[发明专利]废水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水处理方法，具体地，涉及一种用于处理含铵态氮的废水的方法及其处理设备。

背景技术

近年来，包括使用厌氧铵氧化细菌(anaerobic ammonium-oxidizingbacteria)的脱氮处理(denitrification treatment)的方法(厌氧铵氧化方法)作为一种用于处理含铵态氮的废水的方法已经引起了关注。该方法包括：在硝化槽中利用硝化细菌将废水中的铵态氮亚硝化成亚硝酸盐，然后同步在脱氮槽中利用厌氧铵氧化细菌将废水中的亚硝酸盐和铵态氮脱氮。该方法无需在脱氮反应时供给外来的有机物质，因而可以有效率地进行废水处理。

在厌氧铵氧化方法中的同步脱氮反应根据下列反应式(1)进行。因此，为了可靠地分解并且除去废水中的铵态氮，必需基于下列反应式(1)中的化学计量比率控制脱氮槽中的铵态氮与亚硝态氮的比率。由于这种原因，需要严格控制硝化槽中的硝化率。

1.00NH₄+1.32NO₂+0.066HCO₃+0.13H⁺

→1.02N₂+0.26NO₃+0.066CH₂O_0.5N_0.15+2.03H₂O    (1)

因而，提出了在好氧条件下允许硝化反应和脱氮反应在其中硝化细菌和厌氧铵氧化细菌共存的处理槽中进行的方法(所谓CANON方法)(Third，K.A.，Sliekers，A.O.，Kuenen，J.G.，Jetten，M.S.M.，″铵限制下的CANON体系(对亚硝酸盐的完全自养氮消除)：在三组细菌之间的相互作用和竞争(The CANON system(completely autotrophic nitrogen-removal over nitrite)under ammonium limitation：interaction and competition between three groupsofbacteria)″Syst.Appl.Microbiol.24(4)，2001，例如第588-596页)。这种方法即使不严格控制硝化率，也可以可靠地分解并且除去废水中的铵态氮，因为在同一处理槽中共存的硝化细菌和厌氧铵氧化细菌趋向于保持相互平衡。

CANON方法需要使硝化细菌和厌氧铵氧化细菌在同一处理槽中共存。由于这种原因，提出了使硝化细菌和厌氧铵氧化细菌两者在同一生物膜中共存并且使用该生物膜处理废水的方法。

例如，国际专利申请的日本国家公布2001-506535和日本专利申请公开2004-230225描述了制备包括具有双结构的生物膜的载体(双结构载体)并且使用该载体处理废水的方法，该生物膜具有在其中包载并且固定的厌氧铵氧化细菌且具有附着到生物膜表面上的硝化细菌。

另外，日本专利申请公开2001-293494描述了使用其中已经固定硝化细菌和厌氧铵氧化细菌两者的载体(海绵)处理废水的方法。

发明内容

另一方面，本发明的发明人已经对利用栖息于单独的生物膜中的硝化细菌和厌氧铵氧化细菌处理废水的方法作为国际专利申请的日本国家公布2001-506535、日本专利申请公开2004-230225和日本专利申请公开2001-293494中所述的方法的可替代方法进行了研究。这种方法包括：将硝化细菌和厌氧铵氧化细菌在彼此不同的载体(硝化载体和脱氮载体)上的固定，以及使用这些载体处理废水。

上述方法通过调节硝化载体与脱氮载体的体积比，可以容易地控制硝化细菌相对于厌氧铵氧化细菌的细菌负载量之比。因此，该方法防止硝化反应和脱氮反应中的任何一种变成限速因素，并且可以快速地进行废水处理。

然而，尽管硝化细菌是需要溶解氧来增殖的好氧菌，但是厌氧铵氧化细菌是其增殖受到一定量或者更多的溶解氧的存在的限制的厌氧菌。因此，如何使两种细菌驯化是一个挑战。

在这点上，国际专利申请的日本国家公布2001-506535和日本专利申请公开2004-230225没有具体描述硝化细菌和厌氧铵氧化细菌的驯化。

另外，日本专利申请公开2001-293494描述了在海绵中累积硝化细菌并且将已经在另一个槽中驯化的厌氧铵氧化细菌加入到海绵中的方法。然而，这种方法不仅在将已经在另一个槽中驯化的厌氧铵氧化细菌加入到海绵时需要时间，而且需要提供用于驯化厌氧铵氧化细菌的槽的成本。