一種低濃度氨氮廢水的處理工藝的製作方法
2023-04-28 08:11:06
一種低濃度氨氮廢水的處理工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，包括預處理、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。微生物經固定化後提高了系統中的硝化菌密度，可以高效地將氨氮轉化為硝酸氮，而離子交換樹脂則採用雙柱並聯，可以交替運行和再生，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，而且可以達到連續穩定去除氨氮的效果，操作方便，運行成本低，可適用於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
【技術領域】
[0001]本發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。屬於環境汙染綜合治理【技術領域】
【背景技術】
[0002]隨著工農業的發展和人們生活水平的提高，汙水排放量逐年增加，同時化肥、農藥以及各種合成洗滌劑的大量使用使得汙水中氮營養物質已經上升為主要汙染物。水體中氨氮的突出危害是造成水體的富營養化，水質惡化，此外，氨氮和藻類物質消耗水中溶解氧，魚蝦類水生動植物會因缺氧大量死亡。隨著《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》(GB18918-2002)的實施，汙水中氨氮的排放標準進一步提高，許多企業廢水中氨氮指標的達標排放成為一個亟待解決的問題，特別是經過常規處理後，廢水中仍還含有部分氨氮，這部分低濃度氨氮的處理當今廢水領域的研究開發和應用熱點。同時在水源水遭到輕微汙染後也會含有低濃度氨氮，在城市供水系統中，即使管網中氨氮濃度很低也會帶來促使細菌增殖、消耗溶解氧、產生嗅、味及亞硝酸、消耗氯而產生有毒有害副產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汙染加劇，如何高效快速去除水中低濃度氨氮的問題倍受關注。
[0003]目前在實際廢水氨氮處理技術中應用較為廣泛的一種方法是活性汙泥法，以及在活性汙泥法基礎上改進的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，但也存在各自明顯的不足。如脫氮率低，佔地面積大，水力停留時間長，處理量偏低，自動化程度要求高、基建投資大和運行費用高，動力消耗大等問題。其中比較突出的問題是活性汙泥中硝化菌群增殖緩慢且反應易受外界環境因素影響並容易從系統中流失，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是用化學或物理手段將游離微生物定位於限定的空間區域內，並使其保持活性，反覆利用的方法。固定化微生物技術具有微生物密 度高，流失少，產物易分離，耐毒害和抗衝擊負荷能力強，處理設備小型化，易操作，穩定性強，剩餘汙泥量少等優點。固定化微生物可以將氨氮迅速轉化為硝酸氮，根據這一機理，本發明的創新點在於把固定化微生物技術與陰離子交換樹脂聯用，達到迅速、高效、徹底去除氨氮的目的。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有技術存在的缺點，提供一種操作簡單、處理效率高、可以連續達標排放或者循環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。微生物經固定化後提高了系統中的硝化菌密度，可以高效地將氨氮轉化為硝酸氮，而離子交換樹脂則採用雙柱並聯，可以交替運行和再生，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，而且可以達到連續穩定去除氨氮的效果，操作方便，運行成本低，可適用於各種低濃度氨氮廢水的治理。[0005]本發明提供了一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特徵在於，包括如下步驟:
(1)預處理:對氨氮濃度低於50mg/L的廢水進行預處理，去除懸浮物和部分有機物；
(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後滴入氯化鈣溶液中，形成固定化微生物凝膠球，並填充在生物反應器內，底部曝氣，硝化菌顆粒將低濃度的氨氮硝化轉化為硝酸氮；
(3)離子交換處理:經過固定化微生物處理過的廢水以一定的流速通過並聯的陰離子樹脂床I，去除硝酸根離子，陰離子樹脂床II備用，當樹脂床層I離子交換飽和時，廢水接入樹脂床II，樹脂床I加入再生液進行原位再生，陰離子樹脂床I和II依次進行運行和再生；
(4)檢測排放或回流:對離子交換後的出水進行檢測，如達到國家或地方制定的排放或回用標準，則排放或回用，如未能達到標準，則回流再次進行處理直到達標。
[0006]所述的預處理，採用活性炭，或石英砂，或細格柵，或超濾膜技術處理。
[0007]步驟(2)所述的硝化菌為活性汙泥經過在好氧條件下培養的硝化細菌濃縮液，濃度為10~30g/L。
[0008]步驟(2)所述的固定化微生物凝膠球的製備方法如下:按照0.08~2:1~3:1的比例將海藻酸鈉、硝化細菌濃縮液、水混合後滴加到3%氯化鈣溶液中，固化5~10分鐘後，把聚合成型的凝膠氯化鈣溶液中取出，去離子水清洗，即得到用於降解氨氮的固定化硝化細菌凝膠球。
[0009]步驟(2)所述的生物反應器內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]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
I)固定化微生物技術是一種改進的活性汙泥法，屬於生物技術，將活性汙泥經過在好氧條件下培養的硝化細菌固定在海藻酸鈉凝膠球內，可以保持生物反應器內較高的硝化菌群數量，可以通過生物硝化過程迅速高效地將氨氮轉化為硝酸氮，處理效果穩定且沒有二次汙染。
[0012]2)經過固定化微生物的硝化過程後，廢水中的氨氮轉化為硝酸氮，再通過並聯的陰離子交換樹脂，可以減少樹脂消耗，延長再生周期，並能做到連續處理，降低了運行成本。
[0013]3)可以與傳統處理工藝相結合，作為傳統工藝出水的深度處理，或者作為單獨的氨氮處理單元用於微汙染水源水中的氨氮的去除，工藝組合方便，具有很高的推廣應用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的低濃度氨氮處理工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和具體實施例對本發明作詳細說明:本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。[0016]實施例1:
對廣州某微汙染水源水進行取樣檢測氨氮濃度為12 mg/L，對低濃度氨氮水源水進行處理，包括步驟如下:
預處理:取此氨氮廢水100 L，採用石英砂層過濾預處理，去除大部分固體懸浮物和部分有機汙染物。
[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、硝化細菌濃縮液、水混合後滴加到3%氯化鈣溶液中，固化10分鐘後，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器內，保持反應器內溶解氧濃度維持在4mg/L。將上述預處理的廢水送入固定化微生物反應器，水力停留時間30分鐘後送入離子交換床進行離子交換處理。
[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的流速通過並聯的陰離子樹脂床I，去除硝酸根離子，陰離子樹脂床II備用，當樹脂床層I離子交換飽和時，廢水接入樹脂床II，樹脂床I加入再生液進行原位再生，陰離子樹脂床I和II依次進行運行和再生；
檢測回用:對離子交換後的出水進行檢測，氨氮濃度為0.22 mg/L，達到國家制定的《生活飲用水衛生標準》(GB 5749-2006)中氨氮濃度低於0.5 mg/L，可作為水源水進入自來水廠進行進一步處理。
[0019]整個處理過程的檢測數據如下表:
處理步驟I氨氮濃度(mg/L) I硝酸氮濃度(mg/L) IpH _
初始狀態_12_I1J_7.02
預處理~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
實施例2:
對江蘇某汙水處理的最終出水進行取樣檢測氨氮濃度為35 mg/L，對低濃度氨氮廢水進行處理，包括步驟如下:
預處理:取此氨氮廢水100 L，採用石英砂層過濾預處理，去除大部分固體懸浮物和部分有機汙染物。
[0020]固定化微生物硝化過程:按照2:3:1的比例將海藻酸鈉、硝化細菌濃縮液、水混合後滴加到3%氯化鈣溶液中，固化5分鐘後，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器內，保持反應器內溶解氧濃度維持在6mg/L。將上述預處理的廢水送入固定化微生物反應器，水力停留時間60分鐘後送入離子交換床進行離子交換處理。
[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的流速通過並聯的陰離子樹脂床I，去除硝酸根離子，陰離子樹脂床II備用，當樹脂床層I離子交換飽和時，廢水接入樹脂床II，樹脂床I加入再生液進行原位再生，陰離子樹脂床I和II依次進行運行和再生；
檢測回用:對離子交換後的出水進行檢測，氨氮濃度為4.5 mg/L，達到國家制定的《城鎮汙水廠汙染物排放標準》(GB 18918-2002)中氨氮濃度低於5 mg/L的一級排放標準，可以達標排放。[0022] 整個處理過程的檢測數據如下表:
【權利要求】
1.一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特徵在於，包括如下步驟: 預處理:對氨氮濃度低於50mg/L的廢水進行預處理，去除懸浮物和部分有機物； 固定化微生物硝化過程:將硝化菌濃縮液與海藻酸鈉混合後滴入氯化鈣溶液中，形成固定化微生物凝膠球，並填充在生物反應器內，底部曝氣，硝化菌顆粒將低濃度的氨氮硝化轉化為硝酸氮； 離子交換處理:經過固定化微生物處理過的廢水以一定的流速通過並聯的陰離子樹脂床I，去除硝酸根離子，陰離子樹脂床II備用，當樹脂床層I離子交換飽和時，廢水接入樹脂床II，樹脂床I加入再生液進行原位再生，陰離子樹脂床I和II依次進行運行和再生； 檢測排放或回流:對離子交換後的出水進行檢測，如達到國家或地方制定的排放或回用標準，則排放或回用，如未能達到標準，則回流再次進行處理直到達標。
2.根據權利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特徵在於，所述的預處理，採用活性炭，或石英砂，或細格柵，或超濾膜技術處理。
3.根據權利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特徵在於，步驟(2)所述的硝化菌為活性汙泥經過在好氧條件下培養的硝化細菌濃縮液，濃度為10~30g/L。
4.根據權利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特徵在於，步驟(2)所述的固定化微生物凝膠球的製備方法如下:按照0.08~2:1~3:1的比例將海藻酸鈉、硝化細菌濃縮液、水混合後滴加到3%氯化鈣溶液中，固化5~10分鐘後，把聚合成型的凝膠氯化鈣溶液中取出，去離子水清洗，即得到用於降解氨氮的固定化硝化細菌凝膠球。
5.根據權利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特徵在於，步驟(2)所述的生物反應器內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.根據權利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特徵在於，步驟(3)所述的廢水流速為2~20 m/h0
【文檔編號】C02F9/14GK103771648SQ201210396964
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月18日 優先權日:2012年10月18日
【發明者】董亞梅, 張豪傑, 王婷, 何丹農 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司