一種利用蒙脫石提高汙水脫氮能力的方法
2023-05-26 22:58:11 1
一種利用蒙脫石提高汙水脫氮能力的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用蒙脫石提高汙水脫氮能力的方法，將一定量的蒙脫石粉與微生物菌劑添加到汙水中接觸反應，硝化液反硝化即可。其中蒙脫石的添加量為汙水質量的萬分之一至萬分之五；硝化微生物菌劑量為汙水質量的百萬分之一至百萬分之五。本發明反應徹底，耗時短。材料易於製備或購買，成本低。硝化反應完成後的汙水部分進行沉澱處理，保留5-10%硝化反應後的汙水繼續留在硝化反應池中，以用於下次硝化反應，實現交互體的再利用。
【專利說明】一種利用蒙脫石提高汙水脫氮能力的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汙水脫氮技術的改進，具體指一種利用蒙脫石提高汙水脫氮能力的方法，特別適用於高濃度銨態氮汙水的脫氮，屬於汙水處理及環境保護領域。
[0002]
【背景技術】
[0003]隨著水體富營 養化惡化日趨嚴重，生活汙水和工業汙水的排放標準也越來越嚴格，GB8978-1996對第二類汙染物最高允許濃度做了明確規定:氨氮的一級排放標準為<15mg/L。對於高含氨氮的排汙行業，為了達到一級排汙標準及以上要求，如果仍沿用傳統的汙水脫氮處理方式，尚存在以下幾個主要缺點:經濟成本投入高、工藝複雜和脫氮能效不足。
[0004]傳統的脫氮方法如Α2/0、Α/0等，其脫氮原理都主要為厭氧-好氧或缺氧-好氧工藝，主要通過回流硝化液至缺氧區進行脫氮，但存在脫氮效率不高、效果不穩定和高能耗等問題。已公開的專利中，脫氮的方法大抵為生物脫氮和生物一理化脫氮。CN202007177描述了一種增設兩個缺氧區的脫氮方法並在缺氧區填充生物填料和生物膜進行脫氮，但是該方法不僅僅使處理裝置及工藝複雜化，而且投入成本高，生物填料和生物膜畢竟有使用壽命和殘留物處理問題會造成二次汙染，因而不能夠更好的用於大規模的汙水處理中。
[0005]添加脫氮催化材料的處理工藝中，CN1386822A描述了一種從石油餾分油中脫除氮化物的高效脫氮劑和脫氮方法，CN1718689A描述了一種潤滑油加氫異構脫蠟原料的預處理方法，CN101525549描述了一種加氫裂化尾油超深度吸附脫硫脫氮方法等等，這些已公開的脫氮方法均存在的缺點是:1)添加的脫氮材料均為不易製備物質或會存在殘留物，不會自動分解；2)添加用量均較高；3)投入成本較高；4)工藝和裝置均比較複雜；5)添加材料使用壽命有限且使用完後存在廢物二次處理，產生二次汙染，不利於環保。因而，尋找並開發汙水處理投入成本低、清潔無殘留、脫氮效能高、工藝易於進行的方法就迫在眉睫了。
[0006]
【發明內容】
[0007]針對現有汙水脫氮技術存在的投資成本高、脫氮效能低、脫氮工藝複雜、脫氮添加劑使用過程中會有殘留物、脫氮耗時長等不足，本發明目的在於提供一種利用蒙脫石提高汙水脫氮能力的新方法。
[0008]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案如下:
一種利用蒙脫石提高汙水脫氮能力的方法，將一定量的蒙脫石粉與微生物菌劑添加到汙水中接觸反應，硝化液反硝化即可。
[0009]具體步驟如下，
I)將適量的蒙脫石粉和硝化微生物菌劑混合，使蒙脫石與硝化微生物菌劑接觸發生交互作用，兩者緊密結合形成膠合狀態；2)再將第I)步得到的交互體添加到硝化反應池中的汙水中，在溫度為25°C—35°C、pH值為7.0—8.5的好氧條件下接觸培養7天，使氨氮充分發生硝化作用轉化為硝態氮；
3)硝化反應完成後汙水通過沉澱後進入反硝化反應池中，添加反硝化菌劑進行厭氧反硝化作用；反硝化菌劑質量為汙水質量的百萬分之一至百萬分之五；
4)反硝化反應後的處理水經沉澱處理後即實現汙水脫氮。
[0010]其中蒙脫石的粒徑為50-1000 nm，添加量為汙水質量的萬分之一至萬分之五；硝化微生物菌劑量為汙水質量的百萬分之一至百萬分之五。
[0011]硝化反應完成後的汙水部分進行沉澱處理，保留5-10%硝化反應後的汙水繼續留在硝化反應池中，以用於下次硝化反應，實現交互體的再利用。
[0012]所述硝化微生物菌劑為亞硝化單胞菌菌劑和硝化菌劑。
[0013]水體中游離的硝化微生物生長極其緩慢，平均24-36小時繁殖一代。蒙脫石具有巨大的比表面積，一般為100-110m2/g。蒙脫石加入水體後，水體中微粒的比表面積急劇增加，表面電荷強度及電荷量相應增加，對微生物的吸附膠著能力增強，在添加硝化微生物菌劑後，蒙脫石能很好的與之發生交互作用，顯著提高硝化微生物的生長速率和活性，縮短其繁殖周期。
[0014]相比現有技術，本 發明具有如下有益效果:
I)反應徹底，耗時短。本發明使微生物菌劑與蒙脫石粉末接觸發生膠合反應使其形成結合體，促進微生物的活性與繁殖速度，使其能高效快速的進行氨氮硝化。
[0015]2)材料易於製備或購買，成本低。本發明所添加的試劑均是易於製備或易於購買的，且添加量低，成本低。
[0016]3)反應完成後不會產生二次汙染。本發明所有試劑添加後經硝化反應完成後不會產生大量的二次垃圾如生化膜活性炭等。
[0017]4)同時在汙水處理過程中，在硝化反應池中留存部分含微生物交互體反應水不進行沉澱處理，下一次處理時，向留存有含微生物交互體反應水的硝化反應池中注入其它待處理汙水即可，使硝化微生物與蒙脫石的交互體再次用於脫氮。
[0018]
【具體實施方式】
[0019]本發明是將一定量的蒙脫石粉和一定量的硝化微生物菌劑與氨氮汙水混合，在反應器中於一定的溫度條件下好氧接觸反應7天，使氨氮完全硝化，再經過反硝化處理後，即可提高脫氮能力，使出水含氮量滿足相關標準要求，即小於15mg/L。
[0020]本發明具體處理步驟如下:
1)將適量的蒙脫石粉和硝化微生物菌劑充分混合，使蒙脫石與硝化微生物菌劑接觸發生交互作用，硝化微生物緊密附著在蒙脫石表面，兩者緊密結合形成膠合狀態，從而極大地促進微生物活性與繁殖速率，從而提高汙水脫氮能力。其中蒙脫石的粒徑為50-1000 nm,添加量為汙水質量的萬分之一至萬分之五；硝化微生物菌劑量為汙水質量的百萬分之一至百萬分之五；優選實施例:蒙脫石的粒徑150 nm，添加量為汙水質量的萬分之二 ；硝化微生物菌劑量為汙水質量的百萬分之二；
2)再將第I)步得到的交互體加入硝化反應池中的汙水中，在溫度為25°C— 35°C、pH值為7.0—8.5的好氧條件下接觸培養7天，使氨氮充分進行硝化反應；
3)硝化反應後的汙水通過沉澱處理後通入反硝化反應池中，再加入反硝化微生物菌劑進行厭氧條件下的反硝化；反硝化微生物菌劑的質量為汙水質量的百萬分之一至百萬分之五；硝化反應完成後的汙水部分進行沉澱處理，保留部分(5-10%)硝化反應後的汙水繼續留在硝化反應池中，以用於下次硝化反應，實現交互體的再利用。
[0021]4)反硝化反應後的汙水再通過沉澱處理後即實現汙水脫氮。
[0022]本發明所採用的硝化微生物菌劑為購自美國菌種資源庫的亞硝化單胞菌菌劑和硝化菌劑。
[0023]第I)步蒙脫石與硝化微生物接觸反應發生交互作用，硝化微生物緊密附著在蒙脫石表面，促進微生物的生長速率與活性，再添加到汙水中，通過提高硝化作用的速率從而提聞汙水脫氣能力。
[0024]本發明僅用於提高汙水脫氮主要為提高汙水中銨態氮轉化為硝態氮速率，便於第二步反硝化作用進行，實驗室研究中以西南大學崇德湖景觀水體結合實驗室配比使實驗水濃度達到50mg/l以上濃度，進行模擬化重複實驗，試驗結果如下變所示:
【權利要求】
1.一種利用蒙脫石提高汙水脫氮能力的方法，其特徵在於:將一定量的蒙脫石粉與微生物菌劑添加到汙水中接觸反應，硝化液反硝化即可。
2.一種利用蒙脫石提高汙水脫氮能力的方法，其特徵在於:步驟如下， 1)將適量的蒙脫石粉和硝化微生物菌劑混合，使蒙脫石與硝化微生物菌劑接觸發生交互作用，兩者緊密結合形成膠合狀態； 2)再將第1)步得到的交互體添加到硝化反應池中的汙水中，在溫度為25°C—35°C、pH值為7.0—8.5的好氧條件下接觸培養7天，使氨氮充分發生硝化作用轉化為硝態氮； 3)硝化反應完成後汙水通過沉澱後進入反硝化反應池中，添加反硝化菌劑進行厭氧反硝化作用；反硝化菌劑質量為汙水質量的百萬分之一至百萬分之五； 4)反硝化反應後的處理水經沉澱處理後即實現汙水脫氮。
3.根據權利要求2所述的提高汙水脫氮能力的方法，其特徵在於:其中蒙脫石的粒徑為50-1000 nm，添加量為汙水質量的萬分之一至萬分之五；硝化微生物菌劑量為汙水質量的百萬分之一至百萬分之五。
4.根據權利要求2所述的提高汙水脫氮能力的方法，其特徵在於:硝化反應完成後的汙水部分進行沉澱處理，保留5-10%硝化反應後的汙水繼續留在硝化反應池中，以用於下次硝化反應，實現交互體的再利用。
5.根據權利要求2所述的提高汙水脫氮能力的方法，其特徵在於:所述硝化微生物菌劑為亞硝化單胞菌菌劑和硝化菌劑。
【文檔編號】C02F3/34GK103936155SQ201410197414
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】王潔, 蔣先軍, 倪九派, 謝德體 申請人:西南大學