[發明專利]一種生物法處理硝酸銨廢水的裝置與方法

有效

• 申請號: 201510065409.6
• 申請日: 2015-02-08
• 公開（公告）號: CN104649518B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 王淑瑩;鮑方博;吳程程;杜睿;操沈彬;彭永臻
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及工業硝酸銨廢水深度處理的裝置與方法，屬于生化法污水處理技術領域。通過水解酸化菌、反硝化菌、厭氧氨氧化菌的共同作用，實現了工業硝酸銨廢水的深度處理及污泥的減量。具體是污泥發酵產生大量碳源，反硝化菌利用這些碳源將NO₃^-還原為NO₂^-，然后NO₂^-與NH₄⁺通過厭氧氨氧化反應去除。

背景技術

如今生產硝酸銨化肥與制造炸藥都會產生大量硝酸銨廢水，如果不經過處理就排放到自然環境中，會使排放水中氨氮含量嚴重超標，造成地表水體的富營養化，破壞水體生態平衡。尤其是將其排入自然界后，一部分氨氮會轉化為亞硝酸根，在酸性條件下可轉化為致癌物，嚴重危害人類的健康和生命。

處理硝酸銨廢水處理主要應用物化法，例如：電滲析技術、離子交換法處理、電去離子凈水技術、反滲透、反滲透與電滲析組合工藝,雙極膜與膜電解、膜電解與電滲析耦合法.都有各自的限制條件并且對物料與能源消耗都比較大。例如：電滲析技術易發生濃差極化而產生結垢、電滲析器本身脫鹽率不高，易發生濃差極化反應，無法進行深度處理；電滲析器易發生透膜擴散現象和串水現象，使電滲析工藝排水無法得到充分利用等。離子交換法的離子交換樹脂有飽和失效問題。反滲透技術的反滲透膜在水質不穩定事需要損耗比較快，成本比較高。

生物法素有節約成本、環境副產物少的特點。

傳統的生物法脫氮主要依靠微生物的硝化作用和反硝化作用。好氧硝化作用需要曝氣。而反硝化作用需要利用有機物作為電子工體還原氧化態氮，。然而工業硝酸銨廢水中可利用的碳源含量極低，需要外加碳源。另一方面,污水處理過程中產生大量污泥,包括初沉污泥和剩余污泥。如何經濟有效地處理和處置污泥也是眾多污水處理廠面臨的難題。而進行污泥發酵,并在發酵過程中控制產甲烷作用的發生,則可以使污泥中的大分子有機顆粒向揮發性脂肪酸等小分子轉化,且這部分易降解有機物可被反硝化菌所利用以提高系統脫氮效果,與此同時實現污泥的減量化和穩定化。該方法與傳統脫氮工藝相比，既不用曝氣也不用外加碳源,同時還處理了一部分污泥，降低運行費用,具有巨大的實際意義。

本工藝是一種新型工藝，具有如下優點：1)生物法不需要膜或者樹脂等消耗品，與物理或化學方法相比，本技術不需要膜或者樹脂，只需要投加少量的化學試劑大大降低了基建費用與運行成本；2)本發明利用污泥發酵產生的碳源，節省了外加碳源產生的費用，同時系統運行過程中通過污泥發酵，實現了污泥減量；3)采用海綿填料作為厭氧氨養菌的載體將厭氧氨氧化菌固定，大大增加了厭氧氨氧化菌的污泥齡，使其可以穩定的持留在系統中，并且操作簡單方便，控制簡單；4)通過pH控制系統解決了厭氧氨氧化過程中氨氮與亞硝的比例問題，并且反應器出水中性，不需要再次調節pH值

發明內容：

本發明首次組合使用序批式反應器與上流式厭氧污泥床反應器應用于工業硝酸銨廢水的處理，將污泥發酵、反硝化與厭氧氨氧化耦合在一起，使污泥發酵產生的碳源用于反硝化將NO₃^--N轉華為NO₂^--N，然后原水中的NH₄⁺-N和NO₂^--N通過厭氧氨氧化作用得到去除，兼顧污泥減量與硝酸銨廢水深度脫氮。

本發明通過以下技術方案來實現：

新型一體化反應器處理硝酸銨廢水的裝置，其特征在于是處理工業硝酸銨廢水的成套裝置，包括順次連接的厭氧發酵反應器SBR(1)、混合池(2)、上流式厭氧污泥床反應器UAFB(3)以及排水池(4)。