[发明专利]一种同步硝化反硝化处理含氨废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体地说涉及一种同步硝化反硝化处理含氨废水的方法。

背景技术

化工生产企业因其生产工艺特点，每天排放大量含氨废水。如果直接排放，会造成水体富营养化，藻类过度生长，不仅降低了水体观赏价值，而且使水生生物缺氧死亡。一些藻类蛋白毒素还会经过食物链使人中毒，严重危害人类及生物生存。为此，如何经济有效地去除废水中的氨氮已成为亟待解决的问题。

生物脱氮是从废水中去除氮素污染的较为经济有效的方法之一，一般包括硝化过程和反硝化过程。硝化过程是由硝化菌将氨氮转化为NO₂^－和NO₃^－的反应过程。反硝化过程是在无氧或低氧条件下，NO₃^－和NO₂^－被微生物还原转化为气体物质的过程，反应过程中需要以有机碳作为碳源和能源。不管是传统脱氮工艺还是新型脱氮工艺，负责脱氮的微生物主要是硝化菌和反硝化菌。在实际应用中，由于两种菌体生长环境的差异，一般是将硝化过程和反硝化过程分离开，如传统的A/O，A²/O工艺，存在工艺冗长，污水处理构筑物占地面积大，投资和运行费用高等诸多弊端。

同步硝化反硝化脱氮是指硝化反应和反硝化反应在同一反应器内同步进行的新型工艺，不仅克服了传统工艺硝化和反硝化过程在两个不同的反应器内进行或者在同一反应器内顺次进行的不足，而且在降低能耗和物耗等方面具有突出的优势。例如，可以减少反硝化反应设备、节省基建费用；反硝化过程产生的碱可部分中和硝化过程产生的酸，减少碱液的消耗，能有效地保持反应器中pH稳定。因此，同步硝化反硝化脱氮过程，已经成为水处理领域的研究热点。  

耿金菊等利用好氧反硝化菌群和自养硝化菌群组合脱氮（应用与环境生物学报,2002,8(1):78-82），虽然具有较好的氨氮脱除能力，但抗冲击能力较弱，高于300mg/L的高浓度氨氮能抑制菌体的生长，并且氨氮浓度高于200mg/L时，脱氮后氨氮残余量较多，同步不耐受高浓度有机碳，500mg/L的有机碳浓度抑制菌体生长并降低脱氮效果；这种组合菌群中的各类细菌培养与生长条件不一致，一种发挥功能时另一种却被处于抑制状态，导致彼此不协调，生物脱氮时间延长，成本增大，脱氮效率受到影响。

CN200910188109.1公开了一种同步硝化反硝化处理含氨污水的方法，该法首先培养脱氮颗粒污泥，然后以该脱氮颗粒污泥采用同步硝化反硝化过程处理含氨污水；该法从富集菌群中分离筛选好氧反硝化菌，然后对其进行驯化培养，再将其接种到硝化颗粒污泥中进行脱氮颗粒污泥培养；当氨氮和总氮去除率达50%以上时即可获得驯化好的脱氮颗粒污泥。该发明能够在同一反应器中完成硝化反硝化过程，虽然部分解决了传统工艺存在的问题，但是，由于菌体的差异，直接混合处理废水不能长期稳定的运行，长期处理的脱氮效果并不理想。

目前尽管同步硝化反硝化有了较大的发展，但是普遍存在着负荷较小，去除率偏低，运行不稳定等不足，不能有效处理含氨废水，并且有些正在运行的工艺并没有考虑总氮的去除问题。这大大限制了同步硝化反硝化工艺的发展和应用。因此，如何更好的提供适宜的生长条件，保证硝化和反硝化都可以高效进行，使同步硝化反硝化长期稳定的运行，对加快同步硝化反硝化脱氮工艺工业应用的进程具有积极意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种同步硝化反硝化处理含氨废水的方法。本发明利用膜分离组件将反应器中的硝化污泥和反硝化污泥隔离开，使污泥在各自单独空间作用，彼此间互不干扰，废水成分则是实现共混与互通，并且可以提供不同的溶解氧环境，提高了同步硝化反硝化的效率。

本发明同步硝化反硝化处理含氨废水的方法，包括如下内容：将硝化污泥和好氧反硝化污泥加入到具有内置膜分离组件的生物反应器内，硝化污泥在膜分离组件的外部区域进行硝化反应，好氧反硝化污泥在膜分离组件的内部区域进行反硝化脱氮，膜分离组件内外区域的废水互通；生物反应器包括导流筒和曝气系统，导流筒为中空结构，膜分离组件位于导流筒内侧，曝气系统在导流筒外侧曝气。 

本发明中，膜分离组件的材质可以采用各种具有分离特性的膜，优选采用陶瓷分离膜，膜孔直径为0.05～0.5μm。根据实际情况，设计膜分离组件与生物反应器的有效体积比为1:2～1:6。膜分离组件上端突出反应器，突出部分的侧壁设置出水口，出水口设分离膜，保证出水中不含有悬浮物。膜分离组件内部设搅拌器或通入氮气曝气，实现充分返混。