高氨氮废水的好氧生物脱氮工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理领域，具体涉及一种高氨氮废水的好氧生物脱氮工艺。
【背景技术】
[0002]废水的生物脱氮技术是防治水体氮素污染的重要途径，在高氨氮废水的脱氮处理中得到了广泛应用。而在诸多生物脱氮技术中，厌氧氨氧化工艺以其独特的脱氮方式成为目前的研究热点。厌氧氨氧化脱氮的原理是:在厌氧或缺氧条件下，厌氧氨氧化菌以氨氮作为电子供体、亚硝酸盐氮作为电子受体，直接将二者转化成N2，是一个完全自养的过程。但是，厌氧氨氧化反应会有部分硝酸盐氮生成，不能实现完全脱氮；同时，厌氧氨氧化过程存在基质抑制的问题，厌氧氨氧化菌对较高浓度的亚硝酸盐氮敏感；另外，厌氧氨氧化菌生长缓慢，富集具有高厌氧氨氧化活性的混培物耗时较长，这些都成为制约该新型生物脱氮技术应用发展的重大瓶颈。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有厌氧氨氧化脱氮工艺不能实现完全脱氮，耗时较长的技术缺陷，为人们提供一种全程自养运行，脱氮效率高，启动耗时较短的高氨氮废水的好氧生物脱氮工艺。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
本发明的高氨氮废水的好氧生物脱氮工艺，是将好氧或厌氧污泥作为接种污泥加入到处理高氨氮废水的曝气反应器中；其特征在于投加零价铁到曝气反应器中，零价铁投加量与氨氮浓度的摩尔比为2~20: 1，调整高氨氮废水的pH值为6.5~8.0，在20~35 °(:下，高氨氮废水在反应器中停留0.5-5天，然后达标排放或进入下一处理工序。
[0005]上述方案中，所述零价铁为铁粉、废铁渣、铁刨花和废钢铁中的一种或多种。
[0006]上述方案中，所述接种污泥为硝化污泥、反硝化污泥和厌氧氨氧化污泥中的一种或多种。
[0007]上述方案中，所述高氨氮废水的氨氮浓度为10~1000 mg N/L。
[0008]本发明所涉及的生物反应为:
4Fe + 302 + 6H20 = 4Fe (0H) 3 (化学反应)
3Fe (0H) 3 + 5H+ + NH:— 3Fe 2+ + 9H20 + 0.5N2 (生物反应，厌氧铁氨氧化)
4Fe (OH) 2 + 02 + 2H20 = 4Fe (OH) 3 (化学反应)
即:在处理高氨氮废水的曝气系统中加入零价铁(如铁粉、废铁渣、铁刨花、废钢铁等)，使零价铁与水中的溶解氧经过系列氧化反应后生成Fe (III)，在控制低溶解氧浓度的情况下，Fe(III)与废水中的氨氮发生厌氧铁氨氧化生物反应，氨氮被氧化成氮气实现脱氮，同时Fe(III)被还原成Fe( II ) ;Fe(II )在有氧的情况下(曝气系统中)极易被氧化成Fe (III)，而后Fe(III)可继续参与厌氧铁氨氧化生物反应；如此循环，Fe( II )与Fe (III)的相互转化同厌氧铁氨氧化生物反应在处理高氨氮废水的曝气系统中交替进行，实现了废水中氨氮的持续脱除，最终实现尚效脱氣的目的。
[0009]本发明所用的接种污泥范围广泛，包括一般性的好氧或厌氧污泥，可选择一种污泥单独接种或多种污泥同时混合接种。
[0010]本发明的优点是:
1)在一个反应体系中，同时结合化学法和微生物法，两种方法在曝气系统中交替进行，持续脱除废水中的氣氣。
[0011]2)投加零价铁(如铁粉、废铁渣、铁刨花、废钢铁等)到废水处理系统中，以废治废，可同时实现废水中氨氮污染物的持续脱除和废铁的充分利用；
3)整个系统全程自养运行，反应产物是可回收利用的铁盐以及对环境友好的氮气，无其他副产物，工艺绿色环保，所有的氨氮均转化为氮气，克服了厌氧氨氧化生成部分硝酸盐氣的缺点，系统脱氣效率尚，实现了真正意义上的完全脱氣;
4)反应器启动时间大大缩短，可在短时间内富集到具有厌氧铁氨氧化活性的混培物，工程实用性强。
[0012]本发明适合于处理高氨氮有机废水，尤其适合于处理低碳氮比、高氨氮浓度的有机废水，如厌氧消化上清液、垃圾渗滤液、焦化废水、制药废水、光电废水等。
[0013]因此，本发明克服了现有厌氧氨氧化脱氮工艺不能实现完全脱氮，耗时较长的技术缺陷，提供的高氨氮废水的好氧生物脱氮工艺全程自养运行，脱氮效率高，启动耗时较短。
【具体实施方式】
[0014]下面通过实施例进一步详述本发明，但本发明不仅限于所述实施例。
[0015]实施例一
本例的高氨氮废水的好氧生物脱氮工艺是投加零价铁到处理高氨氮废水的曝气反应器中，零价铁投加量与氨氮浓度的摩尔比为14.3: 1，将好氧或厌氧污泥作为接种污泥加入到曝气反应器中；调整高氨氮废水的pH值为7.5，在35 °(:下，高氨氮废水在反应器中停留3天，然后进入下一处理工序。
[0016]零价铁为铁粉。接种污泥为硝化污泥。高氨氮废水的氨氮浓度为350 mg N/L，零价铁投加量为20 g Fe/L，溶解氧浓度为0.3~0.5 mg/L。
[0017]本例对氨氮去除率可达到87.53%，总氮去除率可达到79.55%，容积去除负荷达到0.141 kg N/ (m3.d)。
[0018]实施例二
本例中，接种污泥为硝化污泥，高氨氮废水为猪场废水厌氧消化液，氨氮浓度为500 mgN/L，零价铁为铁刨花，零价铁投加量与氨氮浓度的摩尔比为10: 1，零价铁投加量为20 gFe/L,高氨氮废水的pH值为7.6，高氨氮废水在反应器中停留5天，然后达标排放。其余同实施例一。
[0019]本例对氨氮去除率可达到98.47%，总氮去除率可达到95.26%，容积去除负荷达到0.259 kg N/ (m3.d)。
[0020]实施例三
本例中，接种污泥为硝化污泥和厌氧氨氧化污泥，高氨氮废水为猪场废水厌氧消化液，氨氮浓度为400 mg N/L，零价铁为铁刨花，零价铁投加量与氨氮浓度的摩尔比为12.5: 1，零价铁投加量为20 g Fe/L，高氨氮废水的pH值为7.4，溶解氧浓度为0.3-0.4 mg/L，其余同实施例二。
[0021]本例对氨氮去除率可达到95.14%，总氮去除率可达到91.92%，容积去除负荷达到0.208 kg N/ (m3.d)。
[0022]实施例四
本例中，接种污泥为反硝化污泥，零价铁为废铁渣，其余同实施例二。
[0023]实施例五
本例中，高氨氮废水的氨氮浓度为10 mg N/L，零价铁投加量与氨氮浓度的摩尔比为20:1，高氨氮废水在反应器中停留0.5天，其余同实施例一。
[0024]实施例六
本例中，高氨氮废水的氨氮浓度为lOOOmg N/L,零价铁投加量与氨氮浓度的摩尔比为2:1，接种污泥为硝化污泥和厌氧氨氧化污泥，其余同实施例一。
[0025]实施例七
本例中，反应器中的高氨氮废水的pH值为6.5，反应器中温度为20 °C，其余同实施例
ο
[0026]实施例八
本例中，反应器中的高氨氮废水的pH值为8.0，零价铁为废钢铁，其余同实施例一。
[0027]实施例九
本例中，零价铁为铁粉和废铁渣，反应器中的高氨氮废水的pH值为6.8，反应器中温度为25 °C，其余同实施例一。
[0028]实施例十
本例中，零价铁为铁粉、废铁渣和铁刨花，其余同实施例一。
【主权项】
1.一种高氨氮废水的好氧生物脱氮工艺，是将好氧或厌氧污泥作为接种污泥加入到处理高氨氮废水的曝气反应器中；其特征在于投加零价铁到曝气反应器中，零价铁投加量与氨氮浓度的摩尔比为2~20: 1，调整高氨氮废水的pH值为6.5~8.0，在20~35 °(:下，高氨氮废水在反应器中停留0.5-5天，然后达标排放或进入下一处理工序。2.根据权利要求1所述的高氨氮废水的好氧生物脱氮工艺，其特征在于所述零价铁为铁粉、废铁渣、铁刨花和废钢铁中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的高氨氮废水的好氧生物脱氮工艺，其特征在于所述接种污泥为硝化污泥、反硝化污泥和厌氧氨氧化污泥中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的高氨氮废水的好氧生物脱氮工艺，其特征在于所述高氨氮废水的氨氮浓度为10~1000 mg N/Lo
【专利摘要】本发明属于污水处理领域内的一种高氨氮废水的好氧生物脱氮工艺，是将好氧或厌氧污泥作为接种污泥加入到处理高氨氮废水的曝气反应器中；投加零价铁到曝气反应器中，零价铁投加量与氨氮浓度的摩尔比为2~20:1，调整高氨氮废水的pH值为6.5~8.0，在20~35oC下，高氨氮废水在反应器中停留0.5~5天，然后达标排放或进入下一处理工序。本发明克服了现有厌氧氨氧化脱氮工艺不能实现完全脱氮，耗时较长的技术缺陷，提供的高氨氮废水的好氧生物脱氮工艺全程自养运行，脱氮效率高，启动耗时较短。
【IPC分类】C02F3/12, C02F3/30, C02F101/16
【公开号】CN105347472
【申请号】CN201510775574
【发明人】郑丹, 邓良伟, 宋立
【申请人】农业部沼气科学研究所
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月15日