專利名稱：一種活性污泥氧化溝工藝去除污水氨氮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用活性污泥氧化溝工藝，經(jīng)硝化和反硝化過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，相對其它有機(jī)類污染物來說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硝化作用過程和反硝化作用過程來完成。在硝化作用過程中，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)過程中，一般認(rèn)為硝化作用過程更為重要，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、生長環(huán)境較苛刻，在很多條件下無法與異養(yǎng)型微生物在生長競爭中取得優(yōu)勢。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)境仍無法在較短的時(shí)間內(nèi)使硝化菌自然生長繁殖，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專門的工序來培養(yǎng)得到的，如中國專利ZL02156977.0和中國專利申請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，成本也相對較高，而且這種方法的適用性并不寬泛，如對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氧化溝工藝去除污水氨氮的方法，通過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造適合硝化菌生長繁殖環(huán)境，硝化菌可在短時(shí)間內(nèi)生長繁殖，從而能解決生物法去除氨氮中硝化作用過程需要由外界引入硝化菌種這一技術(shù)問題。
以下是本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案一種活性污泥氧化溝工藝去除污水氨氮的方法，該方法包括污水經(jīng)初步沉淀去除固體雜質(zhì)后進(jìn)入氧化溝進(jìn)行處理。氧化溝中至少各存在一個(gè)硝化區(qū)、反硝化區(qū)和沉淀區(qū)，污水于硝化區(qū)進(jìn)水并循環(huán)經(jīng)過各區(qū)，與進(jìn)水等量的沉淀區(qū)上清液排放。進(jìn)水水質(zhì)控制為水溫10～25℃，pH值7～9，堿度200～350mg/L，BOD5負(fù)荷小于0.1kgBOD5/kgMLVSS.d；各區(qū)工藝條件控制為硝化區(qū)污泥濃度2～4g/L，泥齡10～25d，溶解氧濃度2～5mg/l，水力停留時(shí)間8～12小時(shí)；反硝化區(qū)污泥濃度2～4g/L，泥齡10～25d，厭氧狀態(tài)，水力停留時(shí)間2～4小時(shí)；沉淀區(qū)水力停留時(shí)間2～4小時(shí)。
在進(jìn)水的硝化區(qū)中加入一種硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑，加入量為5～20mg/l，該硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑為一種組合物，組分包括糖蜜、金屬鹽和吸附劑，其配比為
糖蜜100重量份；金屬鹽0.2～2.5重量份；吸附劑1～8重量份，上述金屬鹽包括A和B，其中A為FeSO4或FeCl2，B為MgSO4或CaCl2或兩者的混合物，A與B的摩爾比為10∶(0.5～5)，上述吸附劑為沸石粉、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。
上述硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑配比中金屬鹽最好為0.5～1.5重量份；金屬鹽A與B的摩爾比最好為10∶(1.5～3)；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加入污水中，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)入氧化溝中進(jìn)行處理。氧化溝的結(jié)構(gòu)形式與現(xiàn)有技術(shù)完全相同，至少各存在一個(gè)硝化區(qū)、反硝化區(qū)和沉淀區(qū)，各區(qū)可以任意次序串聯(lián)，即反硝化區(qū)可以前置或后置。污水通常于硝化區(qū)進(jìn)水，循環(huán)地流經(jīng)各區(qū)，與進(jìn)水等量的沉淀區(qū)的上清液排放。氧化溝中可以由上述三個(gè)區(qū)構(gòu)成一個(gè)或數(shù)個(gè)循環(huán)單元，于某一硝化區(qū)進(jìn)水并從某一沉淀區(qū)排放；也可由硝化區(qū)和反硝化區(qū)構(gòu)成一個(gè)或數(shù)個(gè)循環(huán)單元，從某一硝化區(qū)進(jìn)水，然后從另一硝化區(qū)或某一反硝化區(qū)進(jìn)入一個(gè)沉淀區(qū)，經(jīng)污泥沉淀后上清液排放。當(dāng)循環(huán)單元為一個(gè)以上時(shí)，硝化促進(jìn)劑可以僅投加于位于進(jìn)水口的硝化區(qū)。污水在硝化區(qū)內(nèi)于好氧的條件下進(jìn)行硝化反應(yīng)；在反硝化區(qū)內(nèi)于厭氧的條件下進(jìn)行反硝化反應(yīng)；在沉淀區(qū)中實(shí)現(xiàn)污泥的沉降，沉降的污泥部分回流，剩余污泥定期排放。所要強(qiáng)調(diào)的是，現(xiàn)有的氧化溝工藝中一個(gè)氧化溝中存在的硝化區(qū)、反硝化區(qū)和沉淀區(qū)的數(shù)量各異且相互的連接形式種類繁多，但本發(fā)明對氧化溝的結(jié)構(gòu)形式并不提出特別的要求，現(xiàn)有的各類活性污泥氧化溝的結(jié)構(gòu)形式都能適用于本發(fā)明的技術(shù)方案，基本的要求是至少各存在一個(gè)硝化區(qū)、反硝化區(qū)和沉淀區(qū)以任意的次序串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)循環(huán)單元。
眾所周知，硝化菌對外部環(huán)境比較敏感，生長繁殖對環(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。其二為金屬鹽，它的作用是補(bǔ)充硝化菌生長必須的礦物質(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)生適合硝化菌生長繁殖的環(huán)境，硝化菌在短時(shí)間內(nèi)能快速繁殖生長，不必再由外界引入硝化菌種，操作過程更為簡單。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近20％以上，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。
下面將通過具體的實(shí)施方案對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，相對于現(xiàn)有技術(shù)來說，本發(fā)明的關(guān)鍵是在污水進(jìn)水中投加了一種硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑，而其它方面如氧化溝的結(jié)構(gòu)、工藝條件等與現(xiàn)有的活性污泥氧化溝工藝基本相同。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)施例中將僅注重對硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑配比、投加量等條件的列舉。
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)CODCr255mg/lNH3-N 32mg/l實(shí)施例1～10污水經(jīng)初步沉淀去除固體雜質(zhì)后將水質(zhì)調(diào)為水溫10～25℃，pH值7～9，堿度200～350mg/L，BOD5負(fù)荷小于0.1kgBOD5/kgMLVSS.d。
處理污水的氧化溝構(gòu)造為三溝式氧化溝，分別為硝化區(qū)、反硝化區(qū)和沉淀區(qū)，并以上述次序串聯(lián)，總?cè)莘e為87000m3。
硝化、反硝化和沉淀區(qū)的工藝條件控制為硝化區(qū)污泥濃度2～4g/L，泥齡10～25d，溶解氧濃度2～5mg/l，水力停留時(shí)間8～12小時(shí)；反硝區(qū)污泥濃度2～4g/L，泥齡10～25d，厭氧狀態(tài)，水力停留時(shí)間2～4小時(shí)；沉淀區(qū)水力停留時(shí)間2～4小時(shí)。
污水由硝化區(qū)的進(jìn)水口進(jìn)入氧化溝，并循環(huán)地經(jīng)過硝化區(qū)、反硝化區(qū)及沉淀區(qū)。進(jìn)水流量控制為4500m3/hr，等量的沉淀區(qū)上清液排放。沉淀區(qū)污泥部分回流，剩余污泥定期排放。
按設(shè)定的量向硝化區(qū)的污水中連續(xù)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，其它組分的配比見表1，促進(jìn)劑投加量見表2。
測試出水的水質(zhì)。測試結(jié)果見表2，其中比較例為進(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
1.一種活性污泥氧化溝工藝去除污水氨氮的方法，該方法包括污水經(jīng)初步沉淀去除固體雜質(zhì)后進(jìn)入氧化溝進(jìn)行處理，氧化溝中至少各存在一個(gè)硝化區(qū)、反硝化區(qū)和沉淀區(qū)，污水于硝化區(qū)進(jìn)水并循環(huán)經(jīng)過各區(qū)，與進(jìn)水等量的沉淀區(qū)上清液排放，進(jìn)水水質(zhì)控制為水溫10～25℃，pH值7～9，堿度200～350mg/L，BOD5負(fù)荷小于0.1kgBOD5/kgMLVSS.d；各區(qū)工藝條件控制為硝化區(qū)污泥濃度2～4g/L，泥齡10～25d，溶解氧濃度2～5mg/l，水力停留時(shí)間8～12小時(shí)；反硝化區(qū)污泥濃度2～4g/L，泥齡10～25d，厭氧狀態(tài)，水力停留時(shí)間2～4小時(shí)；沉淀區(qū)水力停留時(shí)間2～4小時(shí)，其特征是在進(jìn)水的硝化區(qū)中加入一種硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑，加入量為5～20mg/l，該硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑為一種組合物，組分包括糖蜜、金屬鹽和吸附劑，其配比為糖蜜100重量份；金屬鹽0.2～2.5重量份；吸附劑1～8重量份，上述金屬鹽包括A和B，其中A為FeSO4或FeCl2，B為MgSO4或CaCl2或兩者的混合物，A與B的摩爾比為10∶(0.5～5)，上述吸附劑為沸石粉、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.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)劑配比中金屬鹽為0.5～1.5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)劑配比中金屬鹽A與B的摩爾比為10∶(1.5～3)。
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)劑配比中吸附劑為2～6重量份。
5.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加入污水，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
一種活性污泥氧化溝工藝去除污水氨氮的方法，包括污水經(jīng)初步沉淀去除固體雜質(zhì)后進(jìn)入氧化溝進(jìn)行處理。氧化溝中至少各存在一個(gè)硝化區(qū)、反硝化區(qū)和沉淀區(qū)，污水于硝化區(qū)進(jìn)水并循環(huán)經(jīng)過各區(qū)，與進(jìn)水等量的沉淀區(qū)上清液排放。在進(jìn)水的硝化區(qū)中加入一種硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑，加入量為5～20mg/l，該硝化菌培養(yǎng)促進(jìn)劑組分包括糖蜜、金屬鹽和吸附劑，配比為糖蜜100重量份；金屬鹽0.2～2.5重量份；吸附劑1～8重量份。金屬鹽包括A和B，A為FeSO
文檔編號C02F3/30GK101062813SQ20061002614
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者吳敏, 倉一華, 祝娟芝, 楊玉梅 申請人:中國石化上海石油化工股份有限公司