一种低碳源废水同步脱氮除碳处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低碳源废水同步脱氮除碳处理方法，属于环保技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，我国水污染问题严重，虽然在“十一五”和“十二五”期间大力推进碳氮磷的去除，但针对低碳源废水的处理依旧存在很大的问题。传统生物脱氮方法通过硝化-反硝化过程实现氮的去除，在此过程中，充足的碳源是反硝化高效脱氮的关键。理论上，lgN03-N反硝化需消耗3.7g COD,因此C/N小于3.7，脱氮过程会因碳源不足而影响脱氮效果。然而，废水水质日趋复杂，特别是有机碳源的缺乏，导致部分低碳氮比废水如垃圾渗滤液、畜禽养殖废水和城市生活污水厌氧消化液、污泥发酵上清液，以及淀粉、味精、酿酒等行业厌氧出水的深度脱氮面临巨大挑战。
[0003]厌氧氨氧化技术是近年来迅速发展的针对低碳源废水处理的技术。厌氧氨氧化反应是指在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌以亚硝态氮为电子受体，氧化氨氮为氮气的过程，该过程不需有机碳源，属于自养过程。然而，自养型的厌氧氨氧化菌生长速率低，倍增时间长，极易受到实际废水中有机物的抑制，一般认为有机碳超过100mg/L就会对厌氧氨氧化菌严重抑制。而且，厌氧氨氧化过程仅去除90%以氨和亚硝酸盐形式存在的氮，同时产生约10%的硝态氮，且整个过程对废水中有机物几乎没有任何去除作用。因此，通常情况下利用单一的厌氧氨氧化反应既难以完全脱除实际废水中的氮素，也无法对废水中的有机碳源进行有效去除。
[0004]近期有研究发现，厌氧氨氧化菌与反硝化菌能共存于同一反应器中，有机物含量相对不足能够避免反硝化菌的大量繁殖，两者形成一定的协同作用。但是，废水中过量的有机碳源存在将极大的抑制厌氧氨氧化菌的生长与繁殖，并使反硝化菌快速占据优势。因此，厌氧氨氧化反硝化的共存体系依然很脆弱，如何在一定程度上将厌氧氨氧化菌和反硝化菌分相培养，在共存体系内为两者主体反应提供差异化环境条件，强化两者同步脱氮除碳具有重要意义。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种低碳源废水同步脱氮除碳处理方法，保障了厌氧氨氧化菌和反硝化菌在不同隔室差异化生长，且对碳氮处理效果稳定高效，以解决现有技术不足导致的诸多问题。
[0006]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下:
一种低碳源废水同步脱氮除碳处理方法，包括如下步骤:
(1)亚硝化过程:将低碳氮比废水通过亚硝化反应器，使一定比例的氨氮转化为亚硝态氮；
(2)亚硝酸盐型反硝化过程:所述步骤(1)中废水流出亚硝化反应器并进入厌氧折流板反应器，在厌氧折流板反应器前段隔室培养亚硝酸盐型反硝化菌，去除大部分有机碳源和一部分亚硝态氮，降低有机碳源对厌氧氨氧化菌的抑制；
(3)厌氧氨氧化过程:所述步骤(2)中厌氧折流板反应器中段隔室培养厌氧氨氧化菌，按比例大幅度去除氨氮和亚硝态氮，并生成少量硝态氮；
(4)硝酸盐型反硝化过程:所述步骤(2)中厌氧折流板反应器后段隔室培养硝酸盐型反硝化菌，采用剩余的少量有机碳源去除硝态氮。
[0007]优选地，步骤(1)中所述的亚硝化反应器中，氨氮转化为亚硝态氮的占比为60%?70%。
[0008]优选地，步骤(2)中厌氧折流板反应器前段去除70?80%的有机碳源和20?30%的亚硝态氮，并使得进入厌氧折流板反应器中段的废水亚硝态氮和氨氮比例为(1.2?
1.3):1。
[0009]优选地，步骤(3)中厌氧折流板反应器中段厌氧氨氧化过程亚硝态氮去除量:氨氮去除量:硝态氮生成量比例为(1.2?1.3):1: (0.2?0.3)。
[0010]优选地，步骤(4)中厌氧折流板反应器后段进水有机碳源和硝态氮比例(2?3):
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[0011]优选地，所述低碳源废水的C/N比低于1。
[0012]本发明所述的一种低碳源废水同步脱氮除碳处理方法的优点在于:
1、工艺简单，针对于有机碳源分别对反硝化菌与厌氧氨氧化菌的激励与抑制，使厌氧氨氧化菌和反硝化菌按顺序在不同隔室差异化生长；
2、通过厌氧折流板反应器前段设置亚硝酸盐型反硝化菌，去除大部分有机物，避免有机物对厌氧氨氧化菌的抑制；
3、对碳氮处理效果稳定高效的优点，碳氮同步脱除率最高达到95%以上。
【附图说明】
[0013]如图1为本发明所述的一种低碳源废水同步脱氮除碳处理方法的流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0015]实施例:
一种低碳源废水同步脱氮除碳处理方法，包括如下步骤:
(1)取用低碳源废水经过亚硝化反应器，其进水COD浓度为150mg/L，总氮为170mg/L，C/N比低于1，出水COD浓度为110mg/L，亚硝态氮110mg/L，氨氮60mg/L。
[0016](2)废水由亚硝化反应器出水进入厌氧折流板反应器，厌氧折流板反应器前段发生亚硝酸盐型反硝化过程，出水C0D为20mg/L，亚硝态氮70 mg/L，氨氮60mg/L ；
(3)厌氧折流板反应器前段废水出水进入中段隔室发生厌氧氨氧化过程，出水C0D为20mg/L，亚硝态氮和氨氮同步去除，出水亚硝态氮低于lmg/L，氨氮l_5mg/L，硝态氮为15mg/L ；
(4)厌氧折流板反应器中段废水出水进入后段隔室发生硝酸盐型反硝化过程，反应器最终出水C0D浓度约7-8mg/L，氨氮l_5mg/L，亚硝态氮和硝态氮基本未检出。
[0017]基于上述，本发明所述的方案工艺简单，先通过亚硝化反应器将大部分氨氮转化为亚硝态氮；针对于有机碳源分别对反硝化菌与厌氧氨氧化菌的激励与抑制，使废水由亚硝化反应器通过厌氧折流板反应器，并在厌氧折流板反应器中使厌氧氨氧化菌和反硝化菌按一定顺序在不同隔室差异化生长；通过厌氧折流板反应器前段设置亚硝酸盐型反硝化菌，去除大部分有机碳源，避免有机碳源对厌氧氨氧化菌的抑制；中段隔室设置厌氧氨氧化菌，将亚硝态氮与氨氮同步除去，并生成少量硝态氮；后段隔室设置硝酸盐型反硝化菌，利用剩余有机碳源去除硝态氮，使得最终亚硝态氮和硝态氮基本无残留，对碳氮处理效果稳定尚效的优点，碳氣同步脱除率最尚达到95%以上。
[0018]由技术常识可知，本发明可以通过其他的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明所包含。
【主权项】
1.一种低碳源废水同步脱氮除碳处理方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)亚硝化过程:将低碳氮比废水通过亚硝化反应器，使一定比例的氨氮转化为亚硝态氮； (2)亚硝酸盐型反硝化过程:所述步骤(1)中废水流出亚硝化反应器并进入厌氧折流板反应器，在厌氧折流板反应器前段隔室培养亚硝酸盐型反硝化菌，去除大部分有机碳源和一部分亚硝态氮，降低有机碳源对厌氧氨氧化菌的抑制； (3)厌氧氨氧化过程:所述步骤(2)中厌氧折流板反应器中段隔室培养厌氧氨氧化菌，按比例大幅度去除氨氮和亚硝态氮，并生成少量硝态氮； (4)硝酸盐型反硝化过程:所述步骤(2)中厌氧折流板反应器后段隔室培养硝酸盐型反硝化菌，采用剩余的少量有机碳源去除硝态氮。2.根据权利要求1所述的一种低碳源废水同步脱氮除碳处理方法，其特征在于:步骤(1)中所述的亚硝化反应器中，氨氮转化为亚硝态氮的占比为60%?70%。3.根据权利要求1所述的一种低碳源废水同步脱氮除碳处理方法，其特征在于:步骤(2)中厌氧折流板反应器前段去除70?80%的有机碳源和20?30%的亚硝态氮，并使得进入厌氧折流板反应器中段的废水亚硝态氮和氨氮比例为(1.2?1.3):1。4.根据权利要求1所述的一种低碳源废水同步脱氮除碳处理的方法，其特征在于:步骤(3)中厌氧折流板反应器中段厌氧氨氧化过程亚硝态氮去除量:氨氮去除量:硝态氮生成量比例为(1.2?1.3):1: (0.2?0.3)。5.根据权利要求1所述的一种低碳源废水同步脱氮除碳处理的方法，其特征在于:步骤(4)中厌氧折流板反应器后段进水有机碳源和硝态氮比例(2?3):1。6.根据权利要求1所述的一种低碳源废水同步脱氮除碳处理的方法，其特征在于:所述低碳源废水的C/N比低于1。
【专利摘要】本发明公开了一种低碳源废水同步脱氮除碳处理方法。第一步采用亚硝化反应器，将废水中部分氨氮转化为亚硝态氮；第二步以厌氧折流板反应器为核心，依次在前段隔室培养亚硝酸盐型反硝化菌，去除大部分有机碳源，降低有机碳源对厌氧氨氧化菌的抑制；中段培养厌氧氨氧化菌，按比例大幅度去除氨氮和亚硝态氮，并生成少量硝态氮；后段培养硝酸盐型反硝化菌，采用剩余的少量碳源去除硝态氮，在厌氧折流板反应器各隔室依次构建“亚硝酸盐型反硝化——厌氧氨氧化——硝酸盐型反硝化”的阶梯式反应体系。该方法具有工艺简单，保障厌氧氨氧化菌和反硝化菌在不同隔室差异化生长，对碳氮处理效果稳定高效的优点。
【IPC分类】C02F9/14, C02F101/16
【公开号】CN105293838
【申请号】CN201510845253
【发明人】陈重军, 梅娟, 钱飞跃, 吴鹏, 王建芳, 沈耀良
【申请人】苏州科技学院
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月30日