一種利用微生物處理焦化廢水總氮的方法

2023-05-13 02:16:11 3

專利名稱：一種利用微生物處理焦化廢水總氮的方法
技術領域：
本發明屬於生化環保技術領域，主要是涉及了一種利用微生物處理焦化廢水總氮的方法。
背景技術：
工廠產生的焦化廢水是在煉焦生產過程中，產生大量成份複雜、濃度高的廢水。焦化廢水所含汙染物包括酚類、多環芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環化合物等，是一種典型的含有難降解的有機化合物的工業廢水。一般焦化廠的蒸氨廢水水質如下C0D&
2000^10000 mg/L、酚 100 900mg/L、氰 10 50mg/L、油 50 200mg/L、氨氮 100 700mg/L 左右，是一種高COD和高氨氮的難降解工業廢水。現行焦化行業廢水排放標準為《鋼鐵工業水汙染物排放標準》(GB 13456-92)。2010年2月，環境保護部發布《煉焦工業汙染物排放標準》(徵求意見稿)(下簡稱徵求意見稿)，由一般焦化廠的蒸氨廢水水質指標可以看出，在徵求意見稿實施後，汙染物排放要求將遠遠高於現行的《鋼鐵工業水汙染物排放標準》(GB 13456-92)。如圖I所示，經典的A/0脫氮工藝在布局上按先後順序設置了缺氧池、好氧池和沉澱池。當入水COD含量很高時(大於4000mg/L)，在兼氧池會發生水解酸化反應，從而造成水中BOD含量的激增，進而間接抑制兼氧池中反硝化的進行，不利於廢水中總氮的去除。當入水COD含量不是很高時(小於4000mg/L)，缺氧池進行缺氧反硝化反應，好氧池進行好氧硝化反應，其中好氧池出水通過硝化液回流管道回流到缺氧池中為反硝化提供no3_或NO2'但是作為布局上設置在後的好氧池，其出水中的no3_或no2_是不可能完全徹底的回流到前端缺氧池的，這樣整個系統的出水在正常情況下肯定含有一定濃度的no3_或NO2-;而當系統前端的缺氧池中反硝化不正常時，出水中的NO3-或NO2-將肯定是相當高的。另外不管在上述的哪一種情況下，在布局上緊隨好氧池其後的沉澱池中的沉泥也必然帶有大量的no3_或no2_，當排泥時也會間接的造成no3_或no2_對環境的汙染。無疑，由於本身的工藝布局設置局限和反硝化運行時控制不利等非正常情況將導致經典的A/0脫氮工藝應付日趨嚴格的排放標準顯得力不從心。

發明內容
本發明的目的是提供一種利用微生物處理焦化廢水總氮的方法。為此，本發明採用的技術方案如下一種利用微生物處理焦化廢水總氮的方法，廢水進入二段生化系統進行硝化反硝化作用前先經過一個初曝池，初曝池去除大量C0D、揮發酹和氰化物；二段生化系統包括一個Anammox池、一個兼氧池和一個好氧池，Anammox能夠進行厭氧氨氧化；兼氧池進行反硝化脫氮，好氧池進行硝化作用；且在初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池中預先分別加入各自體積I. 09T2. 5%的微生物載體以及I. 59T4. 0%的微生物製劑。更進一步地，在初曝池後還有一個初沉池，與初曝池組成預曝系統；預曝系統中採用獨立循環方式將活性汙泥由初沉池回流至初曝池，活性汙泥是由微生物群和微生物載體組成的，回流比為1:廣2 ;初曝池中投加的微生物載體為活性炭，pH控制6. 2^8. 2, DO控制2 4mg/L。更進一步地,Anammox池的水溫控制在25 35°C,pH控制6 9,D0(溶解氧)< 0. 5mg/L，MLVSS (有效汙泥濃度)在3飛g/L。更進一步地，在二段的生化系統中既有汙泥回流又有硝化液回流，其中好氧池的硝化液回流至Anammox池和兼氧池，回流比為1:2 4 ;二沉池的活性汙泥回流至兼氧池，回流比為I: f 2，也可以根據實際需要將富餘汙泥排放。更進一步地，在初曝池前有一個氣浮池。整個系統由初曝池和初沉池構成系統的前段部分，Anammox池、兼氧池、好氧池和_■沉池構成系統的後段部分。Anammox池如設直初曝池和初 幾池，廢水經初曝池曝氣後去除廢水中所含的大部分C0D、揮發酚和氰化物，並產生大量的硝基氮，從而為焦化廢水在Anammox池發生厭氧氨氧化提供良好的環境,硝基氮與廢水中固有的氨氮在Anammox池中發生厭氧氨氧化反應，使硝基氮和氨氮直接反應完成脫氮。整個系統由前後兩段汙泥共同承擔負荷，這樣的設計提高了系統的運行效率和抗衝擊風險係數。在厭氧或缺氧的條件下，以NH4+-N為電子供體，NO2--N為電子受體，把NH4+-N、N02_-N同時轉化為N2，稱之為厭氧氨氧化(Anammox)，厭氧氨氧化反應的特點是微生物在厭氧條件下，以NH4+為電子供體，以NO2-或NO3-為電子受體，將氨氮和硝態氮變成氮氣排入大氣中,其主要反應如下
NH4.+ N(V —N2+2 H2OGc/ = _358kJ/mol NH4+
5NH4++3 N(V —4 N2+9H20+2H+Gc/ = _297kJ/mol NH4+
上述兩種厭氧氨氧化(Anammox)過程的A G〈0，說明反應可自發進行，厭氧氨氧化過程的是一個產能的反應，可以提供能量供微生物生長。而且NH4+與N02_反應比NH4+與N03_更容易進行。在缺氧條件下，氨氧化菌可以利用NH4+作電子供體將N02_還原，NH20H、NH2 NH2,NO和N2O等是重要的中間產物。兼氧池在整個系統中起到的作用就是對整個系統出水進行反硝化,確實有效的將由好氧池排水中的NO3-或NO2-反硝化為氮氣，從而使得系統出水中的總氮含量能夠穩定地保持非常低濃度。在焦化廢水進入曝氣池之前，經氣浮池進行預處理，從而除去大量的油和懸浮物(及渣)，然後將焦化廢水送入預曝系統曝氣。經本發明處理後，焦化廢水的氨氮可以控制在15mg/L以下，COD可以控制在100mg/L以下，其他指標也可以達到國家一級排放標準。除焦化廢水外，本發明所公開的利用微生物處理高濃度氮廢水的方法，也適用於製藥廢水、發酵廢水、食品企業廢水等難降解的生產廢水，還可以用於市政廢水、生活汙水的處理。本發明整個過程(包括初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池)使用微生物菌群(含厭氧氨氧化菌)，由於微生物菌群的高效力使得處理成本明顯低於傳統活性汙泥方法。


下面結合附圖和本發明的實施方式做進一步詳細說明。
圖I為經典的A/0工藝流程圖。圖2為本發明實施例的工藝流程圖。注A:廢水，B:汙泥回流，C:硝化液回流。
具體實施例方式以下實施例是本發明在某廢水處理工程中所做的運行試驗，該試驗為封閉試驗，非特定人群不能接觸、了解試驗過程。如圖2所示，以氣浮池、初曝池、初沉池、Anammox池、兼氧池、好氧池、二沉池在空間上構成了七個主體單元，其中初沉池設置汙泥回流管道至初曝池進水口，二沉池設置汙泥回流管道至兼氧池進水口，好氧池出水口設置硝化液回流管道至Anammox池和兼氧池進水口。當廢水經氣浮池除去大量油和懸浮物後，將出水送入預曝系統進行曝氣處理，初曝池中加有其體積I. 09T2. 5%的粉末活性炭以及I. 59T4. 0%的HSBEMBM 環境微生物製劑，溫度控制在15 40°C，pH值為6. 5 9，溶解氧0. 6 3. 2mg/L，汙泥沉降比為SV3tl 10% 25%，停留時間為12 28小時，進水COD指標250(T6800mg/L，出水COD指標為500 850 mg/L ;從初曝池流出的廢水再經初沉池沉澱，汙泥回流至初曝池，汙泥回流比為I:廣2。再將預曝系統出水送入Anammox池,在微量攪拌的情況下廢水與Anammox池中以活性炭為載體的厭氧氨氧化菌進行生化反應，降解汙水中一部分有害物質，提高了汙水的可生化性，同時進行反硝化反應和厭氧氨氧化反應脫氮。Anammox池正常運行時可按以下參數進行操作溶解氧< 0. 5mg/L，磷含量3 4mg/L，水溫為30°C，pH值控制在7 8。經Anammox池反應後的出水直接送入兼氧池進行反硝化脫氮，兼氧池的運行參數為，溫度為20 35°C，pH值為6. 5 7. 5，溶解氧0. 5mg/L以下，汙泥沉降比為SV3tl 15% 30%，停留時間為12 24小時。經兼氧池處理後的廢水再送入好氧池進行硝化作用和進一步降解COD的含量，控制溫度在2(T38°C，pH值為6. 8^9. 0，溶解氧I. 5^4. 2mg/L以下，汙泥沉降比為SV30 15% 30%，停留時間為24 48小時，出水COD為60^150 mg/L。好氧池中的硝化液回流至Anammox池和兼氧池，回流比為1:廣4。經好氧池處理後的廢水再經二沉池收集汙泥後放流，從而達到維持系統中汙泥的穩定。二沉池的活性汙泥可以回流至兼氧池，回流比為1T2,也可以根據需要和實際運行狀況將富餘汙泥排放。如下表所示，經本實施例處理後的出水水質，汙水處理效果明顯好於常規A/0工藝，出水水質指標達到或優於國家標準。其中T-N的含義是好氧池出水中總氮含量，即水中亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、無機銨鹽、溶解態氨及大部分有機含氮化合物中氮的總和，其檢測方法是鹼性過硫酸鉀消解紫外分光光度法，見GB 11894-89。
權利要求
1.一種利用微生物處理焦化廢水總氮的方法，廢水進入二段生化系統進行硝化反硝化作用前先經過一個初曝池，初曝池去除大量COD、揮發酚和氰化物；二段生化系統包括一個Anammox池、一個兼氧池和一個好氧池，Anammox能夠進行厭氧氨氧化；兼氧池進行反硝化脫氮，好氧池進行硝化作用；其特徵在於在初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池中預先分別加入各自體積I. 09T2. 5%的微生物載體以及I. 59T4. 0%的微生物製劑。
2.按照權利要求I所述的一種利用微生物處理焦化廢水總氮的方法，其特徵在於在初曝池後還有一個初沉池，與初曝池組成預曝系統；預曝系統中採用獨立循環方式將活性汙泥由初沉池回流至初曝池，活性汙泥是由微生物群和微生物載體組成的，回流比為I: r2 ;初曝池中投加的微生物載體為活性炭，pH控制6. 2^8. 2，DO控制2 4mg/L。
3.按照權利要求I所述的一種利用微生物處理焦化廢水總氮的方法，其特徵在於Anammox池的水溫控制在25 35°C，pH控制6 9，DO (溶解氧)< 0. 5mg/ L，MLVSS (有效汙泥濃度)在3飛g/L。
4.按照權利要求I所述的一種利用微生物處理焦化廢水總氮的方法，其特徵在於在二段的生化系統中既有汙泥回流又有硝化液回流，其中好氧池的硝化液回流至Anammox池和兼氧池，回流比為1:2 4; 二沉池的活性汙泥回流至兼氧池，回流比為1:廣2，也可以根據實際需要將富餘汙泥排放。
5.按照權利要求I所述的一種利用微生物處理焦化廢水總氮的方法，其特徵在於在初曝池前有一個氣浮池。
全文摘要
本發明公開了一種利用微生物處理焦化廢水總氮的方法。廢水進入二段生化系統進行硝化反硝化作用前先經過一個初曝池，初曝池去除大量COD、揮發酚和氰化物；二段生化系統包括一個Anammox池、一個兼氧池和一個好氧池，Anammox能夠進行厭氧氨氧化；兼氧池進行反硝化脫氮，好氧池進行硝化作用；且在初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池中預先分別加入各自體積1.0%~2.5%的微生物載體以及1.5%~4.0%的微生物製劑。經本發明處理後，焦化廢水的氨氮可以控制在15mg/L以下，COD可以控制在100mg/L以下，其他指標也可以達到國家一級排放標準。除焦化廢水外，本發明所公開的利用微生物處理高濃度氮廢水的方法，也適用於生產廢水及生活汙水的處理。
文檔編號C02F3/34GK102718370SQ201210242758
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日
發明者凌亮 申請人:浙江漢藍環境科技有限公司