沸石強化厭氧氨氧化汙水處理工藝的製作方法
2023-09-19 07:26:50 1
專利名稱：沸石強化厭氧氨氧化汙水處理工藝的製作方法
技術領域：
沸石強化厭氧氨氧化汙水處理工藝，涉及厭氧氨氧化汙水處理和沸石強化生物脫氮汙水處理技術，適用於城市汙水，生活汙水的處理，垃圾滲濾液，低碳氮比廢水的處理。
背景技術：
傳統的生物脫氮技術包括硝化和反硝化兩個階段，硝化和反硝化反應分別由硝化菌和反硝化菌作用完成，由於這兩種菌對環境條件的要求不同，兩個過程不能同時發生，因而由此發展的生物脫氮工藝分為時間和空間上兩種分級硝化反硝化工藝類型。而這樣就導致下列問題的存在(1)硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高的生物濃度，特別是在低溫冬季，因而造成系統總水力停留時間較長，有機負荷較低，增加了基建投資和運行費用；(2)空間上的分級硝化反硝化工藝為維持較高的生物濃度及獲得良好的脫氮效果，必須同時進行汙泥回流和硝化液回流，增加了動力消耗及運行費用；(3)為了中和硝化過程產生的酸度，需要加鹼中和，為了滿足反硝化過程所需的碳源，有時又需要外加碳源，這就大大增加了處理費用；(4)對汙泥的處理處置需要達到「減量化、無害化和穩定化」，其處理處置的過程較為繁瑣，不僅要佔用大量的土地，而且汙泥運行費用也較高。
為克服上述傳統生物脫氮工藝的問題，目前開發了很多新的脫氮技術，例如同步硝化反硝化、短程硝化反硝化和厭氧氨氧化等技術。厭氧氨氧化是指利用微生物的生化作用，以NH4+為電子供體，NO2-、NO3-為電子受體，通過複雜的反應生成N2的過程。其反應過程無須充氧，也不用添加有機碳源進行反硝化，裝置結構簡單，與傳統脫氮工藝相比，可大大降低能源和化學藥劑的消耗，節省基建和運行費用，對汙泥的處理處置比較容易，是一種具有良好市場前景的新技術。但是該工藝還存在以下幾個方面的問題(1)工藝還沒有實現實用化和長期穩定運行；(2)自養型厭氧氨氧化細菌生長緩慢，啟動時間長，反應器水力停留時間也較長；(3)厭氧汙泥沉降性能較差，為使厭氧氨氧化汙泥保留在反應器中以得到足夠多的生物量，需要有效的截留汙泥，但是現有的截留技術還不能夠滿足使用要求。
發明內容
針對現有的厭氧氨氧化的不足之處，本發明提出了利用天然離子交換劑—沸石所具有的對氨氮的優先選擇性，在厭氧條件下去除汙水中氨氮並實現微生物對沸石的再生作用，使汙水中的汙染物和氮在低能耗、低成本的條件下得以有效去除的沸石強化厭氧氨氧化汙水處理工藝。
本發明汙水處理工藝是將沸石強化生物脫氮技術與厭氧氨氧化技術有機的結合在一起，其包括厭氧生物接觸池，二沉池和由粉狀或顆粒狀沸石作為濾料構成的厭氧沸石生物濾池或直接投加於反應器的厭氧生物池。厭氧沸石生物濾池或厭氧生物池利用沸石的巨大的比表面積吸附汙水中的懸浮性和溶解性有機汙染物，同時利用沸石對氨氮的優先交換性能，吸附交換廢水中的氨氮，在沸石周圍形成氨氮濃度較高的微環境，促進厭氧氨氧化微生物的生長和富集，以縮短厭氧氨氧化反應器的啟動時間和水力停留時間，並且隨著厭氧氨氧化反應的發生，在沸石周圍的液相氨氮濃度逐漸降低，沸石內部的氨氮則向液相轉移，此時，利用厭氧氨氧化微生物的生物作用使沸石得以再生後可以維持對廢水中氨氮的高去除效率。另外微生物的富集也可以產生較強的絮凝作用，能夠有效地改善厭氧汙泥的沉降性能，減少汙泥的流失量，使廢水能得到更有效的處理。
本發明的特點在於(1)結合了沸石強化脫氮技術和厭氧氨氧化技術通過有機結合，保持了各自的優點，並能夠彌補相互的不足之處；(2)利用沸石巨大的表面積和對氨氮的優先吸附性能，促進厭氧氨氧化微生物的生長，縮短反應器啟動時間和水力停留時間，節省了基建費用和運行成本；(3)反應器內部厭氧氨氧化細菌濃度的提高，可以保證系統較穩定的長期運行，減輕了維護操作的繁瑣性；(4)沸石較強的吸附性能有機結合了高濃度汙泥的絮凝性能，大大改善了汙泥沉降性能，減少了厭氧氨氧化汙泥的流失量，從而降低了汙泥回流這部分的動力消耗；(5)在厭氧條件下使吸附氨氮飽和的沸石實現了較好的再生，並且能夠有效的減少對沸石再生的能耗和藥劑費用。
採用本發明汙水處理工藝，對於處理生活汙水、城市汙水中的氨氮、總氮和有機汙染物均能達到國家排放標準，並且對難處理的垃圾滲濾液、低碳氮比廢水也有較好的處理效果，具有明顯的經濟效益、環境效益和社會效益。
圖1為現有沸石的厭氧氨氧化工藝流程示意圖，圖2為本發明汙水處理工藝流程示意圖，並不對本發明作為限定。
具體實施例方式根據附圖2對本發明作進一步的說明。本發明處理工藝包括厭氧生物接觸池1，二沉池2和沸石顆粒作為濾料投加於厭氧生物反應器內構成的厭氧沸石生物濾池3。廢水首先進入厭氧生物接觸池1進行混合攪拌處理，經二沉池2沉澱後進入厭氧沸石生物濾池3進行生物處理，在這同時沸石在濾池3內也通過厭氧氨氧化作用得以再生維持對廢水中氨氮的高去除效率，汙水處理過程如下進水Q0＝120萬m3/h，COD＝200mg/L，NH4+-N＝30mg/L，TN＝40mg/L厭氧生物接觸池HRT＝2h，SS＝15000mg/L，加攪拌器慢速攪拌沉澱池沉澱時間HRT＝1.5h厭氧生物濾池濾料沸石顆粒，粒徑平均為1cm，HRT＝7h出水COD≤100mg/L，NH4+-N≤20mg/L，SS≤20mg/L
權利要求
1.沸石強化厭氧氨氧化汙水處理工藝，其特徵在於由沸石強化生物脫氮技術與厭氧氨氧化技術有機的結合成一體，包括厭氧生物接觸池(1)，二沉池(2)和把沸石作為濾料構成的厭氧沸石生物濾池或直接投加於反應器的厭氧生物池(3)；廢水首先進入厭氧生物接觸池(1)進行混合攪拌處理，經二沉池(2)沉澱後進入厭氧沸石生物濾池或厭氧生物池(3)進行生物處理，在這同時沸石在厭氧沸石生物濾池內也通過厭氧氨氧化作用得到再生。
2.根據權利要求1所述的汙水處理工藝，其特徵在於沸石為粉狀或顆粒狀沸石。
全文摘要
沸石強化厭氧氨氧化汙水處理工藝，涉及厭氧氨氧化汙水處理和沸石強化生物脫氮汙水處理技術，適用於城市汙水，生活汙水的處理，垃圾滲濾液，低碳氮比廢水的處理。本發明是將沸石強化生物脫氮技術與厭氧氨氧化技術有機的結合在一起，採用由粉狀或顆粒狀沸石作為濾料構成的厭氧沸石生物濾池或直接投加於反應器的厭氧生物池(3)，利用沸石促進厭氧氨氧化微生物的生長，縮短工藝的水力停留時間和啟動時間，同時實現了在厭氧條件下對沸石進行再生。本發明適用於對城市廢水、生活汙水、垃圾滲濾液和低碳氮比的有機物、氨氮、總氮的達標處理，其投資省，運行費用低，佔地少，運行靈活，且提高了剩餘汙泥的可處理性，具有良好的經濟、環境、社會效益。
文檔編號C02F3/28GK101054233SQ20061002559
公開日2007年10月17日 申請日期2006年4月11日 優先權日2006年4月11日
發明者吳志超, 楊爽, 趙慧 申請人:同濟大學