也可以组合上述装置中的多个装置来构成。
    对于溶解性有机物分解装置20而言,优选具备例如通过厌氧消化处理或异养脱氮处理等分解溶解性有机物的生物反应槽来构成。如果采用这样的结构,则溶解性有机物分解装置20中不需要具备曝气装置,因此,能够降低电力成本。
    亚硝酸化处理是在需氧条件下、利用自养微生物(自养亚硝酸菌)对含有氨的被处理水进行将氨态氮氧化成亚硝态氮的处理。
    厌氧氨氧化处理是在厌氧条件下、利用自养微生物(自养脱氮菌)进行的以氨态氮作为电子供体且以亚硝态氮作为电子受体的厌氧氨氧化处理,如以下的化学式所示,是将1当量的氨态氮和大约1.3当量的亚硝态氮通过脱氮反应 而转化成氮分子的处理。
    NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→
    1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O
    若供给到自养脱氮装置30的被处理水中含有大量的溶解性有机物,则亚硝酸化处理中需要的氧在溶解性有机物的分解处理中被耗费,从而妨碍亚硝酸化处理。
    根据该废水处理系统,首先利用在自养脱氮装置30的上游所具有的悬浮性有机物分离装置10从被处理水中分离悬浮性有机物,然后利用溶解性有机物分解装置20对分离出悬浮性有机物后的被处理水中所含的溶解性有机物进行分解处理,并利用该溶解性有机物分解装置20将溶解性有机物浓度变低后的被处理水供给到下游的自养脱氮装置30中。其结果,不会妨碍进行将氨态氮氧化成亚硝态氮的亚硝酸化处理的自养微生物的处理,从而能够有效地降低用于曝气的电力成本。
    作为自养脱氮装置30,可以采用将进行亚硝酸化处理的亚硝酸化槽和进行厌氧氨氧化处理的氨氧化槽串联配置而成的双槽串联式的结构、或者采用Canon及SNAP等的单槽式结构。
    被称为Canon的方法如下:通过向Sequential Bach Reactor(SBR)中供给微量的氧,利用氨氧化细菌的作用将流入的氨的大约一半转化成亚硝酸,并在一个槽中进行氨的除去。
    被称为SNAP的方法如下:将含有厌氧性地进行氨氧化的自养脱氮菌的菌群附着固定于载体上,并使在该菌群外表面上附着固定有含有氨氧化细菌的菌群的氨处理材料与含氨废水接触来除去氨。
    另外,还有如下方法:使包括固定有氨氧化细菌和自养脱氮菌的载体在反应槽内流动,并将溶存氧调节成不阻碍脱氮反应的范围来除去氨。
    即,利用该废水处理系统进行含氮有机废水的处理方法,该含氮有机废水的处理方法对含有悬浮性有机物、溶解性有机物及氨的被处理水进行自养脱氮处理工序,该自养脱氮处理工序包含:在需氧条件下利用自养微生物进行将氨氧化成亚硝酸的亚硝酸化处理工序、和在厌氧条件下利用自养微生物进行的以氨态氮作为电子供体且以亚硝态氮作为电子受体的厌氧氨氧化处理工序。
    详细来说,进行如下含氮有机废水的处理方法,在上述自养脱氮处理工 序之前进行从被处理水中分离悬浮性有机物的悬浮性有机物分离处理工序、和对分离出悬浮性有机物后的被处理水中所含的溶解性有机物进行生物分解的溶解性有机物分解处理工序,并将减少了悬浮性有机物及溶解性有机物的被处理水供给到上述自养脱氮处理工序中。
    图2示出了第二实施方式的废水处理系统。在第一方式的基础上,具备对悬浮性有机物分离装置10中分离出的悬浮性有机物进行厌氧消化的污泥厌氧消化装置40、和向自养脱氮装置30供给污泥厌氧消化装置40的消化液的第一输送路径R1。
    通过污泥厌氧消化装置40将悬浮性有机物进行厌氧消化的结果,可得到氨态氮被浓缩的消化液。即使在从溶解性有机物分解装置20供给到自养脱氮装置30的被处理水中的氨态氮的浓度较低的情况下,通过将污泥厌氧消化装置40的消化液供给到自养脱氮装置30,可有效地进行脱氮处理。
    自养脱氮装置30中,游离氨浓度(FA;Free Ammonia)变高,因此,硝酸菌的活性被抑制,并优先进行亚硝酸菌的亚硝酸化,其结果,可有效地进行厌氧氨氧化处理。
    优选将游离氨浓度(FA)调整为0.1-10ppm的范围,通过选择性地抑制硝酸菌的活性,即使是氨浓度低于100ppm的被处理水,也可以良好地进行处理。另外,不需要通过温度、pH控制来抑制硝酸菌,可节约电力成本、药品成本。
    游离氨浓度可以采用如下方法求得:通过隔膜式离子电极法等测定被处理水的氨离子浓度,并如下述[数学式1]所示,按照由温度和pH的关系算出的Anthonisen等的计算式求得。
    [数学式1]
    FA=1714×[NH4+-N]×10pHe[6334/(273+T)]+10pH]]>
    需要说明的是,在图2中,如虚线所示,污泥厌氧消化装置40的消化液的有机物浓度较大时,将消化液的一部供给到溶解性有机物分解装置20,对供给到自养脱氮装置30的消化液中所含的BOD成分进行调整,由此,能够有效地进行厌氧氨氧化处理。
    即,在上述含氮有机废水的处理方法的基础上,进行含氮有机废水的处理方法,该方法包含:对悬浮性有机物分离处理中分离的悬浮性有机物进行厌氧消化的污泥厌氧消化处理,并将污泥厌氧消化处理产生的消化液供给到 上述亚硝酸化处理和上述厌氧氨氧化处理中。
    图3示出了第三实施方式的废水处理系统。该废水处理系统中,上述的自养脱氮装置30以对被处理水进行亚硝酸化处理的亚硝酸化装置30A、和对进行了亚硝酸化处理后的被处理水进行厌氧氨氧化处理的厌氧氨氧化装置30B的双槽串联式构成。
    在该情况下,将污泥厌氧消化装置40的消化液供给到亚硝酸化装置30A的路径成为第一输送路径R1。另外,也可以采用具有将污泥厌氧消化装置40的消化液供给到厌氧氨氧化装置30B的第二输送路径R2的结构。
    如果在亚硝酸化装置30A中局部进行了亚硝酸化的硝化液的亚硝态氮和氨态氮为上式的摩尔比,则在厌氧氨氧化装置30B中有效地进行厌氧氨氧化处理,但在与上式的摩尔比差异较大的情况下,厌氧氨氧化处理停滞。
    即使在这种情况下,也可以利用经第二输送路径R2供给的氨浓度较高的消化液,将亚硝态氮和氨态氮的摩尔比调节成恰当的值、例如1:1.3~1.4左右,从而能够有效地进行厌氧氨氧化。
    另外,也可以经图中单点划线所示的输送路径,将溶解性有机物分解装置的处理液的一部分供给到厌氧氨氧化装置来调整亚硝态氮和氨态氮的摩尔比。
    图4示出了第四实施方式的废水处理系统。该废水处理系统中,作为上述的溶解性有机物分解装置20,可采用利用异养脱氮微生物进行将亚硝态氮及硝态氮还原成氮分子的脱氮处理的异养脱氮装置20,该系统具有将亚硝酸化装置30A的处理液供给到异养脱氮装置20的第三输送路径R3和将厌氧氨氧化装置30B的处理液供给到异养脱氮装置20的第四输送路径R4中的至少一个路径。
    通过将亚硝酸化装置30A中生成的亚硝酸的一部分经第三输送路径R3返送至异养脱氮装置20,可以利用悬浮性有机物除去装置10的处理液中所含的主要以溶解性有机物为电子供体且以从亚硝酸化装置导入的亚硝态氮为电子受体的异养微生物进行脱氮反应。
    另外,通过将厌氧氨氧化装置30B的处理液的一部分经第四输送路径R4返送至异养脱氮装置20,可以利用异养脱氮装置20对厌氧氨氧化反应中生成的硝酸进行脱氮,从而可以减少从厌氧氨氧化装置30B排出至体系外的硝酸量。
    如图5所示,在导入该废水处理系统的被处理水的氨态氮浓度低于100ppm的情况下,优选BOD与被处理水的氨态氮浓度之比大于3.0。特别是,更优选悬浮性有机物浓度的比率较大者。这是由于,污泥厌氧消化装置40中的氨回收效率提高,在自养脱氮装置30中的游离氨浓度的调整变得容易。而且,通过将BOD与溶解性有机物分离装置20的处理水的氨态氮浓度之比调整为大于0.5且小于2.0的范围,还能够使亚硝酸化稳定。
    在自养脱氮装置30中调节曝气量,将溶存氧浓度控制在适当的范围,但在氨态氮浓度低于100ppm的情况下,曝气风量发生微小变化,溶存氧浓度也发生大幅度变动。即使在这种情况下,通过将BOD/NH3-N调节为大于0.5的值,也能够通过BOD消耗氧来抑制溶存氧浓度较大的变动。另外,若BOD/NH3-N超过2.0,则曝气量增加,从节能的观点来看,不优选。
    曝气量的调整除了基于溶存氧浓度的测定值的方法之外,还可以通过基于氨离子浓度或亚硝酸离子浓度的测定值进行的方法、以及对它们组合进行了组合的方法来进行。
    这样一来,根据本发明,还可以对目前未实现的下水这样的低氨浓度的废水应用厌氧氨氧化处理。
    污水处理场中使用的电能约为63亿kWh(平成16年度,2004年),占在日本国内使用的电能的0.7%,相当于乌拉圭或牙买加的1个国家的消耗电能。其中,曝气鼓风机的消耗电能占25~30%。根据本发明,通过将理论上仅需要以往的完全硝化处理的43%的氧量的厌氧氨氧化处理应用于下水处理,产生明显的节电效果,并可以对削减温室效应气体作出较大贡献。
    上述的实施方式均是本发明的一例,本发明不受该记载的限定,各部的具体结构也可以在实现本发明作用效果的范围内适当设计。

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