[發(fā)明專利]沸石強化厭氧氨氧化污水處理工藝

無效

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• 申請日: 2006-04-11
• 公開（公告）號: CN101054233A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 吳志超;楊爽;趙慧
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 程宗德

技術領域

沸石強化厭氧氨氧化污水處理工藝，涉及厭氧氨氧化污水處理和沸石強化生物脫氮污水處理技術，適用于城市污水，生活污水的處理，垃圾滲濾液，低碳氮比廢水的處理。

技術背景

傳統(tǒng)的生物脫氮技術包括硝化和反硝化兩個階段，硝化和反硝化反應分別由硝化菌和反硝化菌作用完成，由于這兩種菌對環(huán)境條件的要求不同，兩個過程不能同時發(fā)生，因而由此發(fā)展的生物脫氮工藝分為時間和空間上兩種分級硝化反硝化工藝類型。而這樣就導致下列問題的存在：(1)硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高的生物濃度，特別是在低溫冬季，因而造成系統(tǒng)總水力停留時間較長，有機負荷較低，增加了基建投資和運行費用；(2)空間上的分級硝化反硝化工藝為維持較高的生物濃度及獲得良好的脫氮效果，必須同時進行污泥回流和硝化液回流，增加了動力消耗及運行費用；(3)為了中和硝化過程產(chǎn)生的酸度，需要加堿中和，為了滿足反硝化過程所需的碳源，有時又需要外加碳源，這就大大增加了處理費用；(4)對污泥的處理處置需要達到“減量化、無害化和穩(wěn)定化”，其處理處置的過程較為繁瑣，不僅要占用大量的土地，而且污泥運行費用也較高。

為克服上述傳統(tǒng)生物脫氮工藝的問題，目前開發(fā)了很多新的脫氮技術，例如同步硝化反硝化、短程硝化反硝化和厭氧氨氧化等技術。厭氧氨氧化是指利用微生物的生化作用，以NH₄⁺為電子供體，NO₂^-、NO₃^-為電子受體，通過復雜的反應生成N₂的過程。其反應過程無須充氧，也不用添加有機碳源進行反硝化，裝置結構簡單，與傳統(tǒng)脫氮工藝相比，可大大降低能源和化學藥劑的消耗，節(jié)省基建和運行費用，對污泥的處理處置比較容易，是一種具有良好市場前景的新技術。但是該工藝還存在以下幾個方面的問題：(1)工藝還沒有實現(xiàn)實用化和長期穩(wěn)定運行；(2)自養(yǎng)型厭氧氨氧化細菌生長緩慢，啟動時間長，反應器水力停留時間也較長；(3)厭氧污泥沉降性能較差，為使厭氧氨氧化污泥保留在反應器中以得到足夠多的生物量，需要有效的截留污泥，但是現(xiàn)有的截留技術還不能夠滿足使用要求。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有的厭氧氨氧化的不足之處，本發(fā)明提出了利用天然離子交換劑—沸石所具有的對氨氮的優(yōu)先選擇性，在厭氧條件下去除污水中氨氮并實現(xiàn)微生物對沸石的再生作用，使污水中的污染物和氮在低能耗、低成本的條件下得以有效去除的沸石強化厭氧氨氧化污水處理工藝。

本發(fā)明污水處理工藝是將沸石強化生物脫氮技術與厭氧氨氧化技術有機的結合在一起，其包括厭氧生物接觸池，二沉池和由粉狀或顆粒狀沸石作為濾料構成的厭氧沸石生物濾池或直接投加于反應器的厭氧生物池。厭氧沸石生物濾池或厭氧生物池利用沸石的巨大的比表面積吸附污水中的懸浮性和溶解性有機污染物，同時利用沸石對氨氮的優(yōu)先交換性能，吸附交換廢水中的氨氮，在沸石周圍形成氨氮濃度較高的微環(huán)境，促進厭氧氨氧化微生物的生長和富集，以縮短厭氧氨氧化反應器的啟動時間和水力停留時間，并且隨著厭氧氨氧化反應的發(fā)生，在沸石周圍的液相氨氮濃度逐漸降低，沸石內部的氨氮則向液相轉移，此時，利用厭氧氨氧化微生物的生物作用使沸石得以再生后可以維持對廢水中氨氮的高去除效率。另外微生物的富集也可以產(chǎn)生較強的絮凝作用，能夠有效地改善厭氧污泥的沉降性能，減少污泥的流失量，使廢水能得到更有效的處理。

本發(fā)明的特點在于：

(1)結合了沸石強化脫氮技術和厭氧氨氧化技術通過有機結合，保持了各自的優(yōu)點，并能夠彌補相互的不足之處；

(2)利用沸石巨大的表面積和對氨氮的優(yōu)先吸附性能，促進厭氧氨氧化微生物的生長，縮短反應器啟動時間和水力停留時間，節(jié)省了基建費用和運行成本；

(3)反應器內部厭氧氨氧化細菌濃度的提高，可以保證系統(tǒng)較穩(wěn)定的長期運行，減輕了維護操作的繁瑣性；

(4)沸石較強的吸附性能有機結合了高濃度污泥的絮凝性能，大大改善了污泥沉降性能，減少了厭氧氨氧化污泥的流失量，從而降低了污泥回流這部分的動力消耗；

(5)在厭氧條件下使吸附氨氮飽和的沸石實現(xiàn)了較好的再生，并且能夠有效的減少對沸石再生的能耗和藥劑費用。

采用本發(fā)明污水處理工藝，對于處理生活污水、城市污水中的氨氮、總氮和有機污染物均能達到國家排放標準，并且對難處理的垃圾滲濾液、低碳氮比廢水也有較好的處理效果，具有明顯的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有沸石的厭氧氨氧化工藝流程示意圖，

圖2為本發(fā)明污水處理工藝流程示意圖，并不對本發(fā)明作為限定。

具體實施方式：