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    网上投注重庆时时彩: 高氨氮废水的生物脱氮系统.pdf

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    高氨氮 废水 生物 系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510775569.X

    申请日:

    2015.11.15

    公开号:

    CN105347618A

    公开日:

    2016.02.24

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C02F 9/14申请公布日:20160224|||实质审查的生效IPC(主分类):C02F 9/14申请日:20151115|||公开
    IPC分类号: C02F9/14 主分类号: C02F9/14
    申请人: 农业部沼气科学研究所
    发明人: 邓良伟; 郑丹
    地址: 610041四川省成都市武侯区人民南路四段13号
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510775569.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.11.02|||2016.03.23|||2016.02.24

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明属于污水处理领域内的一种高氨氮废水的生物脱氮系统,由前处理单元、脱氮单元和后处理单元依次连接而成,脱氮单元中加有零价铁、二价铁离子或三价铁离子,加入好氧或厌氧污泥作为接种污泥,培养具有硝化、自养反硝化、Fe3+还原和Fe2+氧化的多功能微生物混合污泥;脱氮单元采用间歇供氧,供氧期间脱氮单元中的高氨氮废水溶解氧浓度不高于1.5mg/L。本发明克服了现有生物脱氮工艺脱氮效果差,不能实现完全脱氮,耗时较长的技术缺陷,提供的高氨氮废水的生物脱氮系统全程完全自养脱氮,脱氮效率高,费用低。

    权利要求书

    1.一种高氨氮废水的生物脱氮系统,由前处理单元、脱氮单元和后处理单元依次连接而成,高氨氮废水经过前处理单元去除有机物后进入脱氮单元,在脱氮单元去除氨氮后进入后处理单元,在后处理单元沉淀污泥,后处理单元出水达到排放标准后排放或回用,其特征在于脱氮单元中加有零价铁(Fe0)、二价铁离子(Fe2+)或三价铁离子(Fe3+),加入好氧或厌氧污泥作为接种污泥,培养具有硝化、自养反硝化、Fe3+还原和Fe2+氧化的多功能微生物混合污泥;脱氮单元采用间歇供氧,供氧与不供氧时间根据出水中NH4+和NO3-、NO2-浓度调节,NH4+浓度高时,延长供氧时间,缩短不供氧时间,NO3-、NO2-浓度高时,延长不供氧时间,缩短供氧时间;供氧期间脱氮单元中的高氨氮废水溶解氧浓度不高于1.5mg/L。2.根据权利要求1所述的高氨氮废水的生物脱氮系统,其特征在于所述前处理单元为厌氧生物处理单元、沉淀单元或自然处理单元。3.根据权利要求1或2所述的高氨氮废水的生物脱氮系统,其特征在于所述后处理单元为絮凝单元、沉淀单元。4.根据权利要求1所述的高氨氮废水的生物脱氮系统,其特征在于所述接种污泥为硝化污泥、反硝化污泥和厌氧氨氧化污泥中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的高氨氮废水的生物脱氮系统,其特征在于所述二价铁离子或三价铁离子与氨氮浓度的摩尔比为1.0~6.0﹕1;零价铁与氨氮浓度的摩尔比为2~20﹕1。6.根据权利要求1所述的高氨氮废水的生物脱氮系统,其特征在于所述零价铁为铁粉、废铁渣、铁刨花和废钢铁中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的高氨氮废水的生物脱氮系统,其特征在于所述脱氮单元中高氨氮废水的pH值为6.5~8.5,在15~35oC下,高氨氮废水在反应器中停留0.5~5天,然后进入后处理单元。8.根据权利要求1所述的高氨氮废水的生物脱氮系统,其特征在于所述高氨氮废水的氨氮浓度为10~1000mgN/L。

    说明书

    高氨氮废水的生物脱氮系统

    技术领域

    本发明属于污水处理领域,具体涉及一种高氨氮废水的生物脱氮系统。

    背景技术

    高氨氮高浓度有机废水一般采用厌氧处理去除有机物,厌氧处理出水则为高氮低碳废水,针对高氮低碳废水,传统的生物脱氮主要采用硝化-反硝化法,分为2个阶段,首先是自养的硝化菌在好氧的条件下将氨氮氧化为NO3--N、NO2--N,然后通过异养的反硝化菌在缺氧的条件下利用有机碳源将NO3--N、NO2--N还原为氮气。硝化-反硝化法对生活污水、食品加工废水等低氨氮废水有较好的脱氮效果,对于高氮低碳废水的脱氮效果差,主要是因为反硝化过程需要易降解有机物,高氮低碳废水缺乏易降解有机物。另外硝化过程产生酸度,使混合液pH值降低,影响微生物活性和处理系统效能,因此需要加碱中和,增加了处理费用。荷兰Delft工业大学于1997年提出并开发了一种新型脱氮工艺(短程硝化-厌氧氨氧化)受到了国内外广泛重视。其基本原理是:先在有氧的条件下,利用氨氧化菌将氨氧化成NO2-,然后在厌氧或缺氧条件下,厌氧氨氧化菌以NO2-作为电子受体,直接将NH4+氧化为N2。在厌氧氨氧化过程中,将NH4+和NO2-转化为N2的过程为完全自养,且NH4+-N的氧化无需分子态氧的参与,而NO2--N的还原也无需有机物的参与。所以,与传统硝化-反硝化生物脱氮工艺相比,厌氧氨氧化工艺工艺可以节省62.5%的供氧量,而且不需要外加碳源,因而可以大幅度地降低脱氮的基建投资和运行成本。但是,由于厌氧氨氧化菌生长缓慢、细胞产率低,在工程上很难培养出足够数量的厌氧氨氧化污泥,并且厌氧氨氧化菌对温度敏感,最适温度是30~40℃,工程上很少有废水具有这个温度,还有,控制短程硝化也是一大难点。因此,短程硝化-厌氧氨氧化工艺在实际工程应用还很少。另外,短程硝化-厌氧氨氧化工艺还会产生一定量的NO3-,因此,总氮的去除效率也不是很高。

    发明内容

    本发明的目的在于克服现有生物脱氮工艺脱氮效果差,不能实现完全脱氮,耗时较长的技术缺陷,为人们提供一种全程完全自养脱氮,脱氮效率高,费用低的高氨氮废水的生物脱氮系统。

    本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:

    本发明的高氨氮废水的生物脱氮系统,由前处理单元、脱氮单元和后处理单元依次连接而成,高氨氮废水经过前处理单元去除有机物后进入脱氮单元,在脱氮单元去除氨氮后进入后处理单元,在后处理单元沉淀污泥,后处理单元出水达到排放标准后排放或回用,其特征在于脱氮单元中加有零价铁(Fe0)、二价铁离子(Fe2+)或三价铁离子(Fe3+),加入好氧或厌氧污泥作为接种污泥,培养具有硝化、自养反硝化、Fe3+还原和Fe2+氧化的多功能微生物混合污泥;脱氮单元采用间歇供氧,供氧与不供氧时间根据出水中NH4+和NO3-、NO2-浓度调节,NH4+浓度高时,延长供氧时间,缩短不供氧时间,NO3-、NO2-浓度高时,延长不供氧时间,缩短供氧时间;供氧期间脱氮单元中的高氨氮废水溶解氧浓度不高于1.5mg/L。

    上述方案中,所述前处理单元为厌氧生物处理单元、沉淀单元或自然处理单元,以去除有机物、悬浮物和对脱氮微生物有抑制作用的物质。

    上述方案中,所述后处理单元为絮凝单元、沉淀单元,以去除污泥,同时达到去除磷和难降解有机物的作用。

    上述方案中,所述接种污泥为硝化污泥、反硝化污泥和厌氧氨氧化污泥中的一种或多种。

    上述方案中,所述二价铁离子或三价铁离子与氨氮浓度的摩尔比为1.0~6.0﹕1;零价铁与氨氮浓度的摩尔比为2~20﹕1。

    上述方案中,所述零价铁为铁粉、废铁渣、铁刨花和废钢铁中的一种或多种。

    上述方案中,所述脱氮单元中高氨氮废水的pH值为6.5~8.5,在15~35oC下,高氨氮废水在反应器中停留0.5~5天,然后进入后处理单元。

    上述方案中,所述高氨氮废水的氨氮浓度为10~1000mgN/L。

    本发明所涉及的生物反应为:

    4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3(化学反应)

    3Fe(OH)3+5H++NH4+→3Fe2++9H2O+0.5N2(生物反应,厌氧铁氨氧化)

    4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(化学反应)

    在硝化微生物作用下,O2氧化NH4+生成NO3-、NO2-;零价铁与水中的溶解氧经过系列氧化反应后生成Fe3+,在铁还原微生物作用下,Fe3+氧化NH4+生成氮气(N2)、NO3-、NO2-和Fe2+;在铁氧化微生物作用下,Fe2+还原NO3-、NO2-生产氮气(N2)和Fe3+;在另一类铁氧化微生物作用下,剩余的Fe2+被氧气氧化生成Fe3+。整个脱氮单元具有循环脱氮作用。

    本发明所用的接种污泥范围广泛,包括一般性的好氧或厌氧污泥,可选择一种污泥单独接种或多种污泥同时混合接种。

    运试表明,本发明的高氨氮废水的生物脱氮系统能处理的氨氮浓度高达1000mg/L,出水氨氮浓度可达到15mg/L以下,氨氮去除率高达99%,出水总氮浓度可达到25mg/L以下,总氮去除率高达95%。

    本发明的优点表现在以下几方面:

    (1)铁既是电子供体又作电子受体,在反应体系中以还原态Fe(Ⅱ)与氧化态Fe(Ⅲ)这两种形式交替转换,同时带动体系中的含氮化合物持续脱除,具有双重脱氮功能;

    (2)全程完全自养脱氮,不需要外加碳源,节省运行费用;

    (3)氧的利用率明显提高,体系耗氧量少,进而能耗费用低;

    (4)脱氮单元碱度得到平衡,不用加碱维持系统碱度;

    (5)剩余污泥少,节省污泥处理处置费用;

    (6)同时具有除磷作用;

    (7)运行费用比传统脱氮除磷技术降低40%以上。

    本发明适合于处理高氨氮有机废水,尤其适合于处理低碳氮比、高氨氮浓度的有机废水,如厌氧消化上清液、垃圾渗滤液、养殖废水、制药废水、光电废水等。

    因此,本发明克服了现有生物脱氮工艺脱氮效果差,不能实现完全脱氮,耗时较长的技术缺陷,提供的高氨氮废水的生物脱氮系统全程完全自养脱氮,脱氮效率高,费用低。

    具体实施方式

    下面通过实施例进一步详述本发明,但本发明不仅限于所述实施例。

    实施例一

    本例的高氨氮废水的生物脱氮系统由前处理单元、脱氮单元和后处理单元依次连接而成,高氨氮废水经过前处理单元去除有机物后进入脱氮单元,在脱氮单元去除氨氮后进入后处理单元,在后处理单元沉淀污泥,后处理单元出水达到排放标准后排放或回用;脱氮单元中加有零价铁(Fe0),加入好氧或厌氧污泥作为接种污泥,培养具有硝化、自养反硝化、Fe3+还原和Fe2+氧化的多功能微生物混合污泥;脱氮单元采用间歇供氧,每隔0.5~2小时供氧0.5~2小时,供氧与不供氧时间根据出水中NH4+和NO3-、NO2-浓度调节,NH4+浓度高于15mg/L,延长供氧时间,缩短不供氧时间,NO3-、NO2-浓度高于15mg/L,延长不供氧时间,缩短供氧时间;供氧期间脱氮单元中的高氨氮废水溶解氧浓度不高于1.5mg/L。

    前处理单元为厌氧生物处理单元,以去除有机物、悬浮物和对脱氮微生物有抑制作用的物质。后处理单元为絮凝单元,以去除污泥,同时达到去除磷和难降解有机物的作用。接种污泥为硝化污泥。零价铁与氨氮浓度的摩尔比为2~20﹕1。零价铁为铁粉。

    脱氮单元中高氨氮废水的pH值为6.5~8.5,在15~35oC下,高氨氮废水在反应器中停留0.5~5天,然后进入后处理单元。高氨氮废水的氨氮浓度为10~1000mgN/L。

    本例对氨氮去除率可达到99%,容积去除负荷达到0.1~0.5kgN/(m3·d)。

    实施例二

    本例中,前处理单元为沉淀单元,后处理单元为絮凝单元。接种污泥为厌氧氨氧化污泥。零价铁为铁刨花。其余同实施例一。

    实施例三

    本例中,前处理单元为自然处理单元,后处理单元为沉淀单元。接种污泥为反硝化污泥。零价铁为废铁渣。其余同实施例一。

    实施例四

    本例中,前处理单元为自然处理单元,后处理单元为絮凝单元。接种污泥为硝化污泥和厌氧氨氧化污泥。零价铁为铁刨花和废钢铁。其余同实施例一。

    实施例五

    本例中,零价铁为铁粉、铁刨花和废钢铁。其余同实施例一。

    实施例六

    本例中,脱氮单元中加有二价铁离子(Fe2+)或三价铁离子(Fe3+),没有零价铁,二价铁离子或三价铁离子与氨氮浓度的摩尔比为1.0~6.0﹕1;其余同实施例一。

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