[發(fā)明專利]一種基于氨氮廢水實(shí)現(xiàn)高效亞硝化的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710252762.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN107055760A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪曉軍;楊永愿;陳振國(guó);簡(jiǎn)磊;顧曉揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);廣州市華綠環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): C02F3/10
• 分類號(hào): C02F3/10;C02F3/34;C02F101/16
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 羅觀祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境工程污水生物處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于氨氮廢水實(shí)現(xiàn)高效亞硝化的方法，適用于石化、化肥工業(yè)、印染工業(yè)、電路板行業(yè)、垃圾滲濾液等含氨氮廢水的處理。

背景技術(shù)

隨著生物技術(shù)與工程技術(shù)的不斷發(fā)展，短程硝化反硝化、厭氧氨氮化等經(jīng)濟(jì)高效的生物脫氮技術(shù)的研究不斷深入。與傳統(tǒng)廢水脫氮技術(shù)相比，短程硝化反硝化技術(shù)理論上能節(jié)約25％的曝氣能耗，減少40％反硝化過程所需要的碳源，并且能夠大大地提高反硝化速率，而厭氧氨氧化技術(shù)能在無碳源條件下實(shí)現(xiàn)自養(yǎng)脫氮，是一種先進(jìn)的生物脫氮技術(shù)。但是短程硝化反硝化、厭氧氨氧化等技術(shù)的大規(guī)模工程化應(yīng)用依然受到極大的限制，因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用中氨氮的亞硝化難以穩(wěn)定高效地實(shí)現(xiàn)。

氨氮的亞硝化主要是通過選擇性抑制亞硝酸鹽氧化菌的活性使得氨氮氧化過程停留在亞硝酸鹽階段而實(shí)現(xiàn)的。目前選擇性抑制亞硝酸鹽氧化菌而不影響氨氧化細(xì)菌活性的方法主要有：控制高溫條件、控制低溶解氧、控制游離氨抑制等。其中高溫獲得亞硝氮積累的能耗較高，而低溶解氧下的活性污泥法實(shí)現(xiàn)亞硝化容易發(fā)生污泥膨脹問題，而且容積負(fù)荷低，處理能力不強(qiáng)，而控制游離氨的抑制實(shí)現(xiàn)亞硝化難以穩(wěn)定，這是因?yàn)殡S著氨氮的降解游離氨的濃度不斷下降。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于氨氮廢水實(shí)現(xiàn)高效亞硝化的方法。本發(fā)明利用裝滿能夠吸附氨氮的載體材料的好氧反應(yīng)柱實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定高效的亞硝態(tài)氮的產(chǎn)生。

一種基于氨氮廢水實(shí)現(xiàn)高效亞硝化的方法，包括以下步驟：

(1)對(duì)好氧反應(yīng)柱進(jìn)行好氧硝化生物掛膜培養(yǎng)，所述好氧反應(yīng)柱裝填有吸附氨氮的填料；

(2)將氨氮廢水通入步驟(1)中掛膜培養(yǎng)完成后的好氧反應(yīng)柱中，在溶解氧的條件下，經(jīng)一定水力停留時(shí)間反應(yīng)，出水，實(shí)現(xiàn)了氨氮廢水的高效亞硝化。

步驟(1)中所述吸附氨氮的填料為天然沸石、人造沸石、麥飯石中一種或一種以上。本發(fā)明將吸附氨氮的填料作為載體，然后進(jìn)行好氧硝化生物膜掛膜培養(yǎng)，在處理氨氮廢水時(shí)，廢水中的游離的氨氮通過微生物的降解作用與吸附材料的吸附解析作用下形成動(dòng)態(tài)平衡，導(dǎo)致整個(gè)反應(yīng)柱內(nèi)游離氨氮濃度基本相等，進(jìn)而使得反應(yīng)柱內(nèi)游離氨氮的濃度維持在一定范圍。所述好氧硝化生物為硝化細(xì)菌。

步驟(1)中所述生物掛膜培養(yǎng)為復(fù)合掛膜法，具體為：采用硝化污泥進(jìn)行接種悶曝，其中污泥投加質(zhì)量與反應(yīng)器體積比為0.2～50g/L，反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度為0.1～7.0mg/L，溫度為15～40℃下進(jìn)行悶曝，悶曝時(shí)間為1～5天；然后連續(xù)進(jìn)水培養(yǎng)，直至出水氨氮去除率超過90％，并且在連續(xù)進(jìn)水培養(yǎng)的過程中控制反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度為0.1～7.0mg/L，溫度為15～40℃。

步驟(2)中所述廢水為氨氮廢水，包括各類含氨氮廢水和預(yù)處理后的含氨氮廢水，其中氨氮濃度為100～1000mg/L，pH為7.0～9.0。

步驟(2)中所述吸附氨氮的填料在好氧反應(yīng)柱中裝填的高度為1～4m。

步驟(2)中所述氨氮廢水在好氧反應(yīng)柱內(nèi)的水溫為15～40℃，所述溶解氧為0.1～7.0mg/L，水力停留時(shí)間為1～20h，優(yōu)選1～8h。

步驟(2)中所述出水的氨氮與亞硝氮質(zhì)量比為2:1～1:5。廢水中氨氮經(jīng)過亞硝化，廢水中氨氮大部分轉(zhuǎn)化為亞硝氮。

步驟(2)中所述出水的亞硝氮積累率為70.0～100.0％。本發(fā)明經(jīng)過亞硝化處理的廢水可作為反硝化等脫氮方法的進(jìn)水。

本發(fā)明的原理為：

廢水中游離氨濃度對(duì)氨氮氧化菌和亞硝氮氧化菌抑制范圍不同，其中游離氨濃度為0.1～1.0mg/L時(shí)開始對(duì)亞硝氮氧化菌產(chǎn)生抑制作用；本發(fā)明原理基于載體材料具有的吸附氨氮特性以及氨氧化細(xì)菌的降解作用，當(dāng)廢水經(jīng)過好氧反應(yīng)柱時(shí)，在載體材料的吸附解吸與氨氧化細(xì)菌降解作用下，反應(yīng)柱內(nèi)的游離氨能穩(wěn)定維持在一定濃度范圍，在進(jìn)水氨氮濃度一定條件下通過控制反應(yīng)時(shí)間填料層高度，進(jìn)而使反應(yīng)柱內(nèi)游離氨濃度高于1.0mg/L，在此游離氨濃度范圍，亞硝氮氧化菌的活性將被抑制甚至被淘汰，而氨氮氧化菌的活性不受影響，因此氨氮只在氨氧化細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)化為亞硝氮，實(shí)現(xiàn)了氨氮的亞硝化反應(yīng)。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)與技術(shù)效果

(1)本發(fā)明的操作方法簡(jiǎn)單、不需要引入其他化學(xué)試劑，通過生物的方法實(shí)現(xiàn)了氨氮的高效亞硝化；

(2)本發(fā)明采用的氨氮吸附材料作為微生物的載體，不僅能夠控制穩(wěn)定的游離氨實(shí)現(xiàn)氨氮亞硝化，而且載體材料有利于亞硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)，降低高濃度氨氮廢水對(duì)微生物的毒害作用，抗沖擊能力強(qiáng)；