高氨氮废水的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，实际废水中的氮素常以氨氮为主，厌氧氨氧化过程中亚硝酸盐氮的获取仍然需要强制曝气而实现短程硝化，从而导致运行费用偏高;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运行费用偏高，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无动力自养运行，脱氮效率高，启动耗时较短的高氨氮废水的生物脱氮工艺。
[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生物脱氮工艺，是在厌氧或缺氧条件下，将好氧或厌氧污泥作为接种污泥加入到反应器中；其特征在于将三价铁离子按三价铁离子与氨氮浓度的摩尔比为1.0?6.0:1的比例加入到高氨氮废水中混合，然后将高氨氮废水加入到反应器中，调整高氨氮废水的pH值为6.5?8.5，在15?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。
[0006]上述方案中，所述厌氧或缺氧条件为反应器中的高氨氮废水溶解氧在0.5mg/L以下。
[0007]上述方案中，所述高氨氮废水的氨氮浓度为10?1000mg N/L。
[0008]本发明所涉及的生物反应为:
3Fe(0H)3 + 5H+ + NH4^ 3Fe2+ + 9H20 + 0.5N2，是以氨氮作为电子供体、三价铁盐作为电子受体，在同一反应器中直接将废水中的氨氮氧化为N2,同时三价铁离子还原为亚铁呙子。
[0009]本发明以三价铁离子氧化氨氮成N2,从而实现废水生物脱氮的目的，不仅可以有效解决厌氧氨氧化实际应用中的瓶颈问题，而且可以充分利用三价铁离子，达到以废治废的目的。
[0010]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。
[0011]运试表明，本发明的高氨氮废水的生物脱氮工艺能处理的氨氮浓度高达1000mg/L，三价铁离子浓度高达20000 mg/L，出水氨氮浓度可达到I mg/L以下，氨氮去除率高达99%，出水总氮浓度可达到15mg/L以下，总氮去除率高达95%。
[0012]本发明的有益效果在于:
1)以氨氮作为电子供体、三价铁离子作为电子受体，以废治废，可同时实现氨氮污染物的脱除和铁盐废弃物的充分利用；
2)可实现全程无动力自养运行，反应在厌氧或缺氧条件下运行，无需强制曝气，有效解决厌氧氨氧化过程中亚硝酸离子获取需强制曝气的能耗问题；
3)反应产物是对环境友好的犯和可回收利用的亚铁盐，工艺环保可持续，除此以外无其他副产物，克服了现有厌氧氨氧技术会生成硝酸盐氮的这一缺陷，所有的氨氮均转化为N2，脱氣效率尚，实现了真正意义上的完全脱氣；
4)接种污泥即为一般性的好氧或厌氧污泥，启动耗时较短，工程实用性更强；
5)能处理的氨氮浓度高达1000mg/L，三价铁离子浓度高达20000 mg/L，不存在基质抑制冋题。
[0013]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、制药废水、光电废水等。
[0014]因此，本发明克服了现有厌氧氨氧化脱氮工艺运行费用偏高，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生物脱氮工艺全程无动力自养运行，脱氮效率高，启动耗时较短。
【具体实施方式】
[0015]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。
[0016]实施例一
本例的高氨氮废水的生物脱氮工艺是在厌氧或缺氧条件下，将好氧或厌氧污泥作为接种污泥加入到反应器中；将三价铁离子按三价铁离子与氨氮浓度的摩尔比2:1的比例加入到高氨氮废水中混合，然后将高氨氮废水加入到反应器中，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5天，然后达标排放。
[0017]接种污泥为硝化污泥。厌氧或缺氧条件为反应器中的高氨氮废水溶解氧在0.3mg/L。高氨氮废水的氨氮浓度为300 mg N/L，三价铁离子浓度为2400 mg Fe/L。
[0018]本例对氨氮去除率可达到90.56%，容积去除负荷达到0.217 kg N/(m3.d)。
[0019]实施例二
本例中，接种污泥为厌氧氨氧化污泥，高氨氮废水为猪场废水厌氧消化液，氨氮浓度为500 mg N/L，三价铁离子浓度为4000 mg Fe/L。其余同实施例一。
[0020]本例对氨氮去除率可达到86.25%，容积去除负荷达到0.345 kg N/(m3.d)。
[0021 ] 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450 mg N/L，三价铁离子浓度为3600 mg Fe/L。其余同实施例一。
[0022]本例对氨氮去除率可达到98.17%，容积去除负荷达到0.353kg N/(m3.d)。
[0023]实施例四
本例中，接种污泥为反硝化污泥，其余同实施例一。
[0024]实施例五
本例中，高氨氮废水的氨氮浓度为10 mg N/L，三价铁离子与氨氮浓度的摩尔比为6:1，高氨氮废水在反应器中停留0.5天，然后进入下一处理工序，其余同实施例一。
[0025]实施例六
本例中，高氨氮废水的氨氮浓度为100mg N/L，三价铁离子与氨氮浓度的摩尔比为1:1，其余同实施例一。
[0026]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15 °C，其余同实施例
O
[0027]实施例八
本例中，反应器中的高氨氮废水的pH值为8.5，其余同实施例一。
[0028]实施例九
本例中，三价铁离子与氨氮浓度的摩尔比为3: I，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，高氨氮废水在反应器中停留3天，其余同实施例一。
[0029]实施例十
本例中，反应器中的高氨氮废水的pH值为7.5，高氨氮废水在反应器中停留I天，然后进入下一处理工序，其余同实施例一。
【主权项】
1.一种高氨氮废水的生物脱氮工艺，是在厌氧或缺氧条件下，将好氧或厌氧污泥作为接种污泥加入到反应器中；其特征在于将三价铁离子按三价铁离子与氨氮浓度的摩尔比为1.0?6.0:1的比例加入到高氨氮废水中混合，然后将高氨氮废水加入到反应器中，调整高氨氮废水的PH值为6.5-8.5，在15?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。3.根据权利要求1所述的高氨氮废水的生物脱氮工艺，其特征在于所述厌氧或缺氧条件为反应器中的高氨氮废水溶解氧在0.5 mg/L以下。4.根据权利要求1所述的高氨氮废水的生物脱氮工艺，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生物脱氮工艺，是在厌氧或缺氧条件下，将好氧或厌氧污泥作为接种污泥加入到反应器中；将三价铁离子按三价铁离子与氨氮浓度的摩尔比为1.0~6.0﹕1的比例加入到高氨氮废水中混合，然后将高氨氮废水加入到反应器中，调整高氨氮废水的pH值为6.5~8.5，在15~35oC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运行费用偏高，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生物脱氮工艺全程无动力自养运行，脱氮效率高，启动耗时较短。
【IPC分类】C02F3/28, C02F101/16
【公开号】CN105600923
【申请号】CN201510775570
【发明人】郑丹, 邓良伟, 蒲小东
【申请人】农业部沼气科学研究所
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年11月15日