一种处理高氨氮制药废水的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种处理高氨氮制药废水的方 法。
【背景技术】
[0002] 高氨氮废水是化工行业常见的难处理废水，主要来自于制药、焦化、煤气、味精、化 肥、养殖等行业，其氨氮浓度高于市政污水，直接排入水体将引起富营养化，对自然水体的 水质具有破坏作用并使得水体感官恶化。氨氮(NH 3-N)即氨态氮，就是以氨的形态存在于水 中的氮。氨氮都是以铵盐(NH4+)和游离氨(NH 3)两种形态存在，其比例高低取决于废水的pH 值。当pH值高时，游离氨的比例就高，pH值低时，铵盐的比例就高，铵盐和游离氨的比例随着 废水pH值的变化而变化。处理高氨氮废水的方法通常包括物化法和生化法。
[0003] 例如，中国专利申请号为201510371316.6,申请公布日为2015年9月9日的专利申 请文件公开了一种高浓度氨氮废水的处理系统，该处理系统包括依次相连的预处理系统、 增浓节能装置、汽提塔、冷凝器和氨水储罐，该发明的处理系统操作简单、设备投资少。中国 专利申请号为201510532798.9,申请公布日为2015年12月16日的专利申请文件公开了一种 高浓度氨氮废水处理设备及工艺，包括内部设置调节单元、吹脱塔、短程硝化单元、反硝化 单元和设备间。其工艺是将高浓度氨氮废水先进入调节单元，调节pH到10.0~11.0后提升 到吹脱塔，吹脱塔出水回调pH至6~9,然后进入短程硝化单元，最后进入反硝化单元。该发 明适合于高浓度氨氮废水处理，采用吹脱去氮和短程硝化反硝化生物除氮相结合，设备简 单，操作方便。但是采用氨吹脱工艺时，吹脱效果不稳定，而且吹脱的废气不做二次处理将 对大气环境造成污染;采用闪蒸技术时效果较好但是运行费用较高;直接外排会破坏接纳 水体水质，降低水体经济价值和美学价值;采用常规生化技术处理时，会因氨氮含量过高而 对生物菌种产生抑制作用，严重制约了生化处理效果，使得工厂的废水无法达标排放。因 此，防止水体高氨氮污水污染社会经济与环境的可持续发展至关重要。
[0004]在废水中，铵盐(NH4+)和游离氨(NH3)可以相互转化，其计算公式如公式（1)所示。 已有文献和自身试验表明，废水中NH3超过10mg/L就会对氨氧化菌(AOB)活性产生抑制作 用，使得NH/无法被氧化，已有文献和专利中有利用游离氨对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制 实现短程硝化的报道，但是通过解除游离氨对AOB的抑制实现正常氨氧化的技术并未见于 相关文献和专利。
【发明内容】
[0005] 1.要解决的问题
[0006] 针对现有的高浓度氨氮废水处理方法存在成本高、处理效果不稳定等问题，本发 明提供一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，通过解除游离氨对AOB的抑制作用，以达 到提高氨氮氧化效率的目的。
[0007] 2.技术方案
[0008] 为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
[0009] -种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，其步骤为：
[0010] ⑴实时监测厌氧系统出水或A/ο系统进水中的即时NH4+-N浓度、温度T和pH;
[0011] (2)根据步骤（1)中测定的即时NH/-N浓度、温度T和pH计算水中即时游离氨浓度， 比较即时游离氨浓度与游离氨对AOB的抑制阈值，如果即时游离氨浓度超过抑制阈值则根 据抑制阈值、即时NH4+-N浓度和温度T计算出相应的临界pH值；
[0012] ⑶调节控制硝化过程中废水的pH值恒定在稍低于临界pH值的条件下运行。
[0013]优选地，所述步骤(2)中计算水中即时游离氨浓度和临界pH值的公式为：
[0015] 其中，为水中即时游离氨NH3-N的浓度，mg/L;
[0016] Y为步骤(1)中测定的即时NH4+-N浓度，mg/L;
[0017] T为步骤(1)中测定的水温，°C ;
[0018] pH为步骤(1)中测定的pH值，无量纲。
[0019] 优选地，所述游离氨对氨氧化菌的抑制阈值为l〇mg/L，即超过此值就会出现游离 氨对AOB的抑制作用。
[0020] 优选地，所述步骤(3)中控制硝化过程中废水的运行pH值比临界pH值低0.2~0.5， 此数据由试验得出。
[0021] 优选地，所述步骤(3)中用NaOH或HCl溶液调节控制硝化过程中废水的运行pH值。
[0022] 3.有益效果
[0023] 相比于现有技术，本发明的有益效果为：
[0024] (1)本发明不改变现有工艺，不增加额外构筑物，仅需要增加在线监测系统和PLC 加药控制系统；
[0025] (2)本发明使得整个硝化过程运行在接近临界pH值的较高pH值下，可以解除游离 氨对氨氧化菌的抑制作用，并可以有效增加氨氮氧化率，使得整体氨氧率达到95 %以上； [0026] (3)本发明避免了物化法处理高氨氮时工艺复杂、效果不够稳定、易造成二次污染 的弊端；
[0027] (4)本发明为高氨氮废水生化处理这一难题提供了有益的技术支撑；
[0028] (5)本发明的方法适用于一切需要处理高浓度氨氮废水的好氧池(0段）。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明的工艺流程示意图；
[0030] 图2为本发明中pH值对氨氮转化率的影响图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
[0032] 实施例1
[0033]本处理方法应用于江苏滨海化工园区某制药厂废水处理站（图1所示）高氨氮废 水，其UASB反应器出水NH4+-N为116mg/L~446mg/L。
[0034] 如图1所示，本实施例的高浓度氨氮废水采用厌氧污泥床反应器(UASB)+A/0的工 艺进行生化处理，含氮废水先经过UASB进行厌氧发酵和氨化，在此过程去除大部分的COD， 然后进入A/0系统完成反硝化和硝化，并进一步去除C0D，为了提高高氨氮废水的处理效率， 增强脱氮效果，采用以下方法：
[0035] (1)高氨氮废水流经厌氧反应器后发生氨化反应，大量NH4+释放到水中，在线监测 厌氧反应器的出水中即时NH/-N浓度、温度T和pH值，在线监测数据传入电脑，根据公式（1) 并按如上所述技术方案，首先根据监测的即时NH/-N浓度、温度T和pH值计算出，即为 水中即时游离氨Mfe-N的浓度，如果计算出的.大于制阈值(10mg/L)，则根据抑制阈值、 即时NH4+-N浓度和温度T计算出相应的临界pH值；
[0037] 其中，为水中即时游离氨NH3-N的浓度，mg/L;本实施例中以抑制阈值10mg/L 计算；
[0038] J为步骤（1)中测定的即时NH4+-N浓度，mg/L;
[0039] T为步骤(1)中测定的水温，°C;
[0040 ] pH为步骤(1)中测定的pH值，无量纲。
[0041 ]本实施例中的临界pH是即时在线变化的，平均值约为8.5。
[0042]游离氨对氨氧化菌的抑制阈值为10mg/L，即超过此值即会出现游离氨对AOB的抑 制作用，本实施例的抑制阈值是在现有文献的基础上结合试验得到的。
[0043] (2)根据抑制阈值计算得到的临界pH值，通过酸碱加药罐向好氧池投加酸或者碱， 将硝化阶段运行PH值调制接近临界pH值运行，即临界pH值向下波动0.2~0.5，试验结果表 明相对较高的运行pH值有利于提高氨氧化率，硝化过程中氨氧化率随着pH的增加而增加 (图2所示）；
[0044] (3)通过此控制方法，控制游离氨一直处于抑制阈值以下，硝化过程将运行在无游 离氨抑制的条件下，并把曝气池溶解氧控制在4~6mg/L，有利于氨氧化菌对NH 4+的氧化。
[0045] 经此方法连续运行1个月，此废水处理站的氨氮去除率达95%以上，比没有采用此 方案时提高了 45%左右，且出水NH/-N稳定，均小于50mg/L，达到园区污水厂接管标准。采用 此方法处理高氨氮废水效果良好，达到一定的经济和社会效益。
[0046] 本实施例中，临界pH与运行pH均是随着进水NH/-N浓度和温度动态变化的，并在较 大的进水氨氮范围内反复证明可靠，适用于一切高氨氮进水的曝气池。
【主权项】
1. 一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，其步骤为： (1) 实时监测厌氧系统出水或A/0系统进水中的即时NH4+-脚农度、溫度T和pH值； (2) 根据步骤（1)中测定的即时NH4+-脚^度、溫度T和pH计算水中即时游离氨浓度，比较 即时游离氨浓度与游离氨对AOB的抑制阔值，如果即时游离氨浓度超过抑制阔值则根据抑 审IJ阔值、即时NH4+-脚农度和溫度T计算出相应的临界pH值； (3) 调节控制硝化过程中废水的pH值恒定在稍低于临界pH值的条件下运行。2. 根据权利要求1所述的一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，其特征在于:所述 步骤(2)中计算水中即时游离氨浓度和临界pH值的公式为：化)： 其中，为水中即时游离氨畑3-N的浓度，mg/L; Aw; -y为步骤（1)中测定的即时N也+-脚农度，mg/L; T为步骤(1)中测定的水溫，°C; pH为步骤（1)中测定的pH值，无量纲。3. 根据权利要求1所述的一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，其特征在于:所述 游离氨对氨氧化菌的抑制阔值为lOmg/L，即超过此值就会出现游离氨对AOB的抑制作用。4. 根据权利要求1所述的一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，其特征在于:所述 步骤(3)中控制硝化过程中废水的运行抑值比临界抑值低0.2~0.5。5. 根据权利要求4所述的一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，其特征在于:所述 步骤(3)中用NaOH或肥1调节控制硝化过程中废水的运行抑值。
【专利摘要】本发明公开了一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，属于废水处理技术领域。本发明通过解除游离氨对硝化的抑制作用，以达到氨氧化菌去除高氨氮的目的，包括如下步骤：(1)实时监测A/O系统进水的即时NH4+-N浓度、温度T和pH值；(2)由游离氨计算公式算出即时游离氨浓度，如果即时游离氨浓度超过游离氨对氨氧化菌(AOB)的抑制阈值，则根据抑制阈值计算出相应的临界pH值；(3)调节控制硝化过程中废水的pH值恒定在稍低于临界pH值的条件下运行。通过调节硝化过程的pH值解除游离氨对AOB抑制作用的方法，能使高氨氮制药废水中的氨氮去除率达到95％以上。此方法易于操作，不需要改进工艺，简单实用。
【IPC分类】C02F3/34, C02F3/30, C02F101/16
【公开号】CN105540851
【申请号】CN201610152698
【发明人】戴建军, 李鹏章
【申请人】南京大学盐城环保技术与工程研究院
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年3月17日