[發明專利]一種脫除廢水中氨氮的方法

有效

• 申請號: 201310537897.7
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN104609549B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 張英;李寶忠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于廢水處理領域，具體涉及一種脫除廢水中氨氮的方法。

背景技術

化工生產企業因其生產工藝特點，每天排放大量含氨廢水。如果直接排放，會造成水體富營養化，藻類過度生長，不僅降低了水體觀賞價值，而且使水生生物缺氧死亡。一些藻類蛋白毒素還會經過食物鏈使人中毒，嚴重危害人類及生物生存。為此，如何經濟有效地去除廢水中的氨氮已成為亟待解決的問題。

生物脫氮是從廢水中去除氮素污染的較為經濟有效的方法之一，一般包括硝化過程和反硝化過程。硝化過程是由硝化菌將氨氮轉化為NO₂^－和NO₃^－的反應過程。反硝化過程是在無氧或低氧條件下，NO₃^－和NO₂^－被微生物還原轉化為氣體物質的過程，反應過程中需要以有機碳作為碳源和能源。不管是傳統脫氮工藝還是新型脫氮工藝，負責脫氮的微生物主要是硝化菌和反硝化菌。在實際應用中，由于兩種菌體生長環境的差異，一般是將硝化過程和反硝化過程分離開，如傳統的A/O，A²/O工藝，存在工藝冗長，污水處理構筑物占地面積大，投資和運行費用高等諸多弊端。

同步硝化反硝化脫氮是指硝化反應和反硝化反應在同一反應器內同步進行的新型工藝，不僅克服了傳統工藝硝化和反硝化過程在兩個不同的反應器內進行的不足，而且在降低能耗和物耗等方面具有突出的優勢。例如，可以減少反硝化反應設備、節省基建費用；反硝化過程產生的堿可部分中和硝化過程產生的酸，減少堿液的消耗，能有效地保持反應器中pH穩定。因此，同步硝化反硝化脫氮過程，已經成為水處理領域的研究熱點。??

國外有研究者將硝化菌和反硝化菌置于同一反應器中混合培養，雖可以達到單個反應器的同步硝化反硝化，但是反硝化結果不盡人意，離實際應用還有一定的距離。荷蘭Olburgen土豆加工廢水處理項目采用短程硝化和厭氧氨氧化組合實現同步硝化反硝化，但是由于反硝化采用專性厭氧的厭氧氨氧化細菌，該細菌長期處于一定濃度的有氧環境中，從而在一定程度上降低了厭氧氨氧化細菌的活性，導致脫氮效果不理想。國內也進行了一些相關的研究工作，耿金菊等利用反硝化菌群和自養硝化菌群組合脫氮（應用與環境生物學報,2002,8(1):78-82），雖然具有較好的氨氮脫除能力，但抗沖擊能力較弱，高于300mg/L的高濃度氨氮能抑制菌體的生長，并且氨氮濃度高于200mg/L時，脫氮后氨氮殘余量較多，同步不耐受高濃度有機碳，500mg/L的有機碳濃度抑制菌體生長并降低脫氮效果；這種組合菌群中的各類細菌培養與生長條件不一致，一種發揮功能時另一種卻被處于抑制狀態，導致彼此不協調，生物脫氮時間延長，成本增大，脫氮效率受到影響。CN201210067682.9公開了一種同步硝化反硝化的污水處理方法，通過生物膜加大反應器內生物量和生物種類，保證世代較長的微生物(如硝化菌)生存，利于硝化反應；并且，生物膜載體從表面到內部存在溶解氧濃度的梯度現象，相應有好氧、缺氧和兼氧區狀態，為直接脫氮提供了良好的環境；反應過程中，采用充氧裝置，促成反應器內形成明顯的好氧、缺氧段，形成同步硝化和反硝化的宏觀環境；同時進行硝化和反硝化反應。但是，該法需要采用生物載體構建不同生物量和生物種類的生物膜，生物膜載體從表面到內部需要存在相應有好氧、缺氧和兼氧區的溶解氧濃度的梯度狀態，實際操作難度較大，并不能調控硝化菌和反硝化菌各自的脫氮效率。

目前盡管同步硝化反硝化有了較大的發展，但是普遍存在著負荷較小，去除率偏低，運行不穩定等不足，不能有效處理含氨廢水，并且有些正在運行的工藝并沒有考慮總氮的去除問題。這大大限制了同步硝化反硝化工藝的發展和應用。因此，如何更好的提供適宜的生長條件，保證硝化和反硝化都可以高效進行，使同步硝化反硝化長期穩定的運行，對加快同步硝化反硝化脫氮工藝工業應用的進程具有積極意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種脫除廢水中氨氮的方法。本發明利用流化床，將不同大小和不同脫氮性能的顆粒污泥在反應器中進行級配，使硝化污泥顆粒和反硝化污泥顆粒在同一反應器的不同區域發揮脫氮性能，減少彼此間干擾，實現了高效的同步硝化反硝化脫氨氮過程。