專利名稱：一種高含鹽廢水生物脫氮處理裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理、環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高含鹽廢水生物脫氮處理系統(tǒng)快速構(gòu)建并穩(wěn)定運(yùn)行的裝置及方法，尤其是一種利用鹽場(chǎng)污泥快速構(gòu)建高含鹽廢水生物脫氮處理系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)高含鹽廢水生物脫氮的裝置及方法。
背景技術(shù)：
高含鹽廢水一般指總含鹽量(以NaCl含量計(jì))至少為1%的廢水，廣泛存在于化工、制藥、制革、食品、采油、海產(chǎn)品加工等行業(yè)。一些工業(yè)產(chǎn)品過(guò)程排放的有機(jī)廢水鹽度甚至超過(guò)20%,與其他廢水混合后，鹽濃度也往往超過(guò)3%。由于高鹽工業(yè)廢水普遍含有高濃度的氨氮(100(T5000mg/L左右)，如果不能達(dá)標(biāo)排放，則不符合標(biāo)準(zhǔn)的高鹽廢水會(huì)污染地表、土壤、沿海和河口等，引發(fā)諸如富營(yíng)養(yǎng)化等各種環(huán)境問(wèn)題和生態(tài)問(wèn)題。普通生化處理對(duì)高鹽含氨氮廢水難以穩(wěn)定運(yùn)行， 一直是污水處理的瓶頸。而很多企業(yè)利用清水稀釋至0.8%以下進(jìn)行處理，這樣不僅造成水資源的浪費(fèi)，同時(shí)也增加處理設(shè)施及排污總量。因此，如何有效、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)高含鹽廢水生物脫氮處理成為亟待解決的科學(xué)和工程難點(diǎn)問(wèn)題。世界范圍內(nèi)高鹽廢水約占全球廢水總量的5%，且仍以每年2%的年增長(zhǎng)速率增長(zhǎng)。而目前高含鹽廢水處理主要有物理化學(xué)法和生物法兩種方法。其中前者主要包括蒸發(fā)、混凝、離子交換、萃取、反滲透等技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)在于去除有機(jī)污染物的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)含鹽廢水的脫鹽。但是存在投資及運(yùn)行成本較高的缺點(diǎn)。生物法處理高含鹽廢水是近幾年研究的熱點(diǎn)，取得了一定的成果。研究表明鹽度會(huì)抑制硝化菌的生長(zhǎng)，硝化反應(yīng)對(duì)鹽濃度和鹽沖擊都敏感。M.F.Rose等處理含鹽廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)50g/L的NaCl系統(tǒng)中氨氮的去除率只有48%，而沒(méi)有NaCl系統(tǒng)中氨氮的去除率高達(dá)94%。G.H.Chen等發(fā)現(xiàn)硝化反應(yīng)過(guò)程中，硝化細(xì)菌對(duì)鹽度比亞硝化細(xì)菌更敏感，在達(dá)到一定鹽度后硝化過(guò)程會(huì)出現(xiàn)亞硝酸的大量積累。研究證實(shí)高鹽環(huán)境中可以進(jìn)行反硝化，P.vander Hoek等發(fā)現(xiàn)NaCl或者Na2CO3為30g/L時(shí)能夠進(jìn)行反硝化反應(yīng)。大部分的研究結(jié)果表明反硝化率隨著進(jìn)水鹽度增加而降低，但是S.Yoshie等通過(guò)試驗(yàn)得出鹽度為10%的反硝化活性高于鹽度為2%的的反硝化活性，2%的鹽度下嗜鹽菌反硝化和非嗜鹽反硝化菌可能共存，并且互相競(jìng)爭(zhēng)底物，然而10%鹽度下可能會(huì)導(dǎo)致嗜鹽菌反硝化菌占統(tǒng)治地位，從而提高反硝化效率。近幾年來(lái)，很對(duì)學(xué)者采用淡水微生物的方式實(shí)現(xiàn)含氨氮廢水的生物處理，但是這種方法存在很多弊端:
(I)處理效率低。傳統(tǒng)的脫氮污泥通過(guò)鹽度梯度馴化后，最大耐受鹽度<20g/L。在高鹽環(huán)境(鹽度> 2%)下，經(jīng)過(guò)鹽度馴化的淡水活性污泥收到嚴(yán)重抑制，脫氮效率低下甚至完
全停止。(2)適應(yīng)性較差。淡水微生物受鹽度沖擊負(fù)荷影響，鹽度的變化會(huì)導(dǎo)致馴化污泥耐鹽能力的消失，嚴(yán)重干擾處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(3)啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。淡水活性污泥適應(yīng)含鹽環(huán)境往往需要超過(guò)30多天的馴化時(shí)間，而且隨著鹽度的增高，馴化時(shí)間越長(zhǎng)。
目前研究證明馴化淡水活性污泥在不脫鹽、不進(jìn)行鹽度稀釋的情況下進(jìn)行高含鹽廢水生物脫氮處理是不可行的，因此需要尋找另外的方法進(jìn)行生物脫氮。嗜鹽微生物是一類生活在高鹽環(huán)境內(nèi)的極端微生物，廣泛存在于鹽場(chǎng)、鹽湖、土壤等高鹽環(huán)境內(nèi)。根據(jù)鹽度生存范圍(f 30%)，嗜鹽微生物分為耐鹽菌、輕度嗜鹽菌、中度嗜鹽菌和極端嗜鹽菌。這些嗜鹽微生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成獨(dú)特的高滲環(huán)境中生存的能力，具有極為特殊的生理結(jié)構(gòu)和代謝機(jī)制。嗜鹽微生物的細(xì)胞膜、細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)性成分和功能性成分的穩(wěn)定性、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、酶系的性質(zhì)、代謝途徑及信息傳遞、蛋白質(zhì)核酸成分及構(gòu)象等方面為適應(yīng)高鹽環(huán)境而具有特異性。這些耐鹽機(jī)制保證了嗜鹽微生物在高鹽環(huán)境內(nèi)進(jìn)行新陳代謝和生長(zhǎng)。傳統(tǒng)的厭氧-復(fù)合生物膜反應(yīng)器能夠?qū)崿F(xiàn)微生物的生物硝化和反硝化作用，而對(duì)于高鹽條件下氨氮廢水的處理，研究較少。因此本發(fā)明在傳統(tǒng)厭氧-復(fù)合生物膜反應(yīng)器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，在復(fù)合生物膜反應(yīng)器中添加生物填料，通過(guò)維持較多脫氮微生物的生物量提高微生物的硝化作用。同時(shí)進(jìn)一步減少?gòu)U水的處理成本，節(jié)省基建投資。專利申請(qǐng)?zhí)朇N 102153199A公開(kāi)一套能夠快速構(gòu)建并維持高鹽廢水短程脫氮生物處理的裝置及方法，其中裝置主體采用SBR生物反應(yīng)器作為主體，按照間歇方式運(yùn)行，成功構(gòu)建29TlO%的高鹽廢水處理系統(tǒng)，以河?？诘啄嘟臃N在裝置里，處理含鹽量2.8% 3.3%的生活污水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠克服傳統(tǒng)微生物馴化脫氮啟動(dòng)周期長(zhǎng)、去除率較低、不穩(wěn)定等制約工程化應(yīng)用的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)在不脫鹽、不進(jìn)行鹽度稀釋的情況下進(jìn)行含鹽廢水生物脫氮處理的高含鹽廢水生物脫氮處理的
>J-U ρ α
裝直。 本發(fā)明所要解決的另一個(gè)問(wèn)題是還提供了應(yīng)用上述裝置進(jìn)行高含鹽廢水生物脫氮處理的方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是一種高含鹽廢水生物脫氮處理裝置，其特點(diǎn)是:該裝置包括厭氧反應(yīng)器、復(fù)合生物膜反應(yīng)器、碳源補(bǔ)加槽、進(jìn)水槽和沉淀池；
所述的進(jìn)水槽通過(guò)進(jìn)水管路與厭氧反應(yīng)器連接，在進(jìn)水管路上設(shè)有第一提升泵；
所述的碳源補(bǔ)加槽通過(guò)補(bǔ)加管路與厭氧反應(yīng)器連接，在補(bǔ)加管路上設(shè)有蠕動(dòng)泵；所述的厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有第一加熱控溫裝置和攪拌葉輪，攪拌葉輪與厭氧反應(yīng)器外的攪拌器連接；
所述的厭氧反應(yīng)器通過(guò)輸送管路與復(fù)合生物膜反應(yīng)器連接，在輸送管路上設(shè)有第二提升泵；復(fù)合生物膜反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有第二加熱控溫裝置、生物填料和曝氣頭，曝氣頭通過(guò)曝氣管路與復(fù)合生物膜反應(yīng)器外的曝氣泵連接，曝氣管路上設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)；
在復(fù)合生物膜反應(yīng)器與厭氧反應(yīng)器(之間連接設(shè)有帶第一回流泵的回流管路；復(fù)合生物膜反應(yīng)器還通過(guò)溢流管道與沉淀池連接；沉淀池上還連接設(shè)有上清液排出管路，沉淀池底部設(shè)有帶排空閥的排空管路，排空管路與厭氧反應(yīng)器之間連接有污泥回流管路，污泥回流管路上設(shè)有第二回流泵。本發(fā)明所述的高含鹽廢水生物脫氮處理裝置中:所述的生物填料優(yōu)選為毛絨團(tuán)狀填料，填料層高度占復(fù)合生物膜反應(yīng)器總高度的4(Γ80% ;所述的毛絨團(tuán)狀填料為軟性的塑料或者纖維制成的毛絨團(tuán)狀懸掛填料，單個(gè)填料直徑為150mnT250mm，填料懸掛間距為50mm 150mmo本發(fā)明還提供了一種利用以上技術(shù)方案所述的裝置進(jìn)行高含鹽廢水生物脫氮處理的方法，其特點(diǎn)是，其步驟如下:
(1)將污泥樣品分別接種到厭氧反應(yīng)器、復(fù)合生物膜反應(yīng)器、沉淀池內(nèi)，并保持合適濃度的揮發(fā)性固體物VSS;所述的污泥樣品取自鹽場(chǎng)、鹽堿地或者鹽湖的污泥，鹽度為0.5 10% ；
(2)對(duì)接種后的污泥樣品進(jìn)行活化培養(yǎng)，將生物填料放入復(fù)合生物膜反應(yīng)器內(nèi)，關(guān)閉蠕動(dòng)泵、第一提升泵，開(kāi)啟第二回流泵、第一回流泵；每天在厭氧反應(yīng)器中加入液體培養(yǎng)基A，在復(fù)合生物膜反應(yīng)器、沉淀池內(nèi)加入液體培養(yǎng)基B，最終使上述三個(gè)裝置內(nèi)揮發(fā)性污泥濃度VSS彡2000mg/L ;所述的液體培養(yǎng)基A為:IgKNO3、IgKNO2、0.2gMgS04.7H20、0.1g(NH4)6MO7O24.4Η20、0.5gK2HP04、10g C6H1206、0.5g 蛋白胨、蒸餾水 1000 mL ;所述的液體培養(yǎng)基 B 為:Ig 尿素、IgNa2CO3'0.2gMgS04.7Η20、0.Ig(NH4)6MO7O24.4Η20、0.5g K2HPO4 UOgC6H12O6>0.5g 蛋白胨、蒸餾水 1000 mL ；
(3)在進(jìn)水槽中加入模擬氨氮廢水，并投加工業(yè)氯化鈉配制成適合濃度的含鹽廢水，作為后續(xù)處理裝置的原進(jìn)水；模擬氨氮廢水的質(zhì)量濃度為50mg/L 350mg/L ;所述的氨氮廢水是由尿素、或氯化銨、或硫酸銨或其混合物配制而成；
(4)用第一提升泵將進(jìn)水槽中的廢水沿著進(jìn)水管路進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，與通過(guò)回流管路、第一回流泵回流的復(fù)合生物膜反應(yīng)器中的污泥懸濁液相混合；開(kāi)啟蠕動(dòng)泵，碳源補(bǔ)加槽中的碳源沿著補(bǔ)加管路進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)，在設(shè)定的水力停留時(shí)間內(nèi)完成生物反硝化；第一加熱控溫裝置和第二加熱控溫裝置的溫度維持在在20°C "45°C ；
(5)厭氧反應(yīng)器的出水經(jīng)過(guò)輸送`管路、第二提升泵進(jìn)入復(fù)合生物膜反應(yīng)器，曝氣泵將壓縮空氣沿著曝氣管路傳送至曝氣頭，由曝氣頭將氣體分散成細(xì)小氣泡，供氣速率由轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制，在設(shè)定的水力停留時(shí)間內(nèi)完成好氧硝化階段；
(6 )復(fù)合生物膜反應(yīng)器出水通過(guò)溢流管道進(jìn)入沉淀池內(nèi)，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)完成沉淀，上清液通過(guò)上清液排出管路排出，沉淀池底部污泥通過(guò)污泥回流管道、第二回流泵進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)，適量補(bǔ)充污泥；
(7)待運(yùn)行數(shù)周期之后，將進(jìn)水槽中原有的模擬氨氮廢水換成實(shí)際的高含鹽工業(yè)污水，再按照步驟(4)- (6)運(yùn)行。以上所述的本發(fā)明方法中，進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)特征或者技術(shù)方案是:
1.步驟(I)中，揮發(fā)性固定懸浮物的濃度> 500mg/L。2.步驟(3)中，以一定的濃度梯度加入模擬氨氮廢水，具體方法如下:初期加入氨氮質(zhì)量濃度為50 mg/L，待出水氨氮濃度穩(wěn)定< 15mg/L時(shí)，逐漸提高氨氮濃度，每次提高的幅度為5mg/L 20mg/L,最終氨氮加入質(zhì)量濃度為350mg/L。3.步驟(3)中，進(jìn)水槽(3)中含鹽廢水質(zhì)量濃度為15g/L 75g/L。4.步驟(4)中碳源補(bǔ)加槽(I)中的碳源，是由葡萄糖、或甲醇、或乙酸鈉配制而成。5.步驟(4)中，生物反硝化的水力停留時(shí)間為2 8h ;步驟(5)中，生物硝化的水力停留時(shí)間8 24h ;步驟(6)中沉淀池的水力停留時(shí)間ltT4h。
6.步驟(3)中，進(jìn)水槽(3)中加入模擬氨氮廢水時(shí)，重復(fù)步驟(3廠步驟(6)，運(yùn)行周期為1(Γ40次。7步驟(7)中，當(dāng)進(jìn)水槽(3)中模擬氨氮廢水換成實(shí)際高含鹽廢水后，重復(fù)步驟(4) 步驟(6)，運(yùn)行周期為5 20次。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(I)本發(fā)明將傳統(tǒng)的厭氧-好氧裝置進(jìn)行改進(jìn)，采用厭氧-復(fù)合生物膜反應(yīng)器進(jìn)行含鹽廢水的生物脫氮處理，脫氮微生物接觸并降解生物填料截留的有機(jī)物，減少污泥的損失，具有較高的容積負(fù)荷及微生物濃度。(2)本發(fā)明采用厭氧-復(fù)合生物 膜反應(yīng)器進(jìn)行含鹽廢水的生物脫氮處理，提高了硝化和反硝化速率，減少了裝置的體積大小。反應(yīng)速度的提高，降低了基建投資和運(yùn)行成本。(3)本發(fā)明構(gòu)建的一種高含鹽廢水生物脫氮處理的裝置及方法，處理效果穩(wěn)定，耐受較大的沖擊負(fù)荷。由于采用鹽場(chǎng)的污泥樣品，里面含有大量的嗜鹽菌群，適應(yīng)廣泛的鹽度范圍。(4)本發(fā)明構(gòu)建的一種高含鹽廢水生物脫氮處理的裝置及方法啟動(dòng)時(shí)間短，能夠快速穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)含鹽廢水生物托處理，操作簡(jiǎn)單方便，利于工程化的推廣。


圖1為本發(fā)明裝置的一種結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明方法中模擬合成氨廢水進(jìn)水、出水氨氮質(zhì)量濃度及氨氮去除率；
圖3為本發(fā)明方法中含鹽丙烯腈廢水進(jìn)水、出水氨氮質(zhì)量濃度及氨氮去除率。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，參照?qǐng)D1，一種高含鹽廢水生物脫氮處理裝置，該裝置包括厭氧反應(yīng)器
9、復(fù)合生物膜反應(yīng)器17、碳源補(bǔ)加槽1、進(jìn)水槽3和沉淀池22 ；
所述的進(jìn)水槽3通過(guò)進(jìn)水管路5與厭氧反應(yīng)器9連接，在進(jìn)水管路5上設(shè)有第一提升泵4 ;
所述的碳源補(bǔ)加槽I通過(guò)補(bǔ)加管路6與厭氧反應(yīng)器9連接，在補(bǔ)加管路6上設(shè)有蠕動(dòng)泵2 ;
所述的厭氧反應(yīng)器9內(nèi)設(shè)有第一加熱控溫裝置7和攪拌葉輪8，攪拌葉輪8與厭氧反應(yīng)器9外的攪拌器10連接；
所述的厭氧反應(yīng)器9通過(guò)輸送管路11與復(fù)合生物膜反應(yīng)器17連接，在輸送管路11上設(shè)有第二提升泵12 ;復(fù)合生物膜反應(yīng)器17內(nèi)設(shè)有第二加熱控溫裝置16、生物填料14和曝氣頭15，曝氣頭15通過(guò)曝氣管路20與復(fù)合生物膜反應(yīng)器17外的曝氣泵19連接，曝氣管路20上設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)18 ；
在復(fù)合生物膜反應(yīng)器17與厭氧反應(yīng)器9之間連接設(shè)有帶第一回流泵27的回流管路28 ;復(fù)合生物膜反應(yīng)器17還通過(guò)溢流管道21與沉淀池22連接；沉淀池22上還連接設(shè)有上清液排出管路24，沉淀池22底部設(shè)有帶排空閥23的排空管路13，排空管路13與厭氧反應(yīng)器9之間連接有污泥回流管路25，污泥回流管路25上設(shè)有第二回流泵26。
實(shí)施例2，實(shí)施例1所述的高含鹽廢水生物脫氮處理裝置中:所述的生物填料14為毛絨團(tuán)狀填料，填料層高度占復(fù)合生物膜反應(yīng)器17總高度的4(Γ80% ;所述的毛絨團(tuán)狀填料為軟性的塑料或者纖維制成的毛絨團(tuán)狀懸掛填料，單個(gè)填料直徑為150mnT250mm，填料懸掛間距為50mm 150mm。實(shí)施例3，一種利用實(shí)施例1或2所述的裝置進(jìn)行高含鹽廢水生物脫氮處理的方法，其步驟如下:
(1)將污泥樣品分別接種到厭氧反應(yīng)器9、復(fù)合生物膜反應(yīng)器17、沉淀池22內(nèi)，并保持合適濃度的揮發(fā)性固體物VSS ;所述的污泥樣品取自鹽場(chǎng)、鹽堿地或者鹽湖的污泥，鹽度為0.5 10% ；
(2)對(duì)接種后的污泥樣品進(jìn)行活化培養(yǎng)，將生物填料14放入復(fù)合生物膜反應(yīng)器17內(nèi)，關(guān)閉蠕動(dòng)泵2、第一提升泵4，開(kāi)啟第二回流泵26、第一回流泵27 ;每天在厭氧反應(yīng)器9中加入液體培養(yǎng)基A，在復(fù)合生物膜反應(yīng)器17、沉淀池22內(nèi)加入液體培養(yǎng)基B，最終使上述三個(gè)裝置內(nèi)揮發(fā)性污泥濃度VSS彡2000mg/L ;所述的液體培養(yǎng)基A為:IgKN03、IgKNO2、0.2gMgS04.7Η20、0.Ig(NH4)6MO7O24.4Η20、0.5gK2HP04、10g C6H1206、0.5g 蛋白胨、蒸餾水 1000mL ;所述的液體培養(yǎng)基 B 為:Ig 尿素、lgNa2C03、0.2gMgS04.7Η20、0.Ig(NH4)6MO7O24.4Η20、0.5g K2HPO4 UOg C6H12O6^0.5g 蛋白胨、蒸餾水 1000 mL ；
(3)在進(jìn)水槽3中加入模擬氨氮廢水，并投加工業(yè)氯化鈉配制成適合濃度的含鹽廢水，作為后續(xù)處理裝置的原進(jìn)水；模擬氨氮廢水的質(zhì)量濃度為50mg/L 350mg/L ;所述的氨氮廢水是由尿素、或氯化銨、或硫酸銨或其混合物配制而成；
(4)用第一提升泵4將進(jìn)水槽3中的廢水沿著進(jìn)水管路5進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器9，與通過(guò)回流管路28、第一回流泵27回流的復(fù)合生物膜反應(yīng)器17中的污泥懸濁液相混合；開(kāi)啟蠕動(dòng)泵2，碳源補(bǔ)加槽I中的碳源沿著補(bǔ)加管路6進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器9內(nèi)，在設(shè)定的水力停留時(shí)間內(nèi)完成生物反硝化；第一加熱控溫裝置7和第二加熱控溫裝置16的溫度維持在在20 0C "45 0C ；
(5)厭氧反應(yīng)器9的出水經(jīng)過(guò)輸送管路11、第二提升泵12進(jìn)入復(fù)合生物膜反應(yīng)器17，曝氣泵19將壓縮空氣沿著曝氣管路20傳送至曝氣頭15，由曝氣頭15將氣體分散成細(xì)小氣泡，供氣速率由轉(zhuǎn)子流量計(jì)18控制，在設(shè)定的水力停留時(shí)間內(nèi)完成好氧硝化階段；
(6)復(fù)合生物膜反應(yīng)器17出水通過(guò)溢流管道21進(jìn)入沉淀池22內(nèi)，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)完成沉淀，上清液通過(guò)上清液排出管路24排出，沉淀池22底部污泥通過(guò)污泥回流管道25、第二回流泵26進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器9內(nèi)，適量補(bǔ)充污泥；
(7)待運(yùn)行數(shù)周期之后，將進(jìn)水槽3中原有的模擬氨氮廢水換成實(shí)際的高含鹽工業(yè)污水，再按照步驟(4)- (6)運(yùn)行。實(shí)施例4，實(shí)施例3所述的方法的步驟(I)中，揮發(fā)性固定懸浮物的濃度> 500mg/L0實(shí)施例5，實(shí)施例3所述的方法的步驟(3)中，以一定的濃度梯度加入模擬氨氮廢水，具體方法如下:初期加入氨氮質(zhì)量濃度為50 mg/L，待出水氨氮濃度穩(wěn)定< 15mg/L時(shí)，逐漸提高氨氮濃度，每次提高的幅度為5mg/L 20mg/L，最終氨氮加入質(zhì)量濃度為350mg/L。實(shí)施例6，實(shí)施例3所述的方法的步驟(3)中，進(jìn)水槽3中含鹽廢水質(zhì)量濃度為15g/L 75g/L。
實(shí)施例7，實(shí)施例3所述的方法的步驟(4)中碳源補(bǔ)加槽I中的碳源，是由葡萄糖、或甲醇、或乙酸鈉配制而成。
實(shí)施例8，實(shí)施例3所述的方法的步驟(4)中，生物反硝化的水力停留時(shí)間為2 8h ；步驟(5)中，生物硝化的水力停留時(shí)間8 24h ;步驟(6)中沉淀池的水力停留時(shí)間Ihlh。實(shí)施例9，實(shí)施例3所述的方法的步驟(3)中，進(jìn)水槽(3)中加入模擬氨氮廢水時(shí)，重復(fù)步驟(3) 步驟(6)，運(yùn)行周期為1(Γ40次。實(shí)施例10，實(shí)施例3所述的方法的步驟(7)中，當(dāng)進(jìn)水槽(3)中模擬氨氮廢水換成實(shí)際高含鹽廢水后，重復(fù)步驟(4) 步驟(6)，運(yùn)行周期為5 20次。實(shí)施例11，利用實(shí)施例1或2所述的裝置進(jìn)行含鹽合成氨廢水生物脫氮處理的方法，包括以下步驟:
步驟1，取自青海某鹽湖的污泥樣品分別接種到厭氧反應(yīng)器9、復(fù)合生物膜反應(yīng)器17、沉淀池22內(nèi)，使揮發(fā)性固體物(VSS)約為1000mg/L。其中污泥樣品的鹽度為1.5%。步驟2，對(duì)接種后的污泥樣品進(jìn)行活化培養(yǎng)，將生物填料放入復(fù)合生物膜反應(yīng)器17內(nèi)，關(guān)閉蠕動(dòng)泵2、第一提升泵4，開(kāi)啟第二回流泵26、第一回流泵27。每天在厭氧反應(yīng)器 9 在加入液體培養(yǎng)基 A:lgKN03> IgKNO2^0.2gMgS04.7Η20、0.Ig(NH4)6MO7O24.4Η20、0.5gK2HP04、IOg C6H1206、0.5g蛋白胨、蒸餾水1000 mL ;在復(fù)合生物膜反應(yīng)器17、沉淀池22內(nèi)加入液體培養(yǎng)基B:液體培養(yǎng)基B為:Ig尿素、lgNa2C03、0.2gMgS04.7H20、0.1g(NH4)6MO7O24.4Η20、0.5g K2HPO4 UOg C6H1206、0.5g 蛋白胨、蒸餾水 1000 mL，最終使上述三個(gè)裝置內(nèi)揮發(fā)性污泥濃度(VSS)彡3000mg/L。步驟3，在進(jìn)水槽3中初期加入尿素配制的50mg/L的含氨氮廢水，投加工業(yè)氯化鈉配制成鹽度為2%的鹽水，作為反應(yīng)器的原進(jìn)水。在進(jìn)水槽3中加入模擬氨氮廢水時(shí)，需出水氨氮質(zhì)量濃度< 15mg/時(shí)方可加入，以避免過(guò)高的氨氮濃度毒害甚至抑制微生物的生長(zhǎng)，每次按照15 mg/L的幅度逐漸提高,最終使氨氮濃度為350mg/L。步驟4，用第一提升泵4將進(jìn)水槽3中的廢水沿著進(jìn)水管路5進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器9，與通過(guò)回流管道28、第一回流泵27回流的復(fù)合生物膜反應(yīng)器17中的污泥懸濁液相混合。在碳源補(bǔ)加槽I配制葡萄糖溶液，開(kāi)啟蠕動(dòng)泵2，葡萄糖溶液沿著補(bǔ)加管路6進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)，第一提升泵4將4h內(nèi)完成生物反硝化。步驟5，厭氧反應(yīng)器9出水經(jīng)過(guò)輸送管路11、第二提升泵12進(jìn)入復(fù)合生物膜反應(yīng)器17，曝氣泵19將壓縮空氣沿著曝氣管路20傳送至曝氣頭15，由曝氣頭15將氣體分散成細(xì)小氣泡，供氣速率由轉(zhuǎn)子流量計(jì)18控制，在IOh內(nèi)完成好氧硝化階段。步驟6，復(fù)合生物膜反應(yīng)器17出水通過(guò)溢流管道21進(jìn)入沉淀池22內(nèi)，在Ih內(nèi)完成沉淀，上清液通過(guò)排水管道24排出，沉淀池22底部污泥通過(guò)污泥回流管道25、第二回流泵26進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器9內(nèi)，以補(bǔ)充污泥的損失。步驟7，進(jìn)水槽3中模擬氨氮廢水的運(yùn)行周期為30次。運(yùn)行周期結(jié)束后，模擬氨氮廢水換成合成氨廢水，其中水質(zhì)情況如下:C0D濃度為500mg/L、氨氮濃度為150mg/L左右、pH為6 9。投加工業(yè)氯化鈉配制成鹽度為1.5%的合成氨廢水,運(yùn)行周期為10次。進(jìn)水槽3中的含鹽合成氨廢水經(jīng)第一提升泵4沿著進(jìn)水管路5進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器9，與通過(guò)回流管路28、第一回流泵27回流的復(fù)合生物膜反應(yīng)器17中的污泥懸濁液相混合。在碳源補(bǔ)加槽I配制葡萄糖溶液，開(kāi)啟蠕動(dòng)泵2，葡萄糖溶液沿著補(bǔ)加管路6進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)，第一提升泵4將4h內(nèi)完成生物反硝化。厭氧反應(yīng)器9出水經(jīng)過(guò)輸送管路11、第二提升泵12進(jìn)入復(fù)合生物膜反應(yīng)器17，曝氣泵19將壓縮空氣沿著曝氣管路20傳送至曝氣頭15，由曝氣頭15將氣體分散成細(xì)小氣泡，供氣速率由轉(zhuǎn)子流量計(jì)18控制，在IOh內(nèi)完成好氧硝化階段。復(fù)合生物膜反應(yīng)器17出水通過(guò)溢流管道21進(jìn)入沉淀池22內(nèi)，在Ih內(nèi)完成沉淀，上清液通過(guò)上清液排水管路24排出，沉淀池22底部污泥通過(guò)污泥回流管道25、第二回流泵26進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器9內(nèi)，以補(bǔ)充污泥的損失。利用上述裝置運(yùn)行后，氨氮平均去除率在98.7%以上。其效果參照?qǐng)D2。實(shí)施例12，利用實(shí)施例1或2裝置進(jìn)行含鹽丙烯腈廢水生物脫氮處理的方法，包括以下步驟:
步驟1，取自連云港某鹽場(chǎng)的污泥樣品分別接種到厭氧反應(yīng)器9、復(fù)合生物膜反應(yīng)器17、沉淀池22內(nèi)，使揮發(fā)性固體物(VSS)約為1500mg/L。其中污泥樣品的鹽度為2%。步驟2，對(duì)接種后的污泥樣品進(jìn)行活化培養(yǎng)，將生物填料放入復(fù)合生物膜反應(yīng)器17內(nèi)，關(guān)閉蠕動(dòng)泵2、第一提升泵4，開(kāi)啟第二回流泵26、第一回流泵27。每天在厭氧反應(yīng)器 9 在加入液體培養(yǎng)基 A:lgKN03> IgKNO2^0.2gMgS04.7Η20、0.Ig(NH4)6MO7O24.4Η20、
0.5gK2HP04、IOg C6H1206、0.5g蛋白胨、蒸餾水1000 mL ;在復(fù)合生物膜反應(yīng)器17、沉淀池22內(nèi)加入液體培養(yǎng)基B:液體培養(yǎng)基B為:Ig尿素、lgNa2C03、0.2gMgS04.7H20、
0.1g(NH4)6MO7O24.4Η20、0.5g K2HPO4 UOg C6H1206、0.5g 蛋白胨、蒸餾水 1000 mL，最終使上述三個(gè)裝置內(nèi)揮發(fā)性污泥濃度(VSS)彡3500mg/L。步驟3，在進(jìn)水槽3中初期加入尿素配制的50mg/L的含氨氮廢水，投加工業(yè)氯化鈉配制成鹽度為2% 的鹽水，作為反應(yīng)器的原進(jìn)水。在進(jìn)水槽3中加入模擬氨氮廢水時(shí)，需出水氨氮質(zhì)量濃度< 15mg/時(shí)方可加入，以避免過(guò)高的氨氮濃度毒害甚至抑制微生物的生長(zhǎng)，每次按照10 mg/L的幅度逐漸提高,最終使氨氮濃度為350mg/L。步驟4，將第一提升泵4將進(jìn)水槽3中的廢水沿著進(jìn)水管路5進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器9，與通過(guò)回流管路28、第一回流泵27回流的復(fù)合生物膜反應(yīng)器17中的污泥懸濁液相混合。在碳源補(bǔ)加槽I配制葡萄糖溶液，開(kāi)啟蠕動(dòng)泵2，葡萄糖溶液沿著補(bǔ)加管路6進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)，第一提升泵4將4h內(nèi)完成生物反硝化。步驟5，厭氧反應(yīng)器9出水經(jīng)過(guò)輸送管路11、第二提升泵12進(jìn)入復(fù)合生物膜反應(yīng)器17，曝氣泵19將壓縮空氣沿著曝氣管路20傳送至曝氣頭15，由曝氣頭15將氣體分散成細(xì)小氣泡，供氣速率由轉(zhuǎn)子流量計(jì)18控制，在IOh內(nèi)完成好氧硝化階段。步驟6，復(fù)合生物膜反應(yīng)器17出水通過(guò)溢流管道21進(jìn)入沉淀池22內(nèi)，在Ih內(nèi)完成沉淀，上清液通過(guò)上清液排水管路24排出，沉淀池22底部污泥通過(guò)污泥回流管道25、第二回流泵26進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器9內(nèi)，以補(bǔ)充污泥的損失。步驟7，進(jìn)水槽3中模擬氨氮廢水運(yùn)行周期為30次。運(yùn)行結(jié)束后,模擬氨氮廢水換成實(shí)際的含鹽丙烯腈廢水，運(yùn)行20次。其中水質(zhì)情況如下:C0D濃度為2000mg/L、氨氮濃度為 15(T200mg/L、pH 為 8 10、鹽度(以 NaCl 計(jì))為 2.5%。進(jìn)水槽3中的含鹽丙烯腈廢水經(jīng)第一提升泵4沿著進(jìn)水管路5進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器9，與通過(guò)加流管路28、第一回流泵27回流的復(fù)合生物膜反應(yīng)器17中的污泥懸濁液相混合。在碳源補(bǔ)加槽I配制葡萄糖溶液，開(kāi)啟蠕動(dòng)泵2，葡萄糖溶液沿著補(bǔ)加管路6進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)，第一提升泵4將4h內(nèi)完成生物反硝化。厭氧反應(yīng)器9出水經(jīng)過(guò)輸送管道11、第二提升泵12進(jìn)入復(fù)合生物膜反應(yīng)器17，曝氣泵19將壓縮空氣沿著曝氣管路20傳送至曝氣頭15，由曝氣頭15將氣體分散成細(xì)小氣泡，供氣速率由轉(zhuǎn)子流量計(jì)18控制，在IOh內(nèi)完成好氧硝化階段。復(fù)合生物膜反應(yīng)器17出水通過(guò)溢流管道21進(jìn)入沉淀池22內(nèi)，在Ih內(nèi)完成沉淀，上清液通過(guò)上清液排水管路24排出，沉淀池22底部污泥通過(guò)污泥回流管道25、第二回流泵26進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器9內(nèi)，以補(bǔ)充污泥的損失。利用上述裝置 運(yùn)行后，氨氮平均去除率在97.1%以上，其效果可參見(jiàn)圖3。
權(quán)利要求
1.一種高含鹽廢水生物脫氮處理裝置，其特征在于:該裝置包括厭氧反應(yīng)器、復(fù)合生物膜反應(yīng)器、碳源補(bǔ)加槽、進(jìn)水槽和沉淀池； 所述的進(jìn)水槽通過(guò)進(jìn)水管路與厭氧反應(yīng)器連接，在進(jìn)水管路上設(shè)有第一提升泵； 所述的碳源補(bǔ)加槽通過(guò)補(bǔ)加管路與厭氧反應(yīng)器連接，在補(bǔ)加管路上設(shè)有蠕動(dòng)泵； 所述的厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有第一加熱控溫裝置和攪拌葉輪，攪拌葉輪與厭氧反應(yīng)器外的攪拌器連接； 所述的厭氧反應(yīng)器通過(guò)輸送管路與復(fù)合生物膜反應(yīng)器連接，在輸送管路上設(shè)有第二提升泵；復(fù)合生物膜反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有第二加熱控溫裝置、生物填料和曝氣頭，曝氣頭通過(guò)曝氣管路與復(fù)合生物膜反應(yīng)器外的曝氣泵連接，曝氣管路上設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)； 在復(fù)合生物膜反應(yīng)器與厭氧反應(yīng)器之間連接設(shè)有帶第一回流泵的回流管路；復(fù)合生物膜反應(yīng)器還通過(guò)溢流管道與沉淀池連接；沉淀池上還連接設(shè)有上清液排出管路，沉淀池底部設(shè)有帶排空閥的排空管路，排空管路與厭氧反應(yīng)器之間連接有污泥回流管路，污泥回流管路上設(shè)有第二回流泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含鹽廢水生物脫氮處理裝置，其特征在于:所述的生物填料為毛絨團(tuán)狀填料，填料層高度占復(fù)合生物膜反應(yīng)器總高度的4(Γ80% ;所述的毛絨團(tuán)狀填料為軟性的塑料或者纖維制成的毛絨團(tuán)狀懸掛填料，單個(gè)填料直徑為150mnT250mm，填料懸掛間距為50mm 150mm。
3.一種利用權(quán)利要求1或2所述的裝置進(jìn)行高含鹽廢水生物脫氮處理的方法，其特征在于，其步驟如下: (1)將污泥樣品分別接種到厭氧反應(yīng)器、復(fù)合生物膜反應(yīng)器、沉淀池內(nèi)，并保持合適濃度的揮發(fā)性固體物VSS ;所述的污泥樣品取自鹽場(chǎng)、鹽堿地或者鹽湖的污泥，鹽度為.0.5 10% ； (2)對(duì)接種后的污泥樣品進(jìn)行活化培養(yǎng)，將生物填料放入復(fù)合生物膜反應(yīng)器內(nèi)，關(guān)閉蠕動(dòng)泵、第一提升泵，開(kāi)啟第二回流泵、第一回流泵；每天在厭氧反應(yīng)器中加入液體培養(yǎng)基A，在復(fù)合生物膜反應(yīng)器、沉淀池內(nèi)加入液體培養(yǎng)基B，最終使上述三個(gè)裝置內(nèi)揮發(fā)性污泥濃度VSS彡2000mg/L ;所述的液體培養(yǎng)基A為:IgKNO3、IgKNO2、0.2gMgS04.7H20、.0.1g(NH4)6MO7O24.4Η20、0.5gK2HP04、10g C6H1206、0.5g 蛋白胨、蒸餾水 1000 mL ;所述的液體培養(yǎng)基 B 為:Ig 尿素、IgNa2CO3'0.2gMgS04.7Η20、0.Ig(NH4)6MO7O24.4Η20、0.5g K2HPO4 UOgC6H12O6>0.5g 蛋白胨、蒸餾水 1000 mL ； (3)在進(jìn)水槽中加入模擬氨氮廢水，并投加工業(yè)氯化鈉配制成適合濃度的含鹽廢水，作為后續(xù)處理裝置的原進(jìn)水；模擬氨氮廢水的質(zhì)量濃度為50mg/L 350mg/L ;所述的氨氮廢水是由尿素、或氯化銨、或硫酸銨或其混合物配制而成； (4)用第一提升泵將進(jìn)水槽中的廢水沿著進(jìn)水管路進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，與通過(guò)回流管路、第一回流泵回流的復(fù)合生物膜反應(yīng)器中的污泥懸濁液相混合；開(kāi)啟蠕動(dòng)泵，碳源補(bǔ)加槽中的碳源沿著補(bǔ)加管路進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)，在設(shè)定的水力停留時(shí)間內(nèi)完成生物反硝化；第一加熱控溫裝置和第二加熱控溫裝置的溫度維持在在20°C "45°C ； (5)厭氧反應(yīng)器的出水經(jīng)過(guò)輸送管路、第二提升泵進(jìn)入復(fù)合生物膜反應(yīng)器，曝氣泵將壓縮空氣沿著曝氣管路傳送至曝氣頭，由曝氣頭將氣體分散成細(xì)小氣泡，供氣速率由轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制，在設(shè)定的水力停留時(shí)間內(nèi)完成好氧硝化階段；(6 )復(fù)合生物膜反應(yīng)器出水通過(guò)溢流管道進(jìn)入沉淀池內(nèi)，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)完成沉淀，上清液通過(guò)上清液排出管路排出，沉淀池底部污泥通過(guò)污泥回流管道、第二回流泵進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)，適量補(bǔ)充污泥； (7)待運(yùn)行數(shù)周期之后，將進(jìn)水槽中原有的模擬氨氮廢水換成實(shí)際的高含鹽工業(yè)污水，再按照步驟(4)- (6)運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(I)中，揮發(fā)性固定懸浮物的濃度^ 500mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(3)中，以一定的濃度梯度加入模擬氨氮廢水，具體方法如下:初期加入氨氮質(zhì)量濃度為50 mg/L，待出水氨氮濃度穩(wěn)定^ 15mg/L時(shí),逐漸提聞氣氣濃度,每次提聞的幅度為5mg/L 20mg/L,最終氣氣加入質(zhì)量濃度為 350mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(3)中，進(jìn)水槽中含鹽廢水質(zhì)量濃度為 15g/L 75g/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(4)中碳源補(bǔ)加槽中的碳源，是由葡萄糖、或甲醇、或乙酸鈉配制而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(4)中，生物反硝化的水力停留時(shí)間為2 8h ;步驟(5)中，生物硝化的水力停留時(shí)間8 24h ;步驟(6)中沉淀池的水力停留時(shí)間lh 4h。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(3)中，進(jìn)水槽中加入模擬氨氮廢水時(shí)，重復(fù)步驟(3 ) 步驟(6 )，運(yùn)行周期為1(Γ40次。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(7)中，當(dāng)進(jìn)水槽中模擬氨氮廢水換成實(shí)際高含鹽廢水后，重復(fù)步驟(4) 步驟(6)，運(yùn)行周期為5 20次。
全文摘要
本發(fā)明是一種高含鹽廢水生物脫氮處理裝置，該裝置采用厭氧-復(fù)合生物膜反應(yīng)器作為主體，按照連續(xù)的方式運(yùn)行。其中復(fù)合生物膜反應(yīng)器中采用生物填料，由生物膜法與活性污泥法結(jié)合的復(fù)合生物反應(yīng)區(qū)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種高含鹽廢水生物脫氮處理的方法，該方法是將采集的含鹽底泥接種在裝置中，以含鹽量15g/L~75g/L的模擬氨氮廢水作為進(jìn)水，連續(xù)運(yùn)行10~40次后，加入實(shí)際的高含鹽工業(yè)廢水夠，連續(xù)運(yùn)行5~20次，可以快速構(gòu)建高含鹽廢水生物脫氮處理系統(tǒng)。構(gòu)建的生物脫氮處理系統(tǒng)能夠?qū)}量為1.5~10%高鹽廢水穩(wěn)定高效的處理。實(shí)現(xiàn)在不脫鹽、不進(jìn)行鹽度稀釋的情況下進(jìn)行生物脫氮處理?？朔⑸稃}度馴化時(shí)間較長(zhǎng)、不穩(wěn)定等嚴(yán)重制約工程應(yīng)用的問(wèn)題，同時(shí)能夠進(jìn)一步降低處理成本，在保證出水水質(zhì)安全與穩(wěn)定的前提下，提高處理效率，節(jié)省運(yùn)行能耗和費(fèi)用。
文檔編號(hào)C02F9/14GK103183455SQ20131012322
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者張彬彬, 王克云, 劉娟, 田鳳蓉, 楊志林, 王開(kāi)春, 徐軍, 董自斌 申請(qǐng)人:中藍(lán)連海設(shè)計(jì)研究院