一种处理含氮工业废水的生物CANDAN“砍氮”工艺

本发明涉及一种处理含氮工业废水的生物candan“砍氮”工艺，属于工业废水处理领域。

背景技术：

1、工业废水量大且成分复杂、水质水量不稳定，含有丰富的有机物、氮素。当前常见的生物脱氮技术主要有硝化反硝化以及近年来快速发展的厌氧氨氧化技术等。

2、基于传统硝化反硝化工艺对含nh4+-n、no3--n的工业废水进行处理，需要大量曝气进行硝化过程，同时需要外加有机物作为碳源进行反硝化作用。传统硝化反硝化工艺可以保障稳定运行应用于世界范围内的众多水厂中，但是在应用过程中常常面临着不够经济环保、会产生大量温室气体等问题。因此，研发更为高效经济的生物处理工艺正成为关注的重点问题之一。

3、近年来，受到持续关注的厌氧氨氧化技术是厌氧氨氧化菌在厌氧条件下将nh4+-n和no2--n转化为n2进行去除的一种脱氮方法。厌氧氨氧化工艺作为新兴的脱氮工艺，因其等经济、高效、环保等优势，正在受到越来越多人的关注。厌氧氨氧化菌对生存环境变化较为敏感、高浓度基质情况下厌氧氨氧化产物no3--n浓度较高，多种因素能造成出水不达标等困难成为阻碍应用于高浓度基质工业废水处理的主要问题。

4、基于此，本发明提出将短程反硝化和厌氧氨氧化整合在单一反应器内进行一段式反应。该工艺在保留厌氧氨氧化不需曝气优点的前提下，耦合所需较少碳源的短程反硝化过程，使厌氧氨氧化菌和短程反硝化菌在单一反应器内进行同步反应，从而完全去除污水中的nh4+-n、no3--n、no2--n(即candan,complete ammonium and nitrate removal viadenitritation-anammox over nitrite)。短程反硝化菌先利用水中的少部分碳源将no3--n转化为no2--n，接着厌氧氨氧化菌将水中nh4+-n和no2--n同步去除生成n2和小部分的no3--n，且no3--n可再次参与到短程反硝化过程中。candan“砍氮”工艺具有能处理多种氮素、理论脱氮率高、节能降耗、经济环保、环境友好等优点。

技术实现思路

1、为解决已有生物脱氮技术应用于工业废水存在的实际问题，现提供一种含氮工业废水一段式短程反硝化耦合厌氧氨氧化通过短程反硝化-厌氧氨氧化菌实现系统内nh4+-n、no2--n和no3--n完全去除(canadn)的工艺。该工艺在前段设置预处理单元，保证预处理单元出水适宜微生物的生长，出水随后通入canadn“砍氮”反应池内进行生化处理。既可以保留厌氧氨氧化的脱氮优势，又可以通过原位去除厌氧氨氧化生成的no3--n实现废水的深度脱氮。

2、本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的；

3、(1)no3--n工业废水进入物化处理池，去除重金属等微生物有毒有害物质，出水进入综合废水调节池；

4、(2)nh4+-n工业废水进入预曝气反应池，去除大部分有机物和悬浮固体，出水进入综合废水调节池；

5、(3)对综合废水调节池进行酸碱度调节，控制ph值为6.0-8.5范围内；

6、(4)将综合废水调节池混合污水与碳源储备池有机物一同进入candan“砍氮”反应池，去除废水中的无机氮素，出水可达标排放或进一步高级回用处理。

7、所述步骤(2)运行过程控制预曝气反应池nh4+-n氧化去除率小于20％，预曝气反应池出水cod/nh4+-n质量浓度比小于2.0，悬浮固体浓度小于1.0g/l；

8、所述步骤(3)运行过程通过优化no3--n工业废水与nh4+-n工业废水进入综合废水调节池的体积比，控制调节池混合废水no3--n/nh4+-n质量浓度比为1.0-2.0；

9、所述步骤(4)运行过程碳源储备池有机物为常用反硝化商业碳源乙酸钠、葡萄糖或乙醇，控制碳源储备池有机物进入candan“砍氮”反应池cod质量与综合废水调节池混合污水进入candan“砍氮”反应池no3--n质量之比(cod/no3--n)为2.0-4.0；

10、所述步骤(4)运行过程中控制candan“砍氮”反应池内混合污泥的mlss为4.0-10.0g/l范围内；

11、所述步骤(4)运行过程candan“砍氮”反应池出水nh4+-n和no2--n大于3.0mg/l时，延长candan“砍氮”反应池的水力停留时间；出水nh4+-n和no3--n大于3.0mg/l，且no2--n小于1.0mg/l时，增加碳源储备池有机物进入candan“砍氮”反应池cod质量；出水nh4+-n大于5.0mg/l，且no2--n与no3--n浓度之和小于3.0mg/l时，降低进入综合废水调节池nh4+-n工业废水的体积；出水no3--n大于5.0mg/l，且nh4+-n小于1.0mg/l，降低进入综合废水调节池no3--n工业废水的体积。

12、将短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌整合在单一反应池内，在合适的调控条件下，可以使两者之间进行协同脱氮作用。短程反硝化细菌利用水中的有机物将no3--n转化为no2--n，厌氧氨氧化菌将水中的no3--n和nh4+-n转化为n2去除并生成小部分的no3--n，厌氧氨氧化菌生成的小部分no3--n可以在原位再次参与到反应过程中，使水中的有机物及氮素得到深度去除。

13、与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：

14、(1)在单级反应器内实现高浓度no3--n废水和nh4+-n废水的协同深度生物脱氮。利用厌氧氨氧化菌和短程反硝化细菌的协同作用，在厌氧环境下脱氮，并且使厌氧氨氧化产生的no3--n进行原位的去除。实现高浓度nh4+-n、no3--n混合工业废水的氮素深度高效处理，降低工艺的基建费用，是一种经济高效的生物脱氮工艺；

15、(2)candan工艺相比传统硝化反硝化工艺而言，减少了外部碳源的添加，也不需曝气提供好氧环境，减少运行资金的投入。同时，产生较少的温室气体副产物。是一种经济环保的生物脱氮工艺；

16、(3)工艺有着较为简单可控的运行条件。可以通过控制cod/no3--n的质量浓度，使厌氧氨氧化获得易控制的稳定no2--n来源。控制no3--n/nh4+-n的质量浓度，调控短程反硝化菌群和厌氧氨氧化菌的种群数量关系，实现菌群稳定的协同处理作用；

17、本发明可适用于处理光伏废水、不锈钢酸洗废水、制革废水、焦化废水等工业废水的混合协同处理。

技术特征：

1.一种处理含氮工业废水的生物candan“砍氮”工艺，含氮工业废水包括no3--n工业废水和nh4+-n工业废水，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种处理含氮工业废水的生物CANDAN“砍氮”工艺。工艺运行具体步骤：1)NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N工业废水进入预曝气反应池，去除大部分有机物和悬浮固体；2)NO<subgt;3</subgt;<supgt;‑</supgt;‑N工业废水进入物化处理池，去除重金属等微生物有毒有害物质；3)两类废水按一定比例进入调节池，控制适宜的NO<subgt;3</subgt;<supgt;‑</supgt;‑N与NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N质量浓度比和pH；4)调节池混合污水与适宜的外在有机物一同进入CANDAN“砍氮”反应池，去除废水中的无机氮素。本发明能实现厌氧下NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N和NO<subgt;3</subgt;<supgt;‑</supgt;‑N工业废水的同步高效脱氮，解决了传统生物脱氮工艺处理含氮工业废水脱氮效率低，碳源耗量大，曝气能耗高等问题，具有重要的经济价值和应用前景。

技术研发人员：操沈彬,程子懿,杜睿
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16