一種處理高氨氮制藥廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種處理高氨氮制藥廢水的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高氨氮廢水是化工行業(yè)常見的難處理廢水，主要來自于制藥、焦化、煤氣、味精、化 肥、養(yǎng)殖等行業(yè)，其氨氮濃度高于市政污水，直接排入水體將引起富營養(yǎng)化，對自然水體的 水質(zhì)具有破壞作用并使得水體感官惡化。氨氮(NH 3-N)即氨態(tài)氮，就是以氨的形態(tài)存在于水 中的氮。氨氮都是以銨鹽(NH4+)和游離氨(NH 3)兩種形態(tài)存在，其比例高低取決于廢水的pH 值。當(dāng)pH值高時(shí)，游離氨的比例就高，pH值低時(shí)，銨鹽的比例就高，銨鹽和游離氨的比例隨著 廢水pH值的變化而變化。處理高氨氮廢水的方法通常包括物化法和生化法。
[0003] 例如，中國專利申請?zhí)枮?01510371316.6,申請公布日為2015年9月9日的專利申 請文件公開了一種高濃度氨氮廢水的處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)包括依次相連的預(yù)處理系統(tǒng)、 增濃節(jié)能裝置、汽提塔、冷凝器和氨水儲(chǔ)罐，該發(fā)明的處理系統(tǒng)操作簡單、設(shè)備投資少。中國 專利申請?zhí)枮?01510532798.9,申請公布日為2015年12月16日的專利申請文件公開了一種 高濃度氨氮廢水處理設(shè)備及工藝，包括內(nèi)部設(shè)置調(diào)節(jié)單元、吹脫塔、短程硝化單元、反硝化 單元和設(shè)備間。其工藝是將高濃度氨氮廢水先進(jìn)入調(diào)節(jié)單元，調(diào)節(jié)pH到10.0~11.0后提升 到吹脫塔，吹脫塔出水回調(diào)pH至6~9,然后進(jìn)入短程硝化單元，最后進(jìn)入反硝化單元。該發(fā) 明適合于高濃度氨氮廢水處理，采用吹脫去氮和短程硝化反硝化生物除氮相結(jié)合，設(shè)備簡 單，操作方便。但是采用氨吹脫工藝時(shí)，吹脫效果不穩(wěn)定，而且吹脫的廢氣不做二次處理將 對大氣環(huán)境造成污染;采用閃蒸技術(shù)時(shí)效果較好但是運(yùn)行費(fèi)用較高;直接外排會(huì)破壞接納 水體水質(zhì)，降低水體經(jīng)濟(jì)價(jià)值和美學(xué)價(jià)值;采用常規(guī)生化技術(shù)處理時(shí)，會(huì)因氨氮含量過高而 對生物菌種產(chǎn)生抑制作用，嚴(yán)重制約了生化處理效果，使得工廠的廢水無法達(dá)標(biāo)排放。因 此，防止水體高氨氮污水污染社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。
[0004]在廢水中，銨鹽(NH4+)和游離氨(NH3)可以相互轉(zhuǎn)化，其計(jì)算公式如公式（1)所示。 已有文獻(xiàn)和自身試驗(yàn)表明，廢水中NH3超過10mg/L就會(huì)對氨氧化菌(AOB)活性產(chǎn)生抑制作 用，使得NH/無法被氧化，已有文獻(xiàn)和專利中有利用游離氨對亞硝酸鹽氧化菌(NOB)的抑制 實(shí)現(xiàn)短程硝化的報(bào)道，但是通過解除游離氨對AOB的抑制實(shí)現(xiàn)正常氨氧化的技術(shù)并未見于 相關(guān)文獻(xiàn)和專利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 1.要解決的問題
[0006] 針對現(xiàn)有的高濃度氨氮廢水處理方法存在成本高、處理效果不穩(wěn)定等問題，本發(fā) 明提供一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，通過解除游離氨對AOB的抑制作用，以達(dá) 到提高氨氮氧化效率的目的。
[0007] 2.技術(shù)方案
[0008] 為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0009] -種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，其步驟為：
[0010] ⑴實(shí)時(shí)監(jiān)測厭氧系統(tǒng)出水或A/ο系統(tǒng)進(jìn)水中的即時(shí)NH4+-N濃度、溫度T和pH;
[0011] (2)根據(jù)步驟（1)中測定的即時(shí)NH/-N濃度、溫度T和pH計(jì)算水中即時(shí)游離氨濃度， 比較即時(shí)游離氨濃度與游離氨對AOB的抑制閾值，如果即時(shí)游離氨濃度超過抑制閾值則根 據(jù)抑制閾值、即時(shí)NH4+-N濃度和溫度T計(jì)算出相應(yīng)的臨界pH值；
[0012] ⑶調(diào)節(jié)控制硝化過程中廢水的pH值恒定在稍低于臨界pH值的條件下運(yùn)行。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟(2)中計(jì)算水中即時(shí)游離氨濃度和臨界pH值的公式為：
[0015] 其中，為水中即時(shí)游離氨NH3-N的濃度，mg/L;
[0016] Y為步驟(1)中測定的即時(shí)NH4+-N濃度，mg/L;
[0017] T為步驟(1)中測定的水溫，°C ;
[0018] pH為步驟(1)中測定的pH值，無量綱。
[0019] 優(yōu)選地，所述游離氨對氨氧化菌的抑制閾值為l〇mg/L，即超過此值就會(huì)出現(xiàn)游離 氨對AOB的抑制作用。
[0020] 優(yōu)選地，所述步驟(3)中控制硝化過程中廢水的運(yùn)行pH值比臨界pH值低0.2~0.5， 此數(shù)據(jù)由試驗(yàn)得出。
[0021] 優(yōu)選地，所述步驟(3)中用NaOH或HCl溶液調(diào)節(jié)控制硝化過程中廢水的運(yùn)行pH值。
[0022] 3.有益效果
[0023] 相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：
[0024] (1)本發(fā)明不改變現(xiàn)有工藝，不增加額外構(gòu)筑物，僅需要增加在線監(jiān)測系統(tǒng)和PLC 加藥控制系統(tǒng)；
[0025] (2)本發(fā)明使得整個(gè)硝化過程運(yùn)行在接近臨界pH值的較高pH值下，可以解除游離 氨對氨氧化菌的抑制作用，并可以有效增加氨氮氧化率，使得整體氨氧率達(dá)到95 %以上； [0026] (3)本發(fā)明避免了物化法處理高氨氮時(shí)工藝復(fù)雜、效果不夠穩(wěn)定、易造成二次污染 的弊端；
[0027] (4)本發(fā)明為高氨氮廢水生化處理這一難題提供了有益的技術(shù)支撐；
[0028] (5)本發(fā)明的方法適用于一切需要處理高濃度氨氮廢水的好氧池(0段）。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖；
[0030] 圖2為本發(fā)明中pH值對氨氮轉(zhuǎn)化率的影響圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行描述。
[0032] 實(shí)施例1
[0033]本處理方法應(yīng)用于江蘇濱?；@區(qū)某制藥廠廢水處理站（圖1所示）高氨氮廢 水，其UASB反應(yīng)器出水NH4+-N為116mg/L~446mg/L。
[0034] 如圖1所示，本實(shí)施例的高濃度氨氮廢水采用厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)+A/0的工 藝進(jìn)行生化處理，含氮廢水先經(jīng)過UASB進(jìn)行厭氧發(fā)酵和氨化，在此過程去除大部分的COD， 然后進(jìn)入A/0系統(tǒng)完成反硝化和硝化，并進(jìn)一步去除C0D，為了提高高氨氮廢水的處理效率， 增強(qiáng)脫氮效果，采用以下方法：
[0035] (1)高氨氮廢水流經(jīng)厭氧反應(yīng)器后發(fā)生氨化反應(yīng)，大量NH4+釋放到水中，在線監(jiān)測 厭氧反應(yīng)器的出水中即時(shí)NH/-N濃度、溫度T和pH值，在線監(jiān)測數(shù)據(jù)傳入電腦，根據(jù)公式（1) 并按如上所述技術(shù)方案，首先根據(jù)監(jiān)測的即時(shí)NH/-N濃度、溫度T和pH值計(jì)算出，即為 水中即時(shí)游離氨Mfe-N的濃度，如果計(jì)算出的.大于制閾值(10mg/L)，則根據(jù)抑制閾值、 即時(shí)NH4+-N濃度和溫度T計(jì)算出相應(yīng)的臨界pH值；
[0037] 其中，為水中即時(shí)游離氨NH3-N的濃度，mg/L;本實(shí)施例中以抑制閾值10mg/L 計(jì)算；
[0038] J為步驟（1)中測定的即時(shí)NH4+-N濃度，mg/L;
[0039] T為步驟(1)中測定的水溫，°C;
[0040 ] pH為步驟(1)中測定的pH值，無量綱。
[0041 ]本實(shí)施例中的臨界pH是即時(shí)在線變化的，平均值約為8.5。
[0042]游離氨對氨氧化菌的抑制閾值為10mg/L，即超過此值即會(huì)出現(xiàn)游離氨對AOB的抑 制作用，本實(shí)施例的抑制閾值是在現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上結(jié)合試驗(yàn)得到的。
[0043] (2)根據(jù)抑制閾值計(jì)算得到的臨界pH值，通過酸堿加藥罐向好氧池投加酸或者堿， 將硝化階段運(yùn)行PH值調(diào)制接近臨界pH值運(yùn)行，即臨界pH值向下波動(dòng)0.2~0.5，試驗(yàn)結(jié)果表 明相對較高的運(yùn)行pH值有利于提高氨氧化率，硝化過程中氨氧化率隨著pH的增加而增加 (圖2所示）；
[0044] (3)通過此控制方法，控制游離氨一直處于抑制閾值以下，硝化過程將運(yùn)行在無游 離氨抑制的條件下，并把曝氣池溶解氧控制在4~6mg/L，有利于氨氧化菌對NH 4+的氧化。
[0045] 經(jīng)此方法連續(xù)運(yùn)行1個(gè)月，此廢水處理站的氨氮去除率達(dá)95%以上，比沒有采用此 方案時(shí)提高了 45%左右，且出水NH/-N穩(wěn)定，均小于50mg/L，達(dá)到園區(qū)污水廠接管標(biāo)準(zhǔn)。采用 此方法處理高氨氮廢水效果良好，達(dá)到一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0046] 本實(shí)施例中，臨界pH與運(yùn)行pH均是隨著進(jìn)水NH/-N濃度和溫度動(dòng)態(tài)變化的，并在較 大的進(jìn)水氨氮范圍內(nèi)反復(fù)證明可靠，適用于一切高氨氮進(jìn)水的曝氣池。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，其步驟為： (1) 實(shí)時(shí)監(jiān)測厭氧系統(tǒng)出水或A/0系統(tǒng)進(jìn)水中的即時(shí)NH4+-腳農(nóng)度、溫度T和pH值； (2) 根據(jù)步驟（1)中測定的即時(shí)NH4+-腳^度、溫度T和pH計(jì)算水中即時(shí)游離氨濃度，比較 即時(shí)游離氨濃度與游離氨對AOB的抑制闊值，如果即時(shí)游離氨濃度超過抑制闊值則根據(jù)抑 審IJ闊值、即時(shí)NH4+-腳農(nóng)度和溫度T計(jì)算出相應(yīng)的臨界pH值； (3) 調(diào)節(jié)控制硝化過程中廢水的pH值恒定在稍低于臨界pH值的條件下運(yùn)行。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，其特征在于:所述 步驟(2)中計(jì)算水中即時(shí)游離氨濃度和臨界pH值的公式為：化)： 其中，為水中即時(shí)游離氨畑3-N的濃度，mg/L; Aw; -y為步驟（1)中測定的即時(shí)N也+-腳農(nóng)度，mg/L; T為步驟(1)中測定的水溫，°C; pH為步驟（1)中測定的pH值，無量綱。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，其特征在于:所述 游離氨對氨氧化菌的抑制闊值為lOmg/L，即超過此值就會(huì)出現(xiàn)游離氨對AOB的抑制作用。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，其特征在于:所述 步驟(3)中控制硝化過程中廢水的運(yùn)行抑值比臨界抑值低0.2~0.5。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，其特征在于:所述 步驟(3)中用NaOH或肥1調(diào)節(jié)控制硝化過程中廢水的運(yùn)行抑值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過解除游離氨對硝化的抑制作用，以達(dá)到氨氧化菌去除高氨氮的目的，包括如下步驟：(1)實(shí)時(shí)監(jiān)測A/O系統(tǒng)進(jìn)水的即時(shí)NH4+-N濃度、溫度T和pH值；(2)由游離氨計(jì)算公式算出即時(shí)游離氨濃度，如果即時(shí)游離氨濃度超過游離氨對氨氧化菌(AOB)的抑制閾值，則根據(jù)抑制閾值計(jì)算出相應(yīng)的臨界pH值；(3)調(diào)節(jié)控制硝化過程中廢水的pH值恒定在稍低于臨界pH值的條件下運(yùn)行。通過調(diào)節(jié)硝化過程的pH值解除游離氨對AOB抑制作用的方法，能使高氨氮制藥廢水中的氨氮去除率達(dá)到95％以上。此方法易于操作，不需要改進(jìn)工藝，簡單實(shí)用。
【IPC分類】C02F3/34, C02F3/30, C02F101/16
【公開號(hào)】CN105540851
【申請?zhí)枴緾N201610152698
【發(fā)明人】戴建軍, 李鵬章
【申請人】南京大學(xué)鹽城環(huán)保技術(shù)與工程研究院
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年3月17日