[发明专利]吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法

说明书

本发明属于氨氮废水处理的技术领域，公开了吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法。方法为：(1)将装有氨氮吸附填料的固定床反应装置进行挂膜；(2)通入低浓度氨氮废水，废水中氨氮发生吸附，出水中氨氮浓度接近排放限值时，停止进水，投加碱度，生化反应；再次投加碱，填料层两侧的液体进行内循环，填料上的氨氮发生解吸，得再生液和装有再生填料的固定床反应装置；再生液进行厌氧氨氧化处理；(3)向装有再生填料的固定床反应装置中通入低浓度氨氮废水，按照步骤(2)处理；(4)循环步骤(3)。本发明的方法更加高效经济；实现吸附剂的重复利用，稳定高效亚硝化，为厌氧氨氧化提供条件，保证出水中氨氮达到更为严格的排放标准。

技术领域

本发明属于环境工程污水生物处理领域，具体涉及吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法，适用于低浓度氨氮废水脱氮处理。

背景技术

目前常用的生物脱氮工艺仍是传统的完全硝化反硝化对低浓度氨氮废水进行脱氮处理。首先利用硝化菌将低浓度氨氮废水中的氨氮转化为硝酸盐，再由反硝化菌进行反硝化将硝酸盐转化为氮气。在这个过程中，在充足的溶解氧与碱度的条件下，低浓度氨氮可大幅度被去除，去除的氨氮都变成了硝酸盐；随后硝酸盐的反硝化则需要投加碳源，而且由于硝酸盐的浓度比较低，反硝化过程中容易出现因碳源投加量不足导致硝酸盐难以完全去除和亚硝酸盐积累，碳源的投加量往往比理论值大，且氮的浓度越低，所需的碳源投加量相对比值就越高。故对于低浓度氨氮废水的脱氮处理，完全硝化反硝化工艺的处理成本实际上普遍比较高。

为了降低低浓度氨氮废水的脱氮处理成本，可通过控制低浓度氨氮废水中的氨氮只发生亚硝化反应，将氨氮基本转化为亚硝酸盐，再利用反硝化菌将产生的亚硝酸盐转化为氮气，甚至采用厌氧氨氧化的工艺来脱除废水中的氨氮。在这些过程中，采用亚硝化反硝化工艺代替了完全硝化反硝化工艺进行低浓度氨氮废水的脱氮处理，可节约25％的曝气能耗和35％左右的碳源投加；若能采用厌氧氨氧化工艺，只需将一半的氨氮转化为亚硝酸盐，亚硝酸盐与氨氮在厌氧氨氧化菌的作用下，不需要投加碳源即可将水中的氮转化为氮气而脱除。这些方法都可以大幅度降低废水处理成本。

通常实现氨氮亚硝化的方式有提高水体温度、降低溶解氧、间歇曝气法、游离氨控制法等。但对低浓度氨氮废水而言，提高水体温度的方式增加了处理的能耗，尤其是在废水水量大的情况下能耗问题更为突出；游离氨控制适用于高浓度氨氮废水，低溶解氧控制或采用间歇曝气法目前被广泛采用。尽管如此，这两种实现低浓度氨氮的亚硝化对反应过程条件的控制要求很高，同时存在因控制不力导致硝酸盐的积累。

近年来，厌氧氨氧化工艺因其明显的经济性成为废水生物脱氮工艺的研究热点。在厌氧氨氧化反应中，氨氮与亚硝酸盐按照一定的比例，在厌氧氨氧化菌的作用下绝大部分转化为氮气，同时整个过程不需要消耗碳源。然而，限制厌氧氨氧化工艺的技术瓶颈在于如何获得合适浓度比例的氨氮与亚硝酸盐的废水来作为厌氧氨氧化工艺的处理进水。若希望通过低耗的厌氧氨氧化工艺处理低浓度氨氮废水，首先需实现该废水的部分亚硝化。目前已见报道的方式有低溶解氧法、间歇曝气法，利用这两种方法，并通过控制氨氮的转化程度，可实现低浓度氨氮废水的部分亚硝化，但同样存在前面提到的问题：反应过程条件的控制要求很高，存在硝酸盐的积累风险。也有报道通过硝酸盐的不完全反硝化，将硝酸盐的反硝化停留在亚硝酸盐的环节，再与氨氮废水混合后作为厌氧氨氧化的处理进水，然而这种获得亚硝酸盐的方式，不仅需要消耗反硝化碳源，操控稳定性也差，很难达到理想的工程化应用效果。

低浓度氨氮废水经过处理后，须达到国家相关的排放标准才可以排放，与氮相关的指标包括了氨氮和总氮两个指标。其中，城镇污水厂的排放标准(GB18919-2002)要求一级A排放标准为氨氮不高于5mg/L(冬季不高于8mg/L)，总氮不高于15mg/L；现在对环境敏感区甚至提出了特殊排放限值(氨氮不高于1.5mg/L，总氮不高于8mg/L)。因而，如何经济高效实现低浓度氨氮废水的脱氮处理，对越来越严格的氮排放标准来说至关重要。