專利名稱：一種同時脫硫、脫氮、脫色的廢水生物處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水的生物處理方法，具體涉及一種同時脫硫、脫氮、脫色的廢水
生物處理方法。
背景技術(shù)：
我國以制革污水為典型代表的多種工業(yè)污水中均同時含有高濃度硫酸鹽、氨氮和頑固性有機(jī)污染物，且色度高。目前，用于制革廢水處理的方法主要有混凝沉淀法、吸附法、高級氧化技術(shù)、直接循環(huán)回收法、氣浮法、加酸吸收法、催化氧化法、生化法。上述處理方法要么在處理過程中需要加入大量的化學(xué)藥劑，并且污泥產(chǎn)量大，要么系統(tǒng)能耗高，從而造成運(yùn)行成本高、氨氮和色度除率低，并伴有曝氣吹脫硫化氫而產(chǎn)生的惡臭污染。由于硫酸鹽還原菌(SRB)與產(chǎn)甲烷菌(MPB)競爭共同底物(乙酸和氫)而對厭氧消化反應(yīng)產(chǎn)生的初級抑制作用，并且硫酸鹽還原菌還原作用產(chǎn)生的H2S對產(chǎn)甲烷菌(MPB)和其他厭氧菌的次級抑制作用，因此限制了該類廢水采用厭氧處理技術(shù)處理。上述問題的存在致使我國大量污水處理廠因成本高而不能正常運(yùn)行，或難以達(dá)到國家相關(guān)的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)，成為我國污染狀況難以解決的重要原因之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種能耗低、處理效率高、運(yùn)行成本低、剩余污
泥少、無二次污染的新型生物厭氧的同時脫硫、脫氮、脫色的廢水生物處理方法。 本發(fā)明利用上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)、厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)相結(jié)合的處
理工藝，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。 本發(fā)明的同時脫硫、脫氮、脫色的廢水生物處理方法，包括以下步驟 廢水首先進(jìn)入上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)中，經(jīng)上流式厭氧生物反應(yīng)器
(UASB)處理后，其出水進(jìn)行硫化物回收，然后出水進(jìn)入一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中，經(jīng)
處理后，其出水進(jìn)行微氧曝氣處理，使出水中的硝態(tài)氮與氨態(tài)氮的摩爾比為(1 1.3) : 1，
處理后的出水再進(jìn)入二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排出； 在所述的上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)中接種硫酸鹽還原菌，對污泥進(jìn)行常規(guī)
的馴化，形成活性顆粒性污泥，使上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)快速啟動； 在所述的一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中接種脫色菌，對污泥進(jìn)行常規(guī)的馴化，
形成活性顆粒性污泥，使一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)快速啟動； 在所述的二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中接種厭氧氨氧化細(xì)菌，對污泥進(jìn)行常規(guī)的馴化，形成活性顆粒性污泥，使二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)快速啟動；
廢水處理過程中的處理?xiàng)l件如下控制上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)的水力停留時間為24小時 48小時，溫度為20°C 35。C，進(jìn)水pH值為6. 0 8. 0 ;控制一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)的水力停留時間為24小時 72小時，溫度為20°C 35"C，進(jìn)水pH值為6. 0 8. 0 ;控制二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)的水力停留時間為24小時 72小時，溫度為20°C 35。C，進(jìn)水pH值為6. 0 8. 0。 本發(fā)明微氧曝氣后出水中的氨態(tài)氮，硝態(tài)氮如亞硝酸鹽，硝酸鹽的物質(zhì)的量濃度是通過納氏比色和乙二胺分光光度等國標(biāo)方法測定的。 本發(fā)明所述的硫化物回收可按照常規(guī)方法回收，優(yōu)選采用氮?dú)獯得摶厥?，如采?0-100mL/min的氮?dú)獯得?，吹脫率可達(dá)到95-99%，然后對吹脫后的氣體使用0. 5_2. 0mo1/L NaOH進(jìn)行回收，硫化物回收率可達(dá)到80-90%。 本發(fā)明接種的硫酸鹽還原菌為擰檬酸桿菌屬(Citrobacter)和脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)中的一種或者數(shù)種。 本發(fā)明接種的脫色菌為脫色希瓦氏菌(Shewanella decolorationis)和嗜水氣單胞菌(Aeromonas hydrophila)中的一禾中或者數(shù)禾中。 本發(fā)明接種的厭氧氨氧化細(xì)菌為短單胞菌屬(Brachymonas)、布羅卡德氏菌(Brocadia anammoxidans)禾口庫尼亞氏菌(Kuenenia stuttgartiensis)中的——禾中或者數(shù)種。 本發(fā)明的廢水在進(jìn)入反應(yīng)器之前，最好先經(jīng)過調(diào)節(jié)池，對污水的水量、水質(zhì)、ra值和水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便更為有效的進(jìn)行后續(xù)處理。 本發(fā)明主要針對的是含有高濃度硫酸鹽、氨氮和頑固性有機(jī)污染物，且色度高的
工業(yè)廢水，尤其是以制革類廢水為代表的廢水。 本發(fā)明通過上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)進(jìn)行硫酸鹽還原脫硫反應(yīng)，其出水經(jīng)過硫化物吹脫回收，其出水進(jìn)入到一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)進(jìn)行化學(xué)需氧量、色度去除和部分氨氮去除，其出水進(jìn)行微氧曝氣處理，對不同價態(tài)的氮濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使出水的硝態(tài)氮與氨態(tài)氮的摩爾比例達(dá)到(1 1.3) : l，以便后續(xù)能夠更好的進(jìn)行厭氧化處理，其出水進(jìn)入二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)進(jìn)行厭氧氨氧化的氨氮去除，而完成整個處理過程。本工藝克服硫酸鹽還原菌(SRB)與產(chǎn)甲烷菌(MPB)競爭抑制作用和硫化物對產(chǎn)甲烷菌(MPB)的抑制作用，為后續(xù)的生物處理制革類廢水創(chuàng)造了可能，本發(fā)明再通過對各個反應(yīng)器中的處理?xiàng)l件選擇，實(shí)現(xiàn)各個反應(yīng)器的有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用厭氧生物處理以制革類這種含有高濃度硫酸鹽、氨氮、化學(xué)需氧量(C0D)和色度的廢水的生物處理方法，同現(xiàn)有技術(shù)中處理制革類廢水的方法相比，本發(fā)明不需要使用大量的化學(xué)藥劑，電耗低，并且處理效率高，剩余污泥少，無二次空氣污染，開發(fā)運(yùn)行成本低。 —般制革工業(yè)廢水進(jìn)水的硫酸鹽濃度為300mg/L 1500mg/L，氨氮濃度為30mg/L 200mg/L，色度為200倍 5000倍，化學(xué)需氧量(C0D)濃度為2000mg/L 8000mg/L，經(jīng)過本發(fā)明的生物處理方法，制革廢水經(jīng)過上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)處理后硫酸鹽去除率達(dá)到90%以上、經(jīng)過一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)后化學(xué)需氧量(COD)和色度的去除率達(dá)到90%以上、從一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)出水經(jīng)過微氧曝氣處理平衡硝態(tài)氮和氨態(tài)氮濃度后進(jìn)二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)，在此進(jìn)行厭氧氨氧化處理，出水氨氮總?cè)コ蔬_(dá)到90%以上。經(jīng)過上述處理后的廢水，硫酸鹽去除率、氨氮去除率、化學(xué)需氧量(COD)去除率、色度去除率均超過90%，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到中華人民共和國國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。


圖1是本發(fā)明的處理流程示意圖
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 : 按照圖1所示的流程處理制革廢水。通過在上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)的污 泥中接種檬酸桿菌屬(Citrobacter)的Citrobacter sp SR3，對污泥進(jìn)行常規(guī)的馴化，形 成活性顆粒性污泥，使上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)快速啟動；在一級厭氧折流板反應(yīng)器 (ABR)的污泥中接種脫色希瓦氏菌(Shewanella decolorationis)，對污泥進(jìn)行常規(guī)的馴 化，形成活性顆粒性污泥，使一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)快速啟動；在二級厭氧折流板反 應(yīng)器(ABR)的污泥中接種布羅卡德氏菌(Brocadia anammoxidans)，對污泥進(jìn)行常規(guī)的馴 化，形成活性顆粒性污泥，使二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)快速啟動。 本實(shí)施例處理的制革工業(yè)廢水進(jìn)水中的硫酸鹽濃度為300mg/L、氨氮濃度為 30mg/L、色度為200倍、化學(xué)需氧量(COD)為2000mg/L。該廢水經(jīng)水泵由調(diào)節(jié)池進(jìn)入到上 流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)中，通過其活性污泥進(jìn)行硫酸鹽還原脫硫反應(yīng)，其出水經(jīng)過 60mL/min的氮?dú)膺M(jìn)行硫化物吹脫回收，吹脫后的氣體用0. 5mol/L的NaOH回收，回收率為 80%，吹脫后的出水進(jìn)入一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中，通過其活性污泥進(jìn)行化學(xué)需氧 量、色度和部分氨氮的去除，出水再通過微氧曝氣平衡硝酸鹽氮和氨氮濃度，硝態(tài)氮與氨態(tài) 氮的摩爾比例為l : l，處理后的出水再進(jìn)入二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中，通過其活性 污泥進(jìn)行厭氧氨氧化的氨氮去除，完成整個處理過程。
本實(shí)施例中各個反應(yīng)器的處理參數(shù)如下 控制上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)的水力停留時間為24小時，溫度為20°C 35t:，進(jìn)水pH值為6. 0、控制一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)水力停留時間為24小時，溫度 為20°C 35t:，進(jìn)水pH值為6. O，控制二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)水力停留時間為24小 時，溫度為20°C 35。C，進(jìn)水pH值為6. 0。 上述廢水經(jīng)過本實(shí)施例的工藝處理后，其化學(xué)需氧量(COD)濃度為30mg/L，硫酸 鹽濃度為25mg/L，氨氮濃度為2. 3mg/L，色度為18倍，其硫酸鹽去除率、氨氮去除率、COD去 除率、色度去除率均超過90%。廢水經(jīng)過處理后的出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到中華人民共和國國
家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2 : 按照圖1所示的流程處理制革廢水。通過在上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)的污 泥中接種脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)的Desulfovibrio desulfuricans，對污泥進(jìn)行常 規(guī)的馴化，形成活性顆粒性污泥，使上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)快速啟動；在一級厭氧 折流板反應(yīng)器(ABR)的污泥中接種嗜水氣單胞菌(Aeromonas hydrophila)中對污泥進(jìn)行 常規(guī)的馴化，形成活性顆粒性污泥，使一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)快速啟動；在二級厭氧 折流板反應(yīng)器(ABR)的污泥中接種庫尼亞氏菌(Kuenenia stuttgartiensis)，對污泥進(jìn)行 常規(guī)的馴化，形成活性顆粒性污泥，使二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)快速啟動。
本實(shí)施例處理的制革工業(yè)廢水進(jìn)水的硫酸鹽濃度為1500mg/L，氨氮濃度為 200mg/L，色度為5000倍，化學(xué)需氧量為8000mg/L。該廢水經(jīng)水泵由調(diào)節(jié)池進(jìn)入到上流式 厭氧生物反應(yīng)器(UASB)中，通過其活性污泥進(jìn)行硫酸鹽還原脫硫反應(yīng)，其出水經(jīng)過lOOmL/ min氮?dú)饬窟M(jìn)行硫化物吹脫回收，吹脫后的氣體用2mol/L的NaOH回收，回收率為90%，吹脫后的出水進(jìn)入一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中，通過其活性污泥進(jìn)行化學(xué)需氧量、色度 和部分氨氮的去除，其出水再經(jīng)微氧曝氣處理，平衡硝酸鹽氮和氨氮濃度，硝態(tài)氮與氨態(tài)氮 的摩爾比例為1.3 : l，處理后的出水再進(jìn)入二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中，通過其活性
污泥進(jìn)行厭氧氨氧化的氨氮去除，完成整個處理過程。
本實(shí)施例中各個反應(yīng)器的處理參數(shù)如下 控制上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)水力停留時間為48小時，溫度為2(TC 35t:，進(jìn)水pH值為7. 0、控制一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)水力停留時間為72小時，溫度 為20°C 35t:，進(jìn)水pH值為7. O，控制二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)水力停留時間為72小 時，溫度為20°C 35°C ，進(jìn)水pH值為7. 0。 上述廢水經(jīng)過本實(shí)施例的工藝處理后，其化學(xué)需氧量(COD)濃度為100mg/L，硫酸 鹽濃度為110mg/L，氨氮濃度為9. 5mg/L，色度為55倍，其硫酸鹽去除率、氨氮去除率、化學(xué) 需氧量(COD)去除率、色度去除率均超過90%。廢水經(jīng)過處理后的出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到中
華人民共和國國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例3 : 按照圖1所示的流程處理制革廢水。通過在上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)的污 泥中接種檬酸桿菌屬(Citrobacter)的Citrobacter sp SR3對污泥進(jìn)行常規(guī)的馴化，形 成活性顆粒性污泥，使上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)快速啟動；在一級厭氧折流板反應(yīng)器 (ABR)的污泥中接種脫色希瓦氏菌(Shewanella decolorationis)對污泥進(jìn)行常規(guī)的馴 化，形成活性顆粒性污泥，使一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)快速啟動；在二級厭氧折流板反 應(yīng)器(ABR)的污泥中接禾中短單胞菌屬(Brachymonas)的Brachymonas denitrificans，對污 泥進(jìn)行常規(guī)的馴化，形成活性顆粒性污泥，使二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)快速啟動。
本實(shí)施例處理的制革工業(yè)廢水進(jìn)水的硫酸鹽濃度為750mg/L、氨氮濃度為150mg/ L、色度為3000倍、化學(xué)需氧量為5000mg/L。該廢水經(jīng)水泵由調(diào)節(jié)池進(jìn)入到上流式厭氧生物 反應(yīng)器(UASB)中，通過其活性污泥進(jìn)行硫酸鹽還原脫硫反應(yīng)，其出水經(jīng)過80mL/min氮?dú)饬?進(jìn)行硫化物吹脫回收，吹脫后的氣體用lmol/L的NaOH回收，回收率為85%，吹脫后的出水 進(jìn)入一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中，通過其活性污泥進(jìn)行化學(xué)需氧量、色度和部分氨氮 的去除，其出水經(jīng)微氧曝氣處理，平衡硝酸鹽氮和氨氮濃度，硝態(tài)氮與氨態(tài)氮的摩爾比例為 1.2 : l，處理后的出水再進(jìn)入二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中，通過其活性污泥進(jìn)行厭氧 氨氧化的氨氮去除，完成整個處理過程。
本實(shí)施例中各個反應(yīng)器的處理參數(shù)如下 控制上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)水力停留時間為36小時，溫度為20°C 35t:，進(jìn)水pH值為8. 0 ;控制一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)水力停留時間為36小時，溫度 為20°C 35t:，進(jìn)水pH值為8. 0 ;控制二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)水力停留時間為36小 時，溫度為20°C 35。C，進(jìn)水pH值為8.0。 上述廢水經(jīng)過本實(shí)施例的工藝處理后，其化學(xué)需氧量(COD)濃度為75mg/L，硫酸 鹽濃度為62mg/L，氨氮濃度為6. 7mg/L，色度為43倍。其硫酸鹽去除率、氨氮去除率、COD去 除率、色度去除率均超過90%。廢水經(jīng)過處理后的出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到中華人民共和國國 家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種同時脫硫、脫氮、脫色的廢水生物處理方法，其特征在于包括以下步驟廢水首先進(jìn)入上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)中，經(jīng)上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)處理后，其出水進(jìn)行硫化物回收，然后出水進(jìn)入一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中，經(jīng)處理后，其出水進(jìn)行微氧曝氣處理，使出水中的硝態(tài)氮與氨態(tài)氮的摩爾比為(1～1.3)∶1，處理后的出水再進(jìn)入二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排出；在所述的上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)中接種硫酸鹽還原菌，對污泥進(jìn)行常規(guī)的馴化，形成活性顆粒性污泥，使上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)快速啟動；在所述的一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中接種脫色菌，對污泥進(jìn)行常規(guī)的馴化，形成活性顆粒性污泥，使一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)快速啟動；在所述的二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中接種厭氧氨氧化細(xì)菌，對污泥進(jìn)行常規(guī)的馴化，形成活性顆粒性污泥，使二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)快速啟動；廢水處理過程中的處理?xiàng)l件如下控制上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)的水力停留時間為24小時～48小時，溫度為20℃～35℃，進(jìn)水pH值為6.0～8.0；控制一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)的水力停留時間為24小時～72小時，溫度為20℃～35℃，進(jìn)水pH值為6.0～8.0；控制二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)的水力停留時間為24小時～72小時，溫度為20℃～35℃，進(jìn)水pH值為6.0～8.0。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時脫硫、脫氮、脫色的廢水生物處理方法，其特征在于 所述的硫化物回收為使用60-100mL/min氮?dú)鈱Τ鏊M(jìn)行硫化物吹脫，吹脫后的氣體用 0. 5-2. 0mol/LNa0H進(jìn)行硫化物回收。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時脫硫、脫氮、脫色的廢水生物處理方法，其特征在于所述 的硫酸鹽還原菌為擰檬酸桿菌屬(Citrobacter)和脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)中的一種 或者數(shù)種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同時脫硫、脫氮、脫色的廢水生物處理方法，其特征在 于所述的脫色菌為脫色希瓦氏菌(Shewanella decolorationis)和嗜水氣單胞菌 (Aeromonashydrophila)中的——禾中或者數(shù)禾中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時脫硫、脫氮、脫色的廢水生物處理方法，其特征在于所述 的厭氧氨氧化細(xì)菌為短單胞菌屬(Brachymonas)中的一種或者數(shù)種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同時脫硫、脫氮、脫色的廢水生物處理方法，其特征在 于所述的厭氧氨氧化細(xì)菌為布羅卡德氏菌(Brocadia anammoxidans)和庫尼亞氏菌 (Kueneniastuttgartiensis)中的——禾中或者數(shù)禾中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同時脫硫、脫氮、脫色的廢水生物處理方法，旨在提供一種能耗低、處理效率高、運(yùn)行成本低、剩余污泥少、無二次污染的新型生物厭氧的同時脫硫、脫氮、脫色的廢水生物處理方法。它包括以下步驟廢水首先進(jìn)入上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)中，經(jīng)上流式厭氧生物反應(yīng)器(UASB)處理后，其出水進(jìn)行硫化物回收，然后出水進(jìn)入一級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中，經(jīng)處理后，其出水進(jìn)行微曝氣處理，使出水中的硝態(tài)氮與氨態(tài)氮的摩爾比為(1～1.3)∶1，處理后的出水再進(jìn)入二級厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)中，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排出。本發(fā)明可以用于工業(yè)上處理含有高濃度硫酸鹽、氨氮和頑固性有機(jī)污染物，且色度高的工業(yè)廢水。
文檔編號C02F9/14GK101708926SQ200910213798
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者孫國萍, 曾國驅(qū), 羅慧東, 許玫英, 鄧代永 申請人:廣東省微生物研究所