專利名稱：一種利用微生物處理焦化廢水總氮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生化環(huán)保技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
工廠產(chǎn)生的焦化廢水是在煉焦生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生大量成份復(fù)雜、濃度高的廢水。焦化廢水所含污染物包括酚類、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等，是一種典型的含有難降解的有機(jī)化合物的工業(yè)廢水。一般焦化廠的蒸氨廢水水質(zhì)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(yè)廢水?，F(xiàn)行焦化行業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)為《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13456-92)。2010年2月，環(huán)境保護(hù)部發(fā)布《煉焦工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)(下簡(jiǎn)稱征求意見稿)，由一般焦化廠的蒸氨廢水水質(zhì)指標(biāo)可以看出，在征求意見稿實(shí)施后，污染物排放要求將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)行的《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13456-92)。如圖I所示，經(jīng)典的A/0脫氮工藝在布局上按先后順序設(shè)置了缺氧池、好氧池和沉淀池。當(dāng)入水COD含量很高時(shí)(大于4000mg/L)，在兼氧池會(huì)發(fā)生水解酸化反應(yīng)，從而造成水中BOD含量的激增，進(jìn)而間接抑制兼氧池中反硝化的進(jìn)行，不利于廢水中總氮的去除。當(dāng)入水COD含量不是很高時(shí)(小于4000mg/L)，缺氧池進(jìn)行缺氧反硝化反應(yīng)，好氧池進(jìn)行好氧硝化反應(yīng)，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(shè)置在后的好氧池，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(gè)系統(tǒng)的出水在正常情況下肯定含有一定濃度的no3_或NO2-;而當(dāng)系統(tǒng)前端的缺氧池中反硝化不正常時(shí)，出水中的NO3-或NO2-將肯定是相當(dāng)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后的沉淀池中的沉泥也必然帶有大量的no3_或no2_，當(dāng)排泥時(shí)也會(huì)間接的造成no3_或no2_對(duì)環(huán)境的污染。無疑，由于本身的工藝布局設(shè)置局限和反硝化運(yùn)行時(shí)控制不利等非正常情況將導(dǎo)致經(jīng)典的A/0脫氮工藝應(yīng)付日趨嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)顯得力不從心。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(fā)明采用的技術(shù)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(jìn)入二段生化系統(tǒng)進(jìn)行硝化反硝化作用前先經(jīng)過一個(gè)初曝池，初曝池去除大量C0D、揮發(fā)酹和氰化物；二段生化系統(tǒng)包括一個(gè)Anammox池、一個(gè)兼氧池和一個(gè)好氧池，Anammox能夠進(jìn)行厭氧氨氧化；兼氧池進(jìn)行反硝化脫氮，好氧池進(jìn)行硝化作用；且在初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池中預(yù)先分別加入各自體積I. 09T2. 5%的微生物載體以及I. 59T4. 0%的微生物制劑。更進(jìn)一步地，在初曝池后還有一個(gè)初沉池，與初曝池組成預(yù)曝系統(tǒng)；預(yù)曝系統(tǒng)中采用獨(dú)立循環(huán)方式將活性污泥由初沉池回流至初曝池，活性污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(jìn)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 (有效污泥濃度)在3飛g/L。更進(jìn)一步地，在二段的生化系統(tǒng)中既有污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 ;二沉池的活性污泥回流至兼氧池，回流比為I: f 2，也可以根據(jù)實(shí)際需要將富余污泥排放。更進(jìn)一步地，在初曝池前有一個(gè)氣浮池。整個(gè)系統(tǒng)由初曝池和初沉池構(gòu)成系統(tǒng)的前段部分，Anammox池、兼氧池、好氧池和_■沉池構(gòu)成系統(tǒng)的后段部分。Anammox池如設(shè)直初曝池和初 幾池，廢水經(jīng)初曝池曝氣后去除廢水中所含的大部分C0D、揮發(fā)酚和氰化物，并產(chǎn)生大量的硝基氮，從而為焦化廢水在Anammox池發(fā)生厭氧氨氧化提供良好的環(huán)境,硝基氮與廢水中固有的氨氮在Anammox池中發(fā)生厭氧氨氧化反應(yīng)，使硝基氮和氨氮直接反應(yīng)完成脫氮。整個(gè)系統(tǒng)由前后兩段污泥共同承擔(dān)負(fù)荷，這樣的設(shè)計(jì)提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率和抗沖擊風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。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(shí)轉(zhuǎn)化為N2，稱之為厭氧氨氧化(Anammox)，厭氧氨氧化反應(yīng)的特點(diǎn)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(tài)氮變成氮?dú)馀湃氪髿庵?其主要反應(yīng)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(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，厭氧氨氧化過程的是一個(gè)產(chǎn)能的反應(yīng)，可以提供能量供微生物生長(zhǎng)。而且NH4+與N02_反應(yīng)比NH4+與N03_更容易進(jìn)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(chǎn)物。兼氧池在整個(gè)系統(tǒng)中起到的作用就是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)出水進(jìn)行反硝化,確實(shí)有效的將由好氧池排水中的NO3-或NO2-反硝化為氮?dú)?，從而使得系統(tǒng)出水中的總氮含量能夠穩(wěn)定地保持非常低濃度。在焦化廢水進(jìn)入曝氣池之前，經(jīng)氣浮池進(jìn)行預(yù)處理，從而除去大量的油和懸浮物(及渣)，然后將焦化廢水送入預(yù)曝系統(tǒng)曝氣。經(jīng)本發(fā)明處理后，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(biāo)也可以達(dá)到國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。除焦化廢水外，本發(fā)明所公開的利用微生物處理高濃度氮廢水的方法，也適用于制藥廢水、發(fā)酵廢水、食品企業(yè)廢水等難降解的生產(chǎn)廢水，還可以用于市政廢水、生活污水的處理。本發(fā)明整個(gè)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)，由于微生物菌群的高效力使得處理成本明顯低于傳統(tǒng)活性污泥方法。


下面結(jié)合附圖和本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖I為經(jīng)典的A/0工藝流程圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖。注A:廢水，B:污泥回流，C:硝化液回流。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例是本發(fā)明在某廢水處理工程中所做的運(yùn)行試驗(yàn)，該試驗(yàn)為封閉試驗(yàn)，非特定人群不能接觸、了解試驗(yàn)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(gòu)成了七個(gè)主體單元，其中初沉池設(shè)置污泥回流管道至初曝池進(jìn)水口，二沉池設(shè)置污泥回流管道至兼氧池進(jìn)水口，好氧池出水口設(shè)置硝化液回流管道至Anammox池和兼氧池進(jìn)水口。當(dāng)廢水經(jīng)氣浮池除去大量油和懸浮物后，將出水送入預(yù)曝系統(tǒng)進(jìn)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(huán)境微生物制劑，溫度控制在15 40°C，pH值為6. 5 9，溶解氧0. 6 3. 2mg/L，污泥沉降比為SV3tl 10% 25%，停留時(shí)間為12 28小時(shí)，進(jìn)水COD指標(biāo)250(T6800mg/L，出水COD指標(biāo)為500 850 mg/L ;從初曝池流出的廢水再經(jīng)初沉池沉淀，污泥回流至初曝池，污泥回流比為I:廣2。再將預(yù)曝系統(tǒng)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(jìn)行生化反應(yīng)，降解污水中一部分有害物質(zhì)，提高了污水的可生化性，同時(shí)進(jìn)行反硝化反應(yīng)和厭氧氨氧化反應(yīng)脫氮。Anammox池正常運(yùn)行時(shí)可按以下參數(shù)進(jìn)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(jīng)Anammox池反應(yīng)后的出水直接送入兼氧池進(jìn)行反硝化脫氮，兼氧池的運(yùn)行參數(shù)為，溫度為20 35°C，pH值為6. 5 7. 5，溶解氧0. 5mg/L以下，污泥沉降比為SV3tl 15% 30%，停留時(shí)間為12 24小時(shí)。經(jīng)兼氧池處理后的廢水再送入好氧池進(jìn)行硝化作用和進(jìn)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，污泥沉降比為SV30 15% 30%，停留時(shí)間為24 48小時(shí)，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(jīng)好氧池處理后的廢水再經(jīng)二沉池收集污泥后放流，從而達(dá)到維持系統(tǒng)中污泥的穩(wěn)定。二沉池的活性污泥可以回流至兼氧池，回流比為1T2,也可以根據(jù)需要和實(shí)際運(yùn)行狀況將富余污泥排放。如下表所示，經(jīng)本實(shí)施例處理后的出水水質(zhì)，污水處理效果明顯好于常規(guī)A/0工藝，出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。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(jī)銨鹽、溶解態(tài)氨及大部分有機(jī)含氮化合物中氮的總和，其檢測(cè)方法是堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法，見GB 11894-89。
權(quán)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(jìn)入二段生化系統(tǒng)進(jìn)行硝化反硝化作用前先經(jīng)過一個(gè)初曝池，初曝池去除大量COD、揮發(fā)酚和氰化物；二段生化系統(tǒng)包括一個(gè)Anammox池、一個(gè)兼氧池和一個(gè)好氧池，Anammox能夠進(jìn)行厭氧氨氧化；兼氧池進(jìn)行反硝化脫氮，好氧池進(jìn)行硝化作用；其特征在于在初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池中預(yù)先分別加入各自體積I. 09T2. 5%的微生物載體以及I. 59T4. 0%的微生物制劑。
2.按照權(quán)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，其特征在于在初曝池后還有一個(gè)初沉池，與初曝池組成預(yù)曝系統(tǒng)；預(yù)曝系統(tǒng)中采用獨(dú)立循環(huán)方式將活性污泥由初沉池回流至初曝池，活性污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(quán)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，其特征在于Anammox池的水溫控制在25 35°C，pH控制6 9，DO (溶解氧)< 0. 5mg/ L，MLVSS (有效污泥濃度)在3飛g/L。
4.按照權(quán)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，其特征在于在二段的生化系統(tǒng)中既有污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; 二沉池的活性污泥回流至兼氧池，回流比為1:廣2，也可以根據(jù)實(shí)際需要將富余污泥排放。
5.按照權(quán)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，其特征在于在初曝池前有一個(gè)氣浮池。
全文摘要
本發(fā)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(jìn)入二段生化系統(tǒng)進(jìn)行硝化反硝化作用前先經(jīng)過一個(gè)初曝池，初曝池去除大量COD、揮發(fā)酚和氰化物；二段生化系統(tǒng)包括一個(gè)Anammox池、一個(gè)兼氧池和一個(gè)好氧池，Anammox能夠進(jìn)行厭氧氨氧化；兼氧池進(jìn)行反硝化脫氮，好氧池進(jìn)行硝化作用；且在初曝池、Anammox池、兼氧池、好氧池中預(yù)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%的微生物制劑。經(jīng)本發(fā)明處理后，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(biāo)也可以達(dá)到國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。除焦化廢水外，本發(fā)明所公開的利用微生物處理高濃度氮廢水的方法，也適用于生產(chǎn)廢水及生活污水的處理。
文檔編號(hào)C02F3/34GK102718370SQ201210242758
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者凌亮 申請(qǐng)人:浙江漢藍(lán)環(huán)境科技有限公司