一種低濃度氨氮廢水的處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，包括預(yù)處理、固定化微生物硝化過程、離子交換處理、檢測排放或回流步驟。該工藝將固定化微生物與離子交換結(jié)合在一起，提高了低濃度氨氮的處理效率，為低濃度氨氮的徹底去除提供了一種新的工藝。微生物經(jīng)固定化后提高了系統(tǒng)中的硝化菌密度，可以高效地將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮，而離子交換樹脂則采用雙柱并聯(lián)，可以交替運(yùn)行和再生，減少了樹脂的用量，延長了樹脂的再生周期，降低了的更換頻率，而且可以達(dá)到連續(xù)穩(wěn)定去除氨氮的效果，操作方便，運(yùn)行成本低，可適用于各種低濃度氨氮廢水的治理。
【專利說明】一種低濃度氨氮廢水的處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢水的處理工藝，特別是涉及一種低濃度氨氮廢水的處理工藝。屬于環(huán)境污染綜合治理【技術(shù)領(lǐng)域】
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，污水排放量逐年增加，同時(shí)化肥、農(nóng)藥以及各種合成洗滌劑的大量使用使得污水中氮營養(yǎng)物質(zhì)已經(jīng)上升為主要污染物。水體中氨氮的突出危害是造成水體的富營養(yǎng)化，水質(zhì)惡化，此外，氨氮和藻類物質(zhì)消耗水中溶解氧，魚蝦類水生動(dòng)植物會(huì)因缺氧大量死亡。隨著《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的實(shí)施，污水中氨氮的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高，許多企業(yè)廢水中氨氮指標(biāo)的達(dá)標(biāo)排放成為一個(gè)亟待解決的問題，特別是經(jīng)過常規(guī)處理后，廢水中仍還含有部分氨氮，這部分低濃度氨氮的處理當(dāng)今廢水領(lǐng)域的研究開發(fā)和應(yīng)用熱點(diǎn)。同時(shí)在水源水遭到輕微污染后也會(huì)含有低濃度氨氮，在城市供水系統(tǒng)中，即使管網(wǎng)中氨氮濃度很低也會(huì)帶來促使細(xì)菌增殖、消耗溶解氧、產(chǎn)生嗅、味及亞硝酸、消耗氯而產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物和非離子氨的生物毒性等一系列問題，因此隨著飲用水水源地受污染加劇，如何高效快速去除水中低濃度氨氮的問題倍受關(guān)注。
[0003]目前在實(shí)際廢水氨氮處理技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的一種方法是活性污泥法，以及在活性污泥法基礎(chǔ)上改進(jìn)的SBR，A/0, A2/0等工藝，這些改造工藝在廢水氨氮去除方面做出了較大貢獻(xiàn)，但也存在各自明顯的不足。如脫氮率低，占地面積大，水力停留時(shí)間長，處理量偏低，自動(dòng)化程度要求高、基建投資大和運(yùn)行費(fèi)用高，動(dòng)力消耗大等問題。其中比較突出的問題是活性污泥中硝化菌群增殖緩慢且反應(yīng)易受外界環(huán)境因素影響并容易從系統(tǒng)中流失，這在低濃度氨氮廢水處理中尤為突出。近年來興起的固定化微生物技術(shù)是用化學(xué)或物理手段將游離微生物定位于限定的空間區(qū)域內(nèi)，并使其保持活性，反復(fù)利用的方法。固定化微生物技術(shù)具有微生物密 度高，流失少，產(chǎn)物易分離，耐毒害和抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理設(shè)備小型化，易操作，穩(wěn)定性強(qiáng)，剩余污泥量少等優(yōu)點(diǎn)。固定化微生物可以將氨氮迅速轉(zhuǎn)化為硝酸氮，根據(jù)這一機(jī)理，本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于把固定化微生物技術(shù)與陰離子交換樹脂聯(lián)用，達(dá)到迅速、高效、徹底去除氨氮的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種操作簡單、處理效率高、可以連續(xù)達(dá)標(biāo)排放或者循環(huán)使用低濃度氨氮廢水的處理工藝。該工藝將固定化微生物與離子交換結(jié)合在一起，提高了低濃度氨氮的處理效率，為低濃度氨氮的徹底去除提供了一種新的工藝。微生物經(jīng)固定化后提高了系統(tǒng)中的硝化菌密度，可以高效地將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮，而離子交換樹脂則采用雙柱并聯(lián)，可以交替運(yùn)行和再生，減少了樹脂的用量，延長了樹脂的再生周期，降低了的更換頻率，而且可以達(dá)到連續(xù)穩(wěn)定去除氨氮的效果，操作方便，運(yùn)行成本低，可適用于各種低濃度氨氮廢水的治理。[0005]本發(fā)明提供了一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，包括如下步驟:
(1)預(yù)處理:對(duì)氨氮濃度低于50mg/L的廢水進(jìn)行預(yù)處理，去除懸浮物和部分有機(jī)物；
(2)固定化微生物硝化過程:將硝化菌濃縮液與海藻酸鈉混合后滴入氯化鈣溶液中，形成固定化微生物凝膠球，并填充在生物反應(yīng)器內(nèi)，底部曝氣，硝化菌顆粒將低濃度的氨氮硝化轉(zhuǎn)化為硝酸氮；
(3)離子交換處理:經(jīng)過固定化微生物處理過的廢水以一定的流速通過并聯(lián)的陰離子樹脂床I，去除硝酸根離子，陰離子樹脂床II備用，當(dāng)樹脂床層I離子交換飽和時(shí)，廢水接入樹脂床II，樹脂床I加入再生液進(jìn)行原位再生，陰離子樹脂床I和II依次進(jìn)行運(yùn)行和再生；
(4)檢測排放或回流:對(duì)離子交換后的出水進(jìn)行檢測，如達(dá)到國家或地方制定的排放或回用標(biāo)準(zhǔn)，則排放或回用，如未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，則回流再次進(jìn)行處理直到達(dá)標(biāo)。
[0006]所述的預(yù)處理，采用活性炭，或石英砂，或細(xì)格柵，或超濾膜技術(shù)處理。
[0007]步驟(2)所述的硝化菌為活性污泥經(jīng)過在好氧條件下培養(yǎng)的硝化細(xì)菌濃縮液，濃度為10~30g/L。
[0008]步驟(2)所述的固定化微生物凝膠球的制備方法如下:按照0.08~2:1~3:1的比例將海藻酸鈉、硝化細(xì)菌濃縮液、水混合后滴加到3%氯化鈣溶液中，固化5~10分鐘后，把聚合成型的凝膠氯化鈣溶液中取出，去離子水清洗，即得到用于降解氨氮的固定化硝化細(xì)菌凝膠球。
[0009]步驟(2)所述的生物反應(yīng)器內(nèi)固定化微生物凝膠球填充率為10~30%，溶解氧濃度維持在3~6mg/L。
[0010]步驟(3)所述的廢水流速為2~20 m/ho
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
I)固定化微生物技術(shù)是一種改進(jìn)的活性污泥法，屬于生物技術(shù)，將活性污泥經(jīng)過在好氧條件下培養(yǎng)的硝化細(xì)菌固定在海藻酸鈉凝膠球內(nèi)，可以保持生物反應(yīng)器內(nèi)較高的硝化菌群數(shù)量，可以通過生物硝化過程迅速高效地將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮，處理效果穩(wěn)定且沒有二次污染。
[0012]2)經(jīng)過固定化微生物的硝化過程后，廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮，再通過并聯(lián)的陰離子交換樹脂，可以減少樹脂消耗，延長再生周期，并能做到連續(xù)處理，降低了運(yùn)行成本。
[0013]3)可以與傳統(tǒng)處理工藝相結(jié)合，作為傳統(tǒng)工藝出水的深度處理，或者作為單獨(dú)的氨氮處理單元用于微污染水源水中的氨氮的去除，工藝組合方便，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的低濃度氨氮處理工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。[0016]實(shí)施例1:
對(duì)廣州某微污染水源水進(jìn)行取樣檢測氨氮濃度為12 mg/L，對(duì)低濃度氨氮水源水進(jìn)行處理，包括步驟如下:
預(yù)處理:取此氨氮廢水100 L，采用石英砂層過濾預(yù)處理，去除大部分固體懸浮物和部分有機(jī)污染物。
[0017]固定化微生物硝化過程:按照1.5:2:1的比例將海藻酸鈉、硝化細(xì)菌濃縮液、水混合后滴加到3%氯化鈣溶液中，固化10分鐘后，把聚合成型的凝膠氯化鈣溶液中取出，去離子水清洗，按照填充率為15%投加到固定化微生物反應(yīng)器內(nèi)，保持反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度維持在4mg/L。將上述預(yù)處理的廢水送入固定化微生物反應(yīng)器，水力停留時(shí)間30分鐘后送入離子交換床進(jìn)行離子交換處理。
[0018]離子交換處理:控制固定化微生物處理過的廢水以10 m/h的流速通過并聯(lián)的陰離子樹脂床I，去除硝酸根離子，陰離子樹脂床II備用，當(dāng)樹脂床層I離子交換飽和時(shí)，廢水接入樹脂床II，樹脂床I加入再生液進(jìn)行原位再生，陰離子樹脂床I和II依次進(jìn)行運(yùn)行和再生；
檢測回用:對(duì)離子交換后的出水進(jìn)行檢測，氨氮濃度為0.22 mg/L，達(dá)到國家制定的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006)中氨氮濃度低于0.5 mg/L，可作為水源水進(jìn)入自來水廠進(jìn)行進(jìn)一步處理。
[0019]整個(gè)處理過程的檢測數(shù)據(jù)如下表:
處理步驟I氨氮濃度(mg/L) I硝酸氮濃度(mg/L) IpH _
初始狀態(tài)_12_I1J_7.02
預(yù)處理~4.56.90
固定化微生物硝化過程—0.2515~5—7.19
離子交換處理0712~0.057.28
去除率|98.2?|96.1%I
實(shí)施例2:
對(duì)江蘇某污水處理的最終出水進(jìn)行取樣檢測氨氮濃度為35 mg/L，對(duì)低濃度氨氮廢水進(jìn)行處理，包括步驟如下:
預(yù)處理:取此氨氮廢水100 L，采用石英砂層過濾預(yù)處理，去除大部分固體懸浮物和部分有機(jī)污染物。
[0020]固定化微生物硝化過程:按照2:3:1的比例將海藻酸鈉、硝化細(xì)菌濃縮液、水混合后滴加到3%氯化鈣溶液中，固化5分鐘后，把聚合成型的凝膠氯化鈣溶液中取出，去離子水清洗，按照填充率為20%投加到固定化微生物反應(yīng)器內(nèi)，保持反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度維持在6mg/L。將上述預(yù)處理的廢水送入固定化微生物反應(yīng)器，水力停留時(shí)間60分鐘后送入離子交換床進(jìn)行離子交換處理。
[0021]離子交換處理:控制固定化微生物處理過的廢水以5 m/h的流速通過并聯(lián)的陰離子樹脂床I，去除硝酸根離子，陰離子樹脂床II備用，當(dāng)樹脂床層I離子交換飽和時(shí)，廢水接入樹脂床II，樹脂床I加入再生液進(jìn)行原位再生，陰離子樹脂床I和II依次進(jìn)行運(yùn)行和再生；
檢測回用:對(duì)離子交換后的出水進(jìn)行檢測，氨氮濃度為4.5 mg/L，達(dá)到國家制定的《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中氨氮濃度低于5 mg/L的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，可以達(dá)標(biāo)排放。[0022] 整個(gè)處理過程的檢測數(shù)據(jù)如下表:
【權(quán)利要求】
1.一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，包括如下步驟: 預(yù)處理:對(duì)氨氮濃度低于50mg/L的廢水進(jìn)行預(yù)處理，去除懸浮物和部分有機(jī)物； 固定化微生物硝化過程:將硝化菌濃縮液與海藻酸鈉混合后滴入氯化鈣溶液中，形成固定化微生物凝膠球，并填充在生物反應(yīng)器內(nèi)，底部曝氣，硝化菌顆粒將低濃度的氨氮硝化轉(zhuǎn)化為硝酸氮； 離子交換處理:經(jīng)過固定化微生物處理過的廢水以一定的流速通過并聯(lián)的陰離子樹脂床I，去除硝酸根離子，陰離子樹脂床II備用，當(dāng)樹脂床層I離子交換飽和時(shí)，廢水接入樹脂床II，樹脂床I加入再生液進(jìn)行原位再生，陰離子樹脂床I和II依次進(jìn)行運(yùn)行和再生； 檢測排放或回流:對(duì)離子交換后的出水進(jìn)行檢測，如達(dá)到國家或地方制定的排放或回用標(biāo)準(zhǔn)，則排放或回用，如未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，則回流再次進(jìn)行處理直到達(dá)標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，所述的預(yù)處理，采用活性炭，或石英砂，或細(xì)格柵，或超濾膜技術(shù)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，步驟(2)所述的硝化菌為活性污泥經(jīng)過在好氧條件下培養(yǎng)的硝化細(xì)菌濃縮液，濃度為10~30g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，步驟(2)所述的固定化微生物凝膠球的制備方法如下:按照0.08~2:1~3:1的比例將海藻酸鈉、硝化細(xì)菌濃縮液、水混合后滴加到3%氯化鈣溶液中，固化5~10分鐘后，把聚合成型的凝膠氯化鈣溶液中取出，去離子水清洗，即得到用于降解氨氮的固定化硝化細(xì)菌凝膠球。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，步驟(2)所述的生物反應(yīng)器內(nèi)固定化微生物凝膠球填充率為10~30%，溶解氧濃度維持在3~6mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，步驟(3)所述的廢水流速為2~20 m/h0
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK103771648SQ201210396964
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月18日
【發(fā)明者】董亞梅, 張豪杰, 王婷, 何丹農(nóng) 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司