专利名称：活性污泥氧化沟工艺去除污水氨氮的方法
技术领域：
本发明涉及采用活性污泥氧化沟工艺，经硝化和反硝化过程去除污水氨氮的方法。
背景技术：
氨氮是水体中危害较大的污染因子，它会导致河流、湖泊的富营养化，使水体自净能力减弱。污染水体的氨氮通常指以氨形态存在的氮，相对其它有机类污染物来说被污染水体中氨氮去除的难度要大得多。在现有技术中，被污染水体中氨氮的去除方法主要有物理、化学和生物的方法。物理或化学法包括空气吹脱法、折点氯化法、离子交换吸附法、絮凝沉淀法、电渗析法、催化湿式氧化法、液膜法等。这些方法一般用于高浓度氨氮废水的预处理，且处理成本很高。生物法去除氨氮是通过某些微生物的作用，使被污染水体中的氨氮最终形成氮气逸出水体从而达到净化处理的目的。生物法成本要低得多，其适用面也更广，如渔业养殖水体的氨氮净化处理、生活废水或工业废水中氨氮的去除等。
生物法去除氨氮主要通过硝化作用过程和反硝化作用过程来完成。在硝化作用过程中，于好氧的条件下氨氮在硝化菌的作用下氧化为硝酸盐或亚硝酸盐氮；反硝化作用是指硝酸盐和亚硝酸盐被还原为气态氮的过程。于缺氧条件下，利用有机物作为电子供体，反硝化细菌将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气。在这两个过程中，一般认为硝化作用过程更为重要，它是生物法去除氨氮的关键，其完成的难度也相对较高。因为大多数硝化菌是化能自养型微生物，而与异养型微生物相比，自养微生物繁殖速率慢、生长环境较苛刻，在很多条件下无法与异养型微生物在生长竞争中取得优势。因此，当水体中硝化菌含量较低时，仅调节污水的供氧和PH值等环境仍无法在较短的时间内使硝化菌自然生长繁殖，在工业上通常的做法是直接向污水中投放培养好的高浓度硝化菌种，如投入含有高浓度硝化菌的活性污泥。这些高浓度的硝化菌种是通过专门的工序来培养得到的，如中国专利ZL02156977.0和中国专利申请00808700.8均介绍了用于去除污水中氨氮的高浓度硝化菌种的培养方法。由外界引入硝化菌种确实能保证硝化作用过程在较短的时间内顺利地进行，但运行管理却很不方便，成本也相对较高，而且这种方法的适用性并不宽泛，如对于排放量较大的工业污水处理便不十分适合。
发明内容
本发明提供了一种活性污泥氧化沟工艺去除污水氨氮的方法，通过向污水投加一种硝化菌培养促进剂以及配合调节污水的供氧和PH值等手段可在水体中营造适合硝化菌生长繁殖环境，硝化菌可在短时间内生长繁殖，从而能解决生物法去除氨氮中硝化作用过程需要由外界引入硝化菌种这一技术问题。
以下是本发明解决上述技术问题的技术方案一种活性污泥氧化沟工艺去除污水氨氮的方法，该方法包括污水经初步沉淀去除固体杂质后进入氧化沟进行处理。氧化沟中至少各存在一个硝化区、反硝化区和沉淀区，污水于硝化区进水并循环经过各区，与进水等量的沉淀区上清液排放。进水水质控制为水温10～25℃，pH值7～9，碱度200～350mg/L，BOD5负荷小于0.1kgBOD5/kgMLVSS.d；各区工艺条件控制为硝化区污泥浓度2～4g/L，泥龄10～25d，溶解氧浓度2～5mg/l，水力停留时间8～12小时；反硝化区污泥浓度2～4g/L，泥龄10～25d，厌氧状态，水力停留时间2～4小时；沉淀区水力停留时间2～4小时。
在进水的硝化区中加入一种硝化菌培养促进剂，加入量为5～20mg/l，该硝化菌培养促进剂为一种组合物，组分包括糖蜜、亚铁盐和吸附剂，其配比为
糖蜜100重量份；亚铁盐0.2～2.5重量份；吸附剂1～8重量份。
上述亚铁盐为硫酸盐或盐酸盐，吸附剂为沸石粉、硅藻土、粉末活性炭或粉煤灰中的一种或两种以上的混合物。
上述硝化菌培养促进剂配比中亚铁盐最好为0.8～2.0重量份；吸附剂最好为2～6重量份。
硝化菌培养促进剂最好先用水配制成稀释液后再加入污水中，稀释液中硝化菌培养促进剂与水的重量比为1∶(10～100)。这样可使得促进剂与污水的混合更加均匀。
在上述技术方案中，污水首先进行初步的沉淀处理以去除体积较大的固体杂质，然后进入氧化沟中进行处理。氧化沟的结构形式与现有技术完全相同，至少各存在一个硝化区、反硝化区和沉淀区，各区可以任意次序串联，即反硝化区可以前置或后置。污水通常于硝化区进水，循环地流经各区，与进水等量的沉淀区的上清液排放。氧化沟中可以由上述三个区构成一个或数个循环单元，于某一硝化区进水并从某一沉淀区排放；也可由硝化区和反硝化区构成一个或数个循环单元，从某一硝化区进水，然后从另一硝化区或某一反硝化区进入一个沉淀区，经污泥沉淀后上清液排放。当循环单元为一个以上时，硝化促进剂可以仅投加于位于进水口的硝化区。污水在硝化区内于好氧的条件下进行硝化反应；在反硝化区内于厌氧的条件下进行反硝化反应；在沉淀区中实现污泥的沉降，沉降的污泥部分回流，剩余污泥定期排放。所要强调的是，现有的氧化沟工艺中一个氧化沟中存在的硝化区、反硝化区和沉淀区的数量各异且相互的连接形式种类繁多，但本发明对氧化沟的结构形式并不提出特别的要求，现有的各类活性污泥氧化沟的结构形式都能适用于本发明的技术方案，基本的要求是至少各存在一个硝化区、反硝化区和沉淀区以任意的次序串联构成一个循环单元。
众所周知，硝化菌对外部环境比较敏感，生长繁殖对环境的要求很高，除需要好氧和合适的酸碱度以及温度外还需要有合适的硝化菌培养促进物质存在。现有的研究结果表明可溶性有机碳(DOC)、分子态有机物(POM)、各类维生素这三类物质在低浓度条件下对硝化菌的培养有明显的促进作用。本发明中使用的硝化菌培养促进剂主要含有三种组分，其中的糖蜜为主要成分，它富含可溶性有机物(DOC)、大分子物质(POM)、维生素。其二为亚铁盐，它的作用是补充硝化菌生长必须的矿物质，并作为酶的组分参与硝化反应。第三种成分为吸附剂，它在硝化反应系统中起吸附、沉淀氨氮、提供硝化细菌生长载体的作用。
与现有技术相比，本发明的优点主要包括两个方面。一是通过直接向污水投加一种硝化菌培养促进剂，使得污水本身产生适合硝化菌生长繁殖的环境，硝化菌在短时间内能快速繁殖生长，不必再由外界引入硝化菌种，操作过程更为简单。配合调节污水的温度、溶解氧和PH值等环境，硝化作用过程能在短时间内顺利进行，在其它条件相同的情况下，使用了该促进剂后氨氮的去除率可以提高20％以上，很好地满足了工业化生物法去除氨氮的工艺要求；二是由于采用的促进剂的最主要成分糖蜜是制糖工业产生的废料，其价格非常低廉，因此该促进剂的整体成本很低。从另一角度来讲，本发明还为制糖工业产生的废物的综合利用提供了一个新的途径。
下面将通过具体的实施方案对本发明作进一步的描述，相对于现有技术来说，本发明的关键是在污水进水中投加了一种硝化菌培养促进剂，而其它方面如氧化沟的结构、工艺条件等与现有的活性污泥氧化沟工艺基本相同。所有这些也为本领域的普通技术人员所熟知，故在实施例中将仅注重对硝化菌培养促进剂配比、投加量等条件的列举。
具体实施例方式
各实施例试验的污水为石油化工综合污水，并经初沉淀处理，进水水质CODCr250mg/lNH3-N35mg/l实施例1～10污水经初步沉淀去除固体杂质后将水质调为水温10～25℃，pH值7～9，碱度200～350mg/L，BOD5负荷小于0.1kgBOD5/kgMLVSS.d。
处理污水的氧化沟构造为三沟式氧化沟，分别为硝化区、反硝化区和沉淀区，并以上述次序串联，总容积为87000m3。
硝化、反硝化和沉淀区的工艺条件控制为硝化区污泥浓度2～4g/L，泥龄10～25d，溶解氧浓度2～5mg/l，水力停留时间8～12小时；反硝区污泥浓度2～4g/L，泥龄10～25d，厌氧状态，水力停留时间2～4小时；沉淀区水力停留时间2～4小时。
污水由硝化区的进水口进入氧化沟，并循环地经过硝化区、反硝化区及沉淀区。进水流量控制为4500m3/hr，等量的沉淀区上清液排放。沉淀区污泥部分回流，剩余污泥定期排放。
按设定的量向硝化区的污水中连续投入硝化菌培养促进剂，硝化菌培养促进剂先用工业水配制成稀释液，稀释液中硝化菌培养促进剂与水的重量比为1∶(10～100)。各实施例使用的硝化菌培养促进剂按所需的比例进行配制，其中糖蜜均为100重量份，其它组分的配比见表1，促进剂投加量见表2。
测试出水的水质。测试结果见表2，其中比较例为进水不投加促进剂，其余试验条件同实施例。
表1.单位重量份
表2.
权利要求
1.一种活性污泥氧化沟工艺去除污水氨氮的方法，该方法包括污水经初步沉淀去除固体杂质后进入氧化沟进行处理，氧化沟中至少各存在一个硝化区、反硝化区和沉淀区，污水于硝化区进水并循环经过各区，与进水等量的沉淀区上清液排放，进水水质控制为水温10～25℃，pH值7～9，碱度200～350mg/L，BOD5负荷小于0.1kgBOD5/kgMLVSS.d；各区工艺条件控制为硝化区污泥浓度2～4g/L，泥龄10～25d，溶解氧浓度2～5mg/l，水力停留时间8～12小时；反硝化区污泥浓度2～4g/L，泥龄10～25d，厌氧状态，水力停留时间2～4小时；沉淀区水力停留时间2～4小时，其特征是在进水的硝化区中加入一种硝化菌培养促进剂，加入量为5～20mg/l，该硝化菌培养促进剂为一种组合物，组分包括糖蜜、亚铁盐和吸附剂，其配比为糖蜜100重量份；亚铁盐0.2～2.5重量份；吸附剂1～8重量份，上述亚铁盐为硫酸盐或盐酸盐，吸附剂为沸石粉、硅藻土、粉末活性炭或粉煤灰中的一种或两种以上的混合物。
2.根据权利要求1所述的去除污水氨氮的方法，其特征在于所述的硝化菌培养促进剂配比中亚铁盐为0.8～2.0重量份。
3.根据权利要求1所述的去除污水氨氮的方法，其特征在于所述的硝化菌培养促进剂配比中吸附剂为2～6重量份。
4.根据权利要求1所述的去除污水氨氮的方法，其特征在于所述的硝化菌培养促进剂先用水配制成稀释液后再加入污水，稀释液中硝化菌培养促进剂与水的重量比为1∶(10～100)。
全文摘要
一种活性污泥氧化沟工艺去除污水氨氮的方法，包括污水经初步沉淀去除固体杂质后进入氧化沟进行处理，氧化沟中至少各存在一个硝化、反硝化和沉淀区，污水于硝化区进水并循环经过各区，与进水等量的沉淀区上清液排放。在进水的硝化区中加入一种硝化菌培养促进剂，加入量为5～20mg/l，该硝化菌培养促进剂为一种组合物，组分包括糖蜜、亚铁盐和吸附剂，配比为糖蜜100重量份；亚铁盐0.2～2.5重量份；吸附剂1～8重量份。亚铁盐为硫酸盐或盐酸盐，吸附剂为沸石粉、硅藻土、粉末活性炭或粉煤灰中的一种或两种以上的混合物。在其它条件相同的情况下，本发明因使用了该促进剂后氨氮的去除率提高了20％以上。
文档编号C02F3/12GK101062812SQ20061002614
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者吴敏, 仓一华, 祝娟芝, 杨玉梅 申请人:中国石化上海石油化工股份有限公司