專利名稱：活性污泥法去除污水氨氮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活性污泥法通過(guò)硝化和反硝化過(guò)程去除污水氨氮的方法。
背景技術(shù)：
氨氮是水體中危害較大的污染因子，它會(huì)導(dǎo)致河流、湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化，使水體自凈能力減弱。污染水體的氨氮通常指以氨形態(tài)存在的氮，相對(duì)其它有機(jī)類污染物來(lái)說(shuō)被污染水體中氨氮去除的難度要大得多。在現(xiàn)有技術(shù)中，被污染水體中氨氮的去除方法主要有物理、化學(xué)和生物的方法。物理或化學(xué)法包括空氣吹脫法、折點(diǎn)氯化法、離子交換吸附法、絮凝沉淀法、電滲析法、催化濕式氧化法、液膜法等。這些方法一般用于高濃度氨氮廢水的預(yù)處理，且處理成本很高。生物法去除氨氮是通過(guò)某些微生物的作用，使被污染水體中的氨氮最終形成氮?dú)庖莩鏊w從而達(dá)到凈化處理的目的。生物法成本要低得多，其適用面也更廣，如漁業(yè)養(yǎng)殖水體的氨氮凈化處理、生活廢水或工業(yè)廢水中氨氮的去除等。
生物法去除氨氮主要通過(guò)硝化作用過(guò)程和反硝化作用過(guò)程來(lái)完成。在硝化作用過(guò)程中，于好氧的條件下氨氮在硝化菌的作用下氧化為硝酸鹽或亞硝酸鹽氮；反硝化作用是指硝酸鹽和亞硝酸鹽被還原為氣態(tài)氮的過(guò)程。于缺氧條件下，利用有機(jī)物作為電子供體，反硝化細(xì)菌將硝酸鹽和亞硝酸鹽還原為氮?dú)?。在這兩個(gè)過(guò)程中，一般認(rèn)為硝化作用過(guò)程更為重要，它是生物法去除氨氮的關(guān)鍵，其完成的難度也相對(duì)較高。因?yàn)榇蠖鄶?shù)硝化菌是化能自養(yǎng)型微生物，而與異養(yǎng)型微生物相比，自養(yǎng)微生物繁殖速率慢、生長(zhǎng)環(huán)境較苛刻，在很多條件下無(wú)法與異養(yǎng)型微生物在生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。因此，當(dāng)水體中硝化菌含量較低時(shí)，僅調(diào)節(jié)污水的供氧和PH值等環(huán)境仍無(wú)法在較短的時(shí)間內(nèi)使硝化菌自然生長(zhǎng)繁殖，在工業(yè)上通常的做法是直接向污水中投放培養(yǎng)好的高濃度硝化菌種，如投入含有高濃度硝化菌的活性污泥。這些高濃度的硝化菌種是通過(guò)專門(mén)的工序來(lái)培養(yǎng)得到的，如中國(guó)專利ZL02156977.0和中國(guó)專利申請(qǐng)00808700.8均介紹了用于去除污水中氨氮的高濃度硝化菌種的培養(yǎng)方法。由外界引入硝化菌種確實(shí)能保證硝化作用過(guò)程在較短的時(shí)間內(nèi)順利地進(jìn)行，但運(yùn)行管理卻很不方便，成本也相對(duì)較高，而且這種方法的適用性并不寬泛，如對(duì)于排放量較大的工業(yè)污水處理便不十分適合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種活性污泥法去除污水氨氮的方法，通過(guò)向污水投加一種硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑以及配合調(diào)節(jié)污水的供氧和PH值等手段可在水體中營(yíng)造適合硝化菌生長(zhǎng)繁殖環(huán)境，硝化菌可在短時(shí)間內(nèi)生長(zhǎng)繁殖，從而能解決生物法去除氨氮中硝化作用過(guò)程需要由外界引入硝化菌種這一技術(shù)問(wèn)題。
以下是本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案一種活性污泥法去除污水氨氮的方法，該方法包括1)污水經(jīng)初步沉淀去除固體雜質(zhì)后進(jìn)入曝氣池，曝氣池內(nèi)存在馴化的活性污泥，污水中投入硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑，該硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑為一種組合物，組分包括糖蜜、亞鐵鹽和吸附劑，其配比為糖蜜100重量份；亞鐵鹽0.2～2.5重量份；吸附劑1～8重量份上述亞鐵鹽為硫酸鹽或鹽酸鹽，吸附劑為沸石粉、硅藻土、粉末活性炭或粉煤灰中的一種或兩種以上的混合物。
硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑投加量為5～20mg/l，污泥負(fù)荷控制為0.1～0.5kgBOD5/kg·MLVSS，泥齡為5～15d，維持溶解氧濃度2～8mg/l，PH值6～9，污水在曝氣池停留時(shí)間為8～12小時(shí)；
2)污水進(jìn)入第一沉淀池進(jìn)行污泥沉降，沉降污泥部分返回曝氣池，污泥回流比為0.2～1.0；3)第一沉淀池上清液進(jìn)入攪拌池，攪拌池內(nèi)存在馴化的活性污泥，污泥負(fù)荷控制為0.1～0.3kgBOD5/kg·MLVSS，泥齡為5～15d，PH值6～9，污水的CODCr控制為100～300mg/l，污水在攪拌池停留時(shí)間為2～4小時(shí)；4)污水進(jìn)入第二沉淀池進(jìn)行污泥沉降，上清液排放。
上述硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑配比中亞鐵鹽最好為0.8～2.0重量份；吸附劑最好為2～6重量份。
硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑最好先用水配制成稀釋液后再投入污水中，稀釋液中硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑與水的重量比為1∶(10～100)。這樣可使得促進(jìn)劑與污水的混合更加均勻。
在上述技術(shù)方案中，污水首先進(jìn)行初步的沉淀處理，以去除體積較大的固體雜質(zhì)。然后進(jìn)入曝氣池中，于好氧的條件下進(jìn)行硝化反應(yīng)，硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑的投放點(diǎn)一般位于污水的進(jìn)水處。硝化處理后的污水先經(jīng)污泥沉降，沉降污泥部分回流至曝氣池。沉降后的上清液進(jìn)入攪拌池，于厭氧的條件下進(jìn)行反硝化反應(yīng)，由于反硝化過(guò)程需要一定數(shù)量的碳源，因此必須將污水的CODCr控制為100～300mg/l，一般可以通過(guò)摻入生活污水來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)COD的調(diào)節(jié)。如最終排放的污水COD未達(dá)標(biāo)時(shí)，可在攪拌池的近出水位置設(shè)置一曝氣裝置，污水在出水之前再進(jìn)行一次曝氣處理。經(jīng)反硝化處理后的污水再經(jīng)一次污泥沉降后，上清液可直接排放。
眾所周知，硝化菌對(duì)外部環(huán)境比較敏感，生長(zhǎng)繁殖對(duì)環(huán)境的要求很高，除需要好氧和合適的酸堿度以及溫度外還需要有合適的硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)物質(zhì)存在?，F(xiàn)有的研究結(jié)果表明可溶性有機(jī)碳(DOC)、分子態(tài)有機(jī)物(POM)、各類維生素這三類物質(zhì)在低濃度條件下對(duì)硝化菌的培養(yǎng)有明顯的促進(jìn)作用。本發(fā)明中使用的硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑主要含有三種組分，其中的糖蜜為主要成分，它富含可溶性有機(jī)物(DOC)、大分子物質(zhì)(POM)、維生素。其二為亞鐵鹽，它的作用是補(bǔ)充硝化菌生長(zhǎng)必須的礦物質(zhì)，并作為酶的組分參與硝化反應(yīng)。第三種成分為吸附劑，它在硝化反應(yīng)系統(tǒng)中起吸附、沉淀氨氮、提供硝化細(xì)菌生長(zhǎng)載體的作用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要包括兩個(gè)方面。一是通過(guò)直接向污水投加一種硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑，使得污水本身產(chǎn)生適合硝化菌生長(zhǎng)繁殖的環(huán)境，硝化菌在短時(shí)間內(nèi)能快速繁殖生長(zhǎng)，不必再由外界引入硝化菌種，操作過(guò)程更為簡(jiǎn)單。配合調(diào)節(jié)污水的溫度、溶解氧和PH值等環(huán)境，硝化作用過(guò)程能在短時(shí)間內(nèi)順利進(jìn)行，在其它條件相同的情況下，使用了該促進(jìn)劑后氨氮的去除率可以提高15～20％，很好地滿足了工業(yè)化生物法去除氨氮的工藝要求；二是由于采用的促進(jìn)劑的最主要成分糖蜜是制糖工業(yè)產(chǎn)生的廢料，其價(jià)格非常低廉，因此該促進(jìn)劑的整體成本很低。從另一角度來(lái)講，本發(fā)明還為制糖工業(yè)產(chǎn)生的廢物的綜合利用提供了一個(gè)新的途徑。
下面將通過(guò)具體的實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的關(guān)鍵是在硝化過(guò)程中向污水投加了一種硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑，而其它方面如工藝過(guò)程、工藝條件則與現(xiàn)有的活性污泥法去除污水氨氮方法基本相同，所有這些也為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知。故在實(shí)施例中將注重對(duì)硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑配比、投加量等內(nèi)容的列舉。
具體實(shí)施例方式
各實(shí)施例試驗(yàn)的污水為石油化工綜合污水，并經(jīng)初沉淀處理，進(jìn)水水質(zhì)為CODCr496mg/lNH3-N35mg/lPH值 8.0
實(shí)施例1～10上述經(jīng)初沉淀處理的污水進(jìn)入一個(gè)容積為1120m3曝氣池，曝氣池內(nèi)存在馴化的活性污泥。進(jìn)水流量控制為100m3/hr，連續(xù)地向進(jìn)水污水中投入硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑。硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑先用工業(yè)水配制成稀釋液，稀釋液中硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑與水的重量比為1∶(10～100)。各實(shí)施例使用的硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑按所需的比例進(jìn)行配制，其中糖蜜均為100重量份，其它組分的配比見(jiàn)表1，促進(jìn)劑投加量見(jiàn)表2。污水在曝氣池中于好氧的條件下進(jìn)行硝化反應(yīng)，工藝條件控制為污泥負(fù)荷0.1～0.5kgBOD5/kg·MLVSS，泥齡5～15d，維持溶解氧濃度2～8mg/l；PH值6～9，污水停留時(shí)間8～12小時(shí)；出自曝氣池的污水進(jìn)入第一沉淀池進(jìn)行污泥沉降，沉降污泥部分返回曝氣池，污泥回流比為0.2～1.0。剩余污泥定期排放；出自第一沉淀池的污水進(jìn)入一個(gè)容積為350m3攪拌池，于厭氧的條件下進(jìn)行反硝化反應(yīng)，工藝條件控制為污泥負(fù)荷0.1～0.3kgBOD5/kg·MLVSS，泥齡5～15d，污水的CODCr100～300mg/l(通過(guò)向污水中摻加生活污水來(lái)調(diào)節(jié))，PH值6～9，污水停留時(shí)間2～4小時(shí)，污水出水前再進(jìn)行一次曝氣處理；出自攪拌池的污水進(jìn)入第二沉淀池進(jìn)行污泥沉降，上清液排放，沉淀池污泥定期排放。
測(cè)試出水的水質(zhì)。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2，其中比較例為曝氣池進(jìn)水不投加促進(jìn)劑，其余試驗(yàn)條件同實(shí)施例。
表1. 單位重量份

表2.

權(quán)利要求
1.一種活性污泥法去除污水氨氮的方法，該方法包括1)污水經(jīng)初步沉淀去除固體雜質(zhì)后進(jìn)入曝氣池，曝氣池內(nèi)存在馴化的活性污泥，污水中投入硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑，該硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑為一種組合物，組分包括糖蜜、亞鐵鹽和吸附劑，其配比為糖蜜100重量份；亞鐵鹽0.2～2.5重量份；吸附劑1～8重量份，上述亞鐵鹽為硫酸鹽或鹽酸鹽，吸附劑為沸石粉、硅藻土、粉末活性炭或粉煤灰中的一種或兩種以上的混合物，硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑投加量為5～20mg/l，污泥負(fù)荷控制為0.1～0.5kgBOD5/kg·MLVSS，泥齡為5～15d，維持溶解氧濃度2～8mg/l，PH值6～9，污水在曝氣池停留時(shí)間為8～12小時(shí)；2)污水進(jìn)入第一沉淀池進(jìn)行污泥沉降，沉降污泥部分返回曝氣池，污泥回流比為0.2～1.0；3)第一沉淀池上清液進(jìn)入攪拌池，攪拌池內(nèi)存在馴化的活性污泥，污泥負(fù)荷控制為0.1～0.3kgBOD5/kg·MLVSS，泥齡為5～15d，PH值6～9，污水的CODCr控制為100～300mg/l，污水在攪拌池停留時(shí)間為2～4小時(shí)；4)污水進(jìn)入第二沉淀池進(jìn)行污泥沉降，上清液排放。
2.根據(jù)權(quán)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養(yǎng)促進(jìn)劑配比中亞鐵鹽為0.8～2.0重量份。
3.根據(jù)權(quán)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養(yǎng)促進(jìn)劑配比中吸附劑為2～6重量份。
4.根據(jù)權(quán)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養(yǎng)促進(jìn)劑先用水配制成稀釋液后再投入反應(yīng)池，稀釋液中硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑與水的重量比為1∶(10～100)。
全文摘要
一種活性污泥法去除污水氨氮的方法，包括1)污水經(jīng)初步沉淀去除固體雜質(zhì)后進(jìn)入曝氣池，曝氣池內(nèi)存在馴化的活性污泥，污水中投入硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑。該硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑為一種組合物，組分包括糖蜜、亞鐵鹽和吸附劑，其配比為糖蜜100重量份；亞鐵鹽0.2～2.5重量份；吸附劑1～8重量份。亞鐵鹽為硫酸鹽或鹽酸鹽，吸附劑為沸石粉、硅藻土、粉末活性炭或粉煤灰中的一種或兩種以上的混合物；2)污水進(jìn)入第一沉淀池進(jìn)行污泥沉降；3)第一沉淀池上清液進(jìn)入攪拌池，攪拌池內(nèi)存在馴化的活性污泥；4)污水進(jìn)入第二沉淀池進(jìn)行污泥沉降，上清液排放。本方法因使用了上述促進(jìn)劑，氨氮的去除率提高15～20％。
文檔編號(hào)C02F3/12GK101045579SQ20061002517
公開(kāi)日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日
發(fā)明者吳敏, 倉(cāng)一華, 祝娟芝, 楊玉梅 申請(qǐng)人:中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司