專利名稱：一種厭氧氨氧化處理低濃度氨氮廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理氨氮廢水的方法，具體來說涉及一種通過厭氧折流板反應(yīng)器來厭氧氨氧化處理低濃度氨氮廢水的方法。
背景技術(shù)：
環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，然而隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，過量氨氮進(jìn)入水體，嚴(yán)重污染了水體環(huán)境。根據(jù)氨氮含量的不同，氨氮廢水可分為高濃度氨氮廢水(濃度大于500mg / L)，中濃度氨氮廢水(濃度范圍50 500nig / L)和低濃度氨氮廢水(濃度范圍小于50mg / L)三類。其中低濃度氨氮廢水主要來源于城市生活污水。
目前低濃度氨氮廢水的處理方法主要有電滲析法、反滲透法、空氣吹脫法、折點(diǎn)加氯法、選擇離子交換法、生物脫氮法等，其中電滲析法和反滲透法成本很高，空氣吹脫法，折點(diǎn)加氯法和選擇離子交換法一般只能作為預(yù)處理或后續(xù)處理手段，生物脫氮法經(jīng)濟(jì)、有效，是目前運(yùn)用最廣，最具前景的方法。目前的生物脫氮法的原理是通過硝化和反硝化這兩個(gè)相互獨(dú)立的過程來實(shí)現(xiàn)，其中硝化需要消耗大量的氧氣，反硝化則要在缺氧條件下進(jìn)行，且需要一定的碳源，過程中，由于自養(yǎng)硝化菌在大量有機(jī)物存在的條件下，對(duì)氧氣和營養(yǎng)物的競爭不如好氧異養(yǎng)菌，因而導(dǎo)致異養(yǎng)菌占優(yōu)勢(shì)，另外反硝化反應(yīng)還需要提供適當(dāng)?shù)碾娮庸w，通常為有機(jī)物。由于硝化和反硝化的不同要求導(dǎo)致了生物脫氮反應(yīng)器的不同組合，例如硝化與反硝化在同一污泥中完成，即單一污泥工藝，則通過交替的好氧區(qū)和厭氧區(qū)來實(shí)現(xiàn)，或者硝化和反硝化在不同污泥中完成，即雙污泥工藝，則通過分離的硝化和反硝化反應(yīng)器來完成。但是無論是哪一種工藝，如果硝化在后，就需要將硝化廢水回流，如果硝化在前，則需要外加電子供體，因而都增加了生物脫氧工藝的復(fù)雜性。另外硝化產(chǎn)生的酸和反硝化產(chǎn)生的堿都需要外加化學(xué)試劑進(jìn)行中和，因而有可能導(dǎo)致二次污染。
厭氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation, Ana咖ox)是一種新型的生物脫氮過程，是在厭氧條件下，厭氧氨氧化菌以氨氮為電子供體，亞硝酸鹽氮為電子受體，直接將氨氮和亞硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾纳磻?yīng)。這種方法不但能同時(shí)除去兩種氮素污染物，且步驟簡單，無二次污染。但是由于厭氧氨氧化細(xì)菌的生長速度極為緩慢，培養(yǎng)和增殖都比較困難，所要求的反應(yīng)器必須有很強(qiáng)的截流污泥的作用。因此盡管對(duì)厭氧氨氧化作用機(jī)理已取得初步的認(rèn)識(shí)，這種技術(shù)在國內(nèi)仍處于理論研究階段。厭氧折流板反應(yīng)器(Anaerobic Baffled Reactor,ABR)由下流室，折流板，上流室，排氣口和出水口組成，是一種新型的高效厭氧反應(yīng)器，但是目前還沒有用它來啟動(dòng)厭氧氨氧化反應(yīng)處理低濃度氨氮廢水的方法見報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用厭氧折流板反應(yīng)器開發(fā)出一種新的處理低濃度氨氮廢水的方法。我們通過在厭氧折流板反應(yīng)器中接種含厭氧菌的污泥，然后用濃度為10 20mg/L的堿性氨氮廢水啟動(dòng)厭氧折流板反應(yīng)器，待反應(yīng)器被成功啟動(dòng)后，再將其它濃度的氨氮廢水進(jìn)行處理，最終氨氮和亞硝酸鹽氮的去除率均可達(dá)80%，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。本發(fā)明的厭氧氨氧化處理低濃度氨氮廢水的方法，其特征包括以下的步驟
(1) 在厭氧條件下，將含厭氧菌的污泥接種到厭氧折流板反應(yīng)器中，將氨氮和亞硝酸鹽氮的濃度均為10 20mg/L的，pH 7. 8 8. 3氨氮廢水通過進(jìn)水儲(chǔ)瓶進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器，用位于進(jìn)水儲(chǔ)瓶和厭氧折流板反應(yīng)器之間的恒流蠕動(dòng)泵控制進(jìn)水量從而控制水力停留時(shí)間為24 48h，控制反應(yīng)溫度在2(TC 3(rC，處理后的廢水由出水口排出，沼氣由排氣口排出，直至厭氧折流板反應(yīng)器中厭氧氨氧化菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，且持續(xù)5天氨氮和亞硝酸鹽氮的去除率都達(dá)到80%，此時(shí)厭氧折流板反應(yīng)器已成功啟動(dòng)；
(2) 厭氧折流板反應(yīng)器成功啟動(dòng)后將氨氮濃度為20 50mg/L,亞硝酸鹽氮濃度為20 50mg/L的，pH 7.8 8.3氨氮廢水通過進(jìn)水儲(chǔ)瓶進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器，控制水力停留時(shí)間為12 48h,控制反應(yīng)溫度在2(TC 3(TC，處理后的廢水由出水口排出，沼氣由排氣口排出。
步驟(l)所述的含厭氧菌的污泥最好由垃圾滲濾液處理廠的厭氧污泥及河涌底泥按3:1的比例混合得到，所述的厭氧折流板反應(yīng)器規(guī)格最好如下長40cm，寬14cm，高30cm，有效高度27.5cm，有效容積15.禮。反應(yīng)器分為4個(gè)隔室，每個(gè)隔室中上下流向隔間寬度比為5:1，折流板拐角45T:。
本發(fā)明的反應(yīng)流程見圖1。
本發(fā)明的步驟(l)實(shí)現(xiàn)了厭氧氨氧化脫氮，氨氮容積負(fù)荷為3.91 g/(m3，d)，亞硝酸鹽氮容積負(fù)荷為3. 21g/(m3 d)，步驟(l)縮短服T和提高氨氮廢水中氨氮和亞硝酸鹽氮的濃度，從而提高氨氮、亞硝酸鹽氮的容積負(fù)荷(最高達(dá)60g/(m、d))，最終廢水中氨氮和亞硝酸鹽氮去除率均可達(dá)80%左右。


圖l:本發(fā)明的反應(yīng)流程圖，其中l(wèi)表示進(jìn)水儲(chǔ)瓶，2表示恒流蠕動(dòng)泵，3表示厭氧折流板反應(yīng)器，4表示下流室，5表示上流室，6表示折流板，7表示排氣口排出氣體，8表示出水口排出處理后的廢水。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。實(shí)施例中使用的厭氧折流板反應(yīng)器長40cm,寬14cm，高30cm,有效高度27. 5cm，有效容積15.4L。反應(yīng)器分為4個(gè)隔室，每個(gè)隔室中上下流向隔間寬度比為5:1，折流板拐角45'C。實(shí)施例l:
在厭氧折流板反應(yīng)器中按3:1的比例接種垃圾滲濾液處理廠厭氧污泥和河涌底泥，將氨氮和亞硝酸鹽氮的濃度均為10mg/L的，pH為7.8 (用鹽酸或氫氧化鈉進(jìn)行調(diào)節(jié)，下同)的氨氮廢水通過進(jìn)水儲(chǔ)瓶1進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器3，用位于1和3之間的恒流蠕動(dòng)泵2控制0. 33L/h水量的水力停留時(shí)間為48h，控制反應(yīng)溫度在25'C，處理后的廢水由出水口 8排出，沼氣由排氣口7排出，3個(gè)月后，厭氧折流板反應(yīng)器中厭氧氨氧化菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，且持續(xù)5天氨氮和亞硝酸鹽氮的去除率都達(dá)到80%時(shí)，表示厭氧折流板反應(yīng)器已成功啟動(dòng)；
反應(yīng)器成功啟動(dòng)后將氨氮濃度為15.6mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為15.0mg/L， pH為7. 8的氨氮廢水通過進(jìn)水儲(chǔ)瓶1進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器3，控制水量為0. 67L/h，水力停留時(shí)間為24h,控制反應(yīng)溫度在20 25t:，處理后的廢水由出水口8排出，沼氣由排氣口7排出，排出的廢水中的氨氮濃度為1. 6mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為0. lmg/L。
實(shí)施例2:
在厭氧折流板反應(yīng)器中按3:1的比例接種垃圾滲濾液處理廠厭氧污泥和河涌底泥，將氨氮和亞硝酸鹽氮的濃度均為20mg/L的，pH為8. 3的氨氮廢水通過進(jìn)水儲(chǔ)瓶1進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器3，用位于1和3之間的恒流蠕動(dòng)泵2控制水量為0. 33 L/h，水力停留時(shí)間為48h,控制反應(yīng)溫度在30。C， 3個(gè)月后，厭氧氨氧化菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，且持續(xù)5天氨氮和亞硝酸鹽氮的去除率都達(dá)到80%時(shí)，表示厭氧折流板反應(yīng)器已成功啟動(dòng)；
反應(yīng)器成功啟動(dòng)后將氨氮濃度為31. 3mg/L,亞硝酸鹽氮濃度為34. 9mg/L， pH為8. 3的氨氮廢水通過進(jìn)水儲(chǔ)瓶1進(jìn)入3，控制水量為1.33 L/h，水力停留時(shí)間為12h,控制反應(yīng)溫度在25 30°C，由出水口 8排出的廢水中的氨氮濃度為2. 6mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為1. 2mg/L。
實(shí)施例3:
在厭氧折流板反應(yīng)器中按3:1的比例接種垃圾滲濾液處理廠厭氧污泥和河涌底泥，將氨氮和亞硝酸鹽氮的濃度均為15mg/L的，pH為8. 0的氨氮廢水通過進(jìn)水儲(chǔ)瓶1進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器3，用位于1和3之間的恒流蠕動(dòng)泵2控制水量為0. 33 L/h，水力停留時(shí)間為48h,控制反應(yīng)溫度在28。C, 3個(gè)月后，厭氧氨氧化菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，且持續(xù)5天氨氮和亞硝酸鹽氮的去除率都達(dá)到80%時(shí)，表示厭氧折流板反應(yīng)器己成功啟動(dòng)；
將氨氮濃度為48. 7mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為49. 5mg/L， pH為8. 0的氨氮廢水通過進(jìn)水儲(chǔ)瓶1進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器3，控制水量為1.33 L/h，水力停留時(shí)間為18h，控制反應(yīng)溫度在25 30°C,由出水口 8排出的廢水中的氨氮濃度為6. 8mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為1. 3mg/L。
權(quán)利要求
1.一種厭氧氨氧化處理低濃度氨氮廢水的方法，其特征包括以下的步驟(1)在厭氧條件下，將含厭氧菌的污泥接種到厭氧折流板反應(yīng)器中，將氨氮和亞硝酸鹽氮的濃度均為10～20mg/L的，pH7.8～8.3氨氮廢水通過進(jìn)水儲(chǔ)瓶進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器，用位于進(jìn)水儲(chǔ)瓶和厭氧折流板反應(yīng)器之間的恒流蠕動(dòng)泵控制進(jìn)水量從而控制水力停留時(shí)間為24～48h，控制反應(yīng)溫度在25℃～30℃，處理后的廢水由出水口排出，氣體由排氣口排出，直至厭氧折流板反應(yīng)器中厭氧氨氧化菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，且持續(xù)5天氨氮和亞硝酸鹽氮的去除率都達(dá)到80％，此時(shí)厭氧折流板反應(yīng)器已成功啟動(dòng)；(2)厭氧折流板反應(yīng)器成功啟動(dòng)后將氨氮濃度為20～50mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為20～50mg/L的，pH7.8～8.3氨氮廢水通過進(jìn)水儲(chǔ)瓶進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器，控制水力停留時(shí)間為12～48h，控制反應(yīng)溫度在20℃～30℃，處理后的廢水由出水口排出，沼氣由排氣口排出。
2.權(quán)利要求l所述的一種厭氧氨氧化處理低濃度氨氮廢水的方法，其特征是步驟(l)所述的含厭氧菌的污泥由垃圾滲濾液處理廠的厭氧污泥及河涌底泥按3:1的比例混合得到，所述的厭氧折流板反應(yīng)器長40cm，寬14cm，高30cm，有效高度27. 5cm，有效容積15. 4L。反應(yīng)器分為4個(gè)隔室，每個(gè)隔室中上下流向隔間寬度比為5:1，折流板拐角45。C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種厭氧氨氧化處理低濃度氨氮廢水的方法，其特征是在厭氧條件下，將含厭氧菌的污泥接種到厭氧折流板反應(yīng)器中，將氨氮和亞硝酸鹽氮的濃度均為10～20mg/L的弱堿性氨氮廢水通過進(jìn)水儲(chǔ)瓶進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器，用恒流蠕動(dòng)泵控制水力停留時(shí)間為24h～48h，控制反應(yīng)溫度在25℃～30℃，當(dāng)厭氧氨氧化菌已成為優(yōu)勢(shì)菌群時(shí)，且持續(xù)5天氨氮和亞硝酸鹽氮的去除率都達(dá)到80％時(shí)，表示厭氧折流板反應(yīng)器已成功啟動(dòng)，然后將其它低濃度的氨氮廢水通過進(jìn)水儲(chǔ)瓶進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器，控制水力停留時(shí)間為12h～48h，最終廢水中氨氮和亞硝酸鹽氮去除率均可達(dá)80％左右。
文檔編號(hào)C02F3/28GK101525179SQ200910038779
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者孫國萍, 曾國驅(qū), 朱月琪, 許玫英 申請(qǐng)人:廣東省微生物研究所