专利名称：沸石强化厌氧氨氧化污水处理工艺的制作方法
技术领域：
沸石强化厌氧氨氧化污水处理工艺，涉及厌氧氨氧化污水处理和沸石强化生物脱氮污水处理技术，适用于城市污水，生活污水的处理，垃圾渗滤液，低碳氮比废水的处理。
背景技术：
传统的生物脱氮技术包括硝化和反硝化两个阶段，硝化和反硝化反应分别由硝化菌和反硝化菌作用完成，由于这两种菌对环境条件的要求不同，两个过程不能同时发生，因而由此发展的生物脱氮工艺分为时间和空间上两种分级硝化反硝化工艺类型。而这样就导致下列问题的存在(1)硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度，特别是在低温冬季，因而造成系统总水力停留时间较长，有机负荷较低，增加了基建投资和运行费用；(2)空间上的分级硝化反硝化工艺为维持较高的生物浓度及获得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥回流和硝化液回流，增加了动力消耗及运行费用；(3)为了中和硝化过程产生的酸度，需要加碱中和，为了满足反硝化过程所需的碳源，有时又需要外加碳源，这就大大增加了处理费用；(4)对污泥的处理处置需要达到“减量化、无害化和稳定化”，其处理处置的过程较为繁琐，不仅要占用大量的土地，而且污泥运行费用也较高。
为克服上述传统生物脱氮工艺的问题，目前开发了很多新的脱氮技术，例如同步硝化反硝化、短程硝化反硝化和厌氧氨氧化等技术。厌氧氨氧化是指利用微生物的生化作用，以NH4+为电子供体，NO2-、NO3-为电子受体，通过复杂的反应生成N2的过程。其反应过程无须充氧，也不用添加有机碳源进行反硝化，装置结构简单，与传统脱氮工艺相比，可大大降低能源和化学药剂的消耗，节省基建和运行费用，对污泥的处理处置比较容易，是一种具有良好市场前景的新技术。但是该工艺还存在以下几个方面的问题(1)工艺还没有实现实用化和长期稳定运行；(2)自养型厌氧氨氧化细菌生长缓慢，启动时间长，反应器水力停留时间也较长；(3)厌氧污泥沉降性能较差，为使厌氧氨氧化污泥保留在反应器中以得到足够多的生物量，需要有效的截留污泥，但是现有的截留技术还不能够满足使用要求。
发明内容
针对现有的厌氧氨氧化的不足之处，本发明提出了利用天然离子交换剂—沸石所具有的对氨氮的优先选择性，在厌氧条件下去除污水中氨氮并实现微生物对沸石的再生作用，使污水中的污染物和氮在低能耗、低成本的条件下得以有效去除的沸石强化厌氧氨氧化污水处理工艺。
本发明污水处理工艺是将沸石强化生物脱氮技术与厌氧氨氧化技术有机的结合在一起，其包括厌氧生物接触池，二沉池和由粉状或颗粒状沸石作为滤料构成的厌氧沸石生物滤池或直接投加于反应器的厌氧生物池。厌氧沸石生物滤池或厌氧生物池利用沸石的巨大的比表面积吸附污水中的悬浮性和溶解性有机污染物，同时利用沸石对氨氮的优先交换性能，吸附交换废水中的氨氮，在沸石周围形成氨氮浓度较高的微环境，促进厌氧氨氧化微生物的生长和富集，以缩短厌氧氨氧化反应器的启动时间和水力停留时间，并且随着厌氧氨氧化反应的发生，在沸石周围的液相氨氮浓度逐渐降低，沸石内部的氨氮则向液相转移，此时，利用厌氧氨氧化微生物的生物作用使沸石得以再生后可以维持对废水中氨氮的高去除效率。另外微生物的富集也可以产生较强的絮凝作用，能够有效地改善厌氧污泥的沉降性能，减少污泥的流失量，使废水能得到更有效的处理。
本发明的特点在于(1)结合了沸石强化脱氮技术和厌氧氨氧化技术通过有机结合，保持了各自的优点，并能够弥补相互的不足之处；(2)利用沸石巨大的表面积和对氨氮的优先吸附性能，促进厌氧氨氧化微生物的生长，缩短反应器启动时间和水力停留时间，节省了基建费用和运行成本；(3)反应器内部厌氧氨氧化细菌浓度的提高，可以保证系统较稳定的长期运行，减轻了维护操作的繁琐性；(4)沸石较强的吸附性能有机结合了高浓度污泥的絮凝性能，大大改善了污泥沉降性能，减少了厌氧氨氧化污泥的流失量，从而降低了污泥回流这部分的动力消耗；(5)在厌氧条件下使吸附氨氮饱和的沸石实现了较好的再生，并且能够有效的减少对沸石再生的能耗和药剂费用。
采用本发明污水处理工艺，对于处理生活污水、城市污水中的氨氮、总氮和有机污染物均能达到国家排放标准，并且对难处理的垃圾渗滤液、低碳氮比废水也有较好的处理效果，具有明显的经济效益、环境效益和社会效益。
图1为现有沸石的厌氧氨氧化工艺流程示意图，图2为本发明污水处理工艺流程示意图，并不对本发明作为限定。
具体实施例方式根据附图2对本发明作进一步的说明。本发明处理工艺包括厌氧生物接触池1，二沉池2和沸石颗粒作为滤料投加于厌氧生物反应器内构成的厌氧沸石生物滤池3。废水首先进入厌氧生物接触池1进行混合搅拌处理，经二沉池2沉淀后进入厌氧沸石生物滤池3进行生物处理，在这同时沸石在滤池3内也通过厌氧氨氧化作用得以再生维持对废水中氨氮的高去除效率，污水处理过程如下进水Q0＝120万m3/h，COD＝200mg/L，NH4+-N＝30mg/L，TN＝40mg/L厌氧生物接触池HRT＝2h，SS＝15000mg/L，加搅拌器慢速搅拌沉淀池沉淀时间HRT＝1.5h厌氧生物滤池滤料沸石颗粒，粒径平均为1cm，HRT＝7h出水COD≤100mg/L，NH4+-N≤20mg/L，SS≤20mg/L
权利要求
1.沸石强化厌氧氨氧化污水处理工艺，其特征在于由沸石强化生物脱氮技术与厌氧氨氧化技术有机的结合成一体，包括厌氧生物接触池(1)，二沉池(2)和把沸石作为滤料构成的厌氧沸石生物滤池或直接投加于反应器的厌氧生物池(3)；废水首先进入厌氧生物接触池(1)进行混合搅拌处理，经二沉池(2)沉淀后进入厌氧沸石生物滤池或厌氧生物池(3)进行生物处理，在这同时沸石在厌氧沸石生物滤池内也通过厌氧氨氧化作用得到再生。
2.根据权利要求1所述的污水处理工艺，其特征在于沸石为粉状或颗粒状沸石。
全文摘要
沸石强化厌氧氨氧化污水处理工艺，涉及厌氧氨氧化污水处理和沸石强化生物脱氮污水处理技术，适用于城市污水，生活污水的处理，垃圾渗滤液，低碳氮比废水的处理。本发明是将沸石强化生物脱氮技术与厌氧氨氧化技术有机的结合在一起，采用由粉状或颗粒状沸石作为滤料构成的厌氧沸石生物滤池或直接投加于反应器的厌氧生物池(3)，利用沸石促进厌氧氨氧化微生物的生长，缩短工艺的水力停留时间和启动时间，同时实现了在厌氧条件下对沸石进行再生。本发明适用于对城市废水、生活污水、垃圾渗滤液和低碳氮比的有机物、氨氮、总氮的达标处理，其投资省，运行费用低，占地少，运行灵活，且提高了剩余污泥的可处理性，具有良好的经济、环境、社会效益。
文档编号C02F3/28GK101054233SQ20061002559
公开日2007年10月17日 申请日期2006年4月11日 优先权日2006年4月11日
发明者吴志超, 杨爽, 赵慧 申请人:同济大学