[发明专利]一种硝酸铵废水生化处理装置及运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硝酸铵废水生化处理装置及运行方法，属于硝酸铵废水的处理、高氨氮工业废水生化处理技术领域。

背景技术

国民经济和社会发展规划纲要中，氨氮第一次作为约束性指标纳入总量控制的考核当中。并拟定到2015年，实现氨氮总量减排10％的目标。作为新增约束性指标，氨氮减排的制度和措施急需在实践中探索。目前，氮的去除已经成为当今污水处理和再生回用的主要问题。高氨氮工业废水污染物浓度高，水质复杂，不经妥善处理对环境的危害很大，是目前污水脱氮处理的重点和难点之一。

硝酸铵是一种常用的化工原料，是制备硝基复合肥料，冷冻剂等的主要原材料。我国是农业大国，对肥料的需求旺盛，硝酸铵的年产量150万吨以上。硝酸铵生产工艺决定了稀硝酸带入的水分在中和、蒸发及结晶过程中以二次蒸汽的形式排出，形成的工艺冷凝液中含有硝酸铵和氨。未经处理的硝酸铵废水排放对人体和自然环境有极大的危害：硝酸铵对人体的呼吸道和皮肤有刺激性，人直接接触会危险身体健康；过多的硝酸铵废水排放到自然水体，容易引发富营养化现象；硝酸铵废水对大气也存在一定污染。

硝酸铵废水同时含有铵态氮和硝态氮，氮含量较高，废水处理的出水总氮难以达到排放标准。对于高浓度的硝酸铵废水，目前还不存在技术成熟、经济合理的处理措施。硝酸铵废水目前大部分未能处理达标排放。现有的主要处理技术包括：吹脱法、化学沉淀法、膜分离法和生化法。吹脱法是在碱性条件下通入空气，大量的空气与废水接触将氨吹脱出来，从而去除废水中的氨氮。该方法的能耗较大，脱氨率在70％左右，而且不能回收硝酸根离子，无法达到国家排放标准。化学沉淀法，是通过在氨氮废水中投加镁化合物和磷酸或磷酸氢盐生成磷酸铵镁沉淀，从而去除废水中氨氮的方法。磷酸铵镁是缓释氮肥料，可实现回收利用，但是该方法需要投加化学药剂，运行成本高；而且出水水质指标也难以到达排放标准。膜分离法处理硝酸铵废水包括反渗透和电渗析等。膜分离法的效果较高，但是运行中的高能耗，以及膜的使用寿命短等因素，限制了其大规模的应用。

生化法处理高氨氮废水相比具有经济高效，运行费用低，二次污染少等特点。但是传统的脱氮技术处理硝酸铵废水仍有较大难度。传统脱氮处理技术应用硝化菌在好氧的条件下将氨氮氧化成硝酸盐，然后硝酸盐在缺氧的环境中被反硝化菌利用有机碳源还原成氮气。传统工艺的局限性在异养反硝化过程需要有机物作为电子供体完成硝酸盐的还原。硝酸铵的废水碳氮比低，处理过程需要大量投加甲醇等外加碳源以保证脱氮效果。这不仅显著增加运行费用，同时也会产生更多剩余污泥，增加后续污泥处理工艺的负担。

综上，为降低高氨氮污水处理的运行成本，保证出水符合排放标准，需要开发经济高效的新工艺。目前厌氧氨氧化工艺处理硝酸铵废水的技术优势最显著。厌氧氨氧化技术主要利用厌氧氨氧化菌作为工艺主体，该菌种具有独特的代谢途径，厌氧的条件下可利用亚硝酸盐作为电子供体直接将氨氮氧化成氮气，并且这一过程不需要有机碳源。厌氧氨氧化技术与传统硝化-反硝化脱氮工艺相比具有明显的优势：厌氧氨氧化菌是化能自养菌，以无机碳作为碳源，这样在脱氮的过程中不需要投加有机碳源，节省了运行费用；硝化过程只需将50％的氨氮氧化至亚硝酸盐氮，工艺的需氧量和供氧能耗大幅下降；厌氧氨氧化的脱氮效率和去除负荷较高，但是产生污泥产量少。因此，厌氧氨氧化技术应用于硝酸铵废水的脱氮处理，可产生显著的经济效益、环境效益和综合效益。该工艺符合可持续发展规律的工艺，应用市场广阔。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种硝酸铵废水生化处理装置及运行方法。

一种硝酸铵废水生化处理装置，包括依序连接的反硝化反应器和厌氧氨氧化反应器。在反硝化反应器中，应用新型填料有效持留反硝化菌；通过选择适宜的碳源种类和碳源投加比例，同时控制水力停留时间，实现反硝化过程中的亚硝酸盐积累；反硝化反应器的出水进入到厌氧氨氧化颗粒污泥反应器，利用厌氧氨氧化菌实现氨氮和亚硝酸盐的同时去除；通过合理的反应器结构和水力流态为厌氧氨氧化颗粒污泥适宜生长环境，实现厌氧氨氧化工艺的快速启动，并提高系统的脱氮效率以及工艺的稳定性。

本发明的技术方案是：

一种硝酸铵废水生化处理装置，用以储存硝酸铵废水原水箱、反硝化生物滤池和厌氧氨氧化升流式污泥床反应器依序连接；