一種低濃度氨氮廢水的處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，包括預處理、固定化微生物硝化過程、離子交換處理、檢測排放或回流步驟。該工藝將固定化微生物與離子交換結(jié)合在一起，提高了低濃度氨氮的處理效率，為低濃度氨氮的徹底去除提供了一種新的工藝。微生物經(jīng)固定化后提高了系統(tǒng)中的硝化菌密度，可以高效地將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮，而離子交換樹脂則采用雙柱并聯(lián)，可以交替運行和再生，減少了樹脂的用量，延長了樹脂的再生周期，降低了的更換頻率，而且可以達到連續(xù)穩(wěn)定去除氨氮的效果，操作方便，運行成本低，可適用于各種低濃度氨氮廢水的治理。
【專利說明】一種低濃度氨氮廢水的處理工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢水的處理工藝，特別是涉及一種低濃度氨氮廢水的處理工藝。屬于環(huán)境污染綜合治理【技術領域】
【背景技術】
[0002]隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，污水排放量逐年增加，同時化肥、農(nóng)藥以及各種合成洗滌劑的大量使用使得污水中氮營養(yǎng)物質(zhì)已經(jīng)上升為主要污染物。水體中氨氮的突出危害是造成水體的富營養(yǎng)化，水質(zhì)惡化，此外，氨氮和藻類物質(zhì)消耗水中溶解氧，魚蝦類水生動植物會因缺氧大量死亡。隨著《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的實施，污水中氨氮的排放標準進一步提高，許多企業(yè)廢水中氨氮指標的達標排放成為一個亟待解決的問題，特別是經(jīng)過常規(guī)處理后，廢水中仍還含有部分氨氮，這部分低濃度氨氮的處理當今廢水領域的研究開發(fā)和應用熱點。同時在水源水遭到輕微污染后也會含有低濃度氨氮，在城市供水系統(tǒng)中，即使管網(wǎng)中氨氮濃度很低也會帶來促使細菌增殖、消耗溶解氧、產(chǎn)生嗅、味及亞硝酸、消耗氯而產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物和非離子氨的生物毒性等一系列問題，因此隨著飲用水水源地受污染加劇，如何高效快速去除水中低濃度氨氮的問題倍受關注。
[0003]目前在實際廢水氨氮處理技術中應用較為廣泛的一種方法是活性污泥法，以及在活性污泥法基礎上改進的SBR，A/0, A2/0等工藝，這些改造工藝在廢水氨氮去除方面做出了較大貢獻，但也存在各自明顯的不足。如脫氮率低，占地面積大，水力停留時間長，處理量偏低，自動化程度要求高、基建投資大和運行費用高，動力消耗大等問題。其中比較突出的問題是活性污泥中硝化菌群增殖緩慢且反應易受外界環(huán)境因素影響并容易從系統(tǒng)中流失，這在低濃度氨氮廢水處理中尤為突出。近年來興起的固定化微生物技術是用化學或物理手段將游離微生物定位于限定的空間區(qū)域內(nèi)，并使其保持活性，反復利用的方法。固定化微生物技術具有微生物密 度高，流失少，產(chǎn)物易分離，耐毒害和抗沖擊負荷能力強，處理設備小型化，易操作，穩(wěn)定性強，剩余污泥量少等優(yōu)點。固定化微生物可以將氨氮迅速轉(zhuǎn)化為硝酸氮，根據(jù)這一機理，本發(fā)明的創(chuàng)新點在于把固定化微生物技術與陰離子交換樹脂聯(lián)用，達到迅速、高效、徹底去除氨氮的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的缺點，提供一種操作簡單、處理效率高、可以連續(xù)達標排放或者循環(huán)使用低濃度氨氮廢水的處理工藝。該工藝將固定化微生物與離子交換結(jié)合在一起，提高了低濃度氨氮的處理效率，為低濃度氨氮的徹底去除提供了一種新的工藝。微生物經(jīng)固定化后提高了系統(tǒng)中的硝化菌密度，可以高效地將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮，而離子交換樹脂則采用雙柱并聯(lián)，可以交替運行和再生，減少了樹脂的用量，延長了樹脂的再生周期，降低了的更換頻率，而且可以達到連續(xù)穩(wěn)定去除氨氮的效果，操作方便，運行成本低，可適用于各種低濃度氨氮廢水的治理。[0005]本發(fā)明提供了一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，包括如下步驟:
(1)預處理:對氨氮濃度低于50mg/L的廢水進行預處理，去除懸浮物和部分有機物；
(2)固定化微生物硝化過程:將硝化菌濃縮液與海藻酸鈉混合后滴入氯化鈣溶液中，形成固定化微生物凝膠球，并填充在生物反應器內(nèi)，底部曝氣，硝化菌顆粒將低濃度的氨氮硝化轉(zhuǎn)化為硝酸氮；
(3)離子交換處理:經(jīng)過固定化微生物處理過的廢水以一定的流速通過并聯(lián)的陰離子樹脂床I，去除硝酸根離子，陰離子樹脂床II備用，當樹脂床層I離子交換飽和時，廢水接入樹脂床II，樹脂床I加入再生液進行原位再生，陰離子樹脂床I和II依次進行運行和再生；
(4)檢測排放或回流:對離子交換后的出水進行檢測，如達到國家或地方制定的排放或回用標準，則排放或回用，如未能達到標準，則回流再次進行處理直到達標。
[0006]所述的預處理，采用活性炭，或石英砂，或細格柵，或超濾膜技術處理。
[0007]步驟(2)所述的硝化菌為活性污泥經(jīng)過在好氧條件下培養(yǎng)的硝化細菌濃縮液，濃度為10~30g/L。
[0008]步驟(2)所述的固定化微生物凝膠球的制備方法如下:按照0.08~2:1~3:1的比例將海藻酸鈉、硝化細菌濃縮液、水混合后滴加到3%氯化鈣溶液中，固化5~10分鐘后，把聚合成型的凝膠氯化鈣溶液中取出，去離子水清洗，即得到用于降解氨氮的固定化硝化細菌凝膠球。
[0009]步驟(2)所述的生物反應器內(nèi)固定化微生物凝膠球填充率為10~30%，溶解氧濃度維持在3~6mg/L。
[0010]步驟(3)所述的廢水流速為2~20 m/ho
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
I)固定化微生物技術是一種改進的活性污泥法，屬于生物技術，將活性污泥經(jīng)過在好氧條件下培養(yǎng)的硝化細菌固定在海藻酸鈉凝膠球內(nèi)，可以保持生物反應器內(nèi)較高的硝化菌群數(shù)量，可以通過生物硝化過程迅速高效地將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮，處理效果穩(wěn)定且沒有二次污染。
[0012]2)經(jīng)過固定化微生物的硝化過程后，廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮，再通過并聯(lián)的陰離子交換樹脂，可以減少樹脂消耗，延長再生周期，并能做到連續(xù)處理，降低了運行成本。
[0013]3)可以與傳統(tǒng)處理工藝相結(jié)合，作為傳統(tǒng)工藝出水的深度處理，或者作為單獨的氨氮處理單元用于微污染水源水中的氨氮的去除，工藝組合方便，具有很高的推廣應用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的低濃度氨氮處理工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳細說明:本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。[0016]實施例1:
對廣州某微污染水源水進行取樣檢測氨氮濃度為12 mg/L，對低濃度氨氮水源水進行處理，包括步驟如下:
預處理:取此氨氮廢水100 L，采用石英砂層過濾預處理，去除大部分固體懸浮物和部分有機污染物。
[0017]固定化微生物硝化過程:按照1.5:2:1的比例將海藻酸鈉、硝化細菌濃縮液、水混合后滴加到3%氯化鈣溶液中，固化10分鐘后，把聚合成型的凝膠氯化鈣溶液中取出，去離子水清洗，按照填充率為15%投加到固定化微生物反應器內(nèi)，保持反應器內(nèi)溶解氧濃度維持在4mg/L。將上述預處理的廢水送入固定化微生物反應器，水力停留時間30分鐘后送入離子交換床進行離子交換處理。
[0018]離子交換處理:控制固定化微生物處理過的廢水以10 m/h的流速通過并聯(lián)的陰離子樹脂床I，去除硝酸根離子，陰離子樹脂床II備用，當樹脂床層I離子交換飽和時，廢水接入樹脂床II，樹脂床I加入再生液進行原位再生，陰離子樹脂床I和II依次進行運行和再生；
檢測回用:對離子交換后的出水進行檢測，氨氮濃度為0.22 mg/L，達到國家制定的《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749-2006)中氨氮濃度低于0.5 mg/L，可作為水源水進入自來水廠進行進一步處理。
[0019]整個處理過程的檢測數(shù)據(jù)如下表:
處理步驟I氨氮濃度(mg/L) I硝酸氮濃度(mg/L) IpH _
初始狀態(tài)_12_I1J_7.02
預處理~4.56.90
固定化微生物硝化過程—0.2515~5—7.19
離子交換處理0712~0.057.28
去除率|98.2?|96.1%I
實施例2:
對江蘇某污水處理的最終出水進行取樣檢測氨氮濃度為35 mg/L，對低濃度氨氮廢水進行處理，包括步驟如下:
預處理:取此氨氮廢水100 L，采用石英砂層過濾預處理，去除大部分固體懸浮物和部分有機污染物。
[0020]固定化微生物硝化過程:按照2:3:1的比例將海藻酸鈉、硝化細菌濃縮液、水混合后滴加到3%氯化鈣溶液中，固化5分鐘后，把聚合成型的凝膠氯化鈣溶液中取出，去離子水清洗，按照填充率為20%投加到固定化微生物反應器內(nèi)，保持反應器內(nèi)溶解氧濃度維持在6mg/L。將上述預處理的廢水送入固定化微生物反應器，水力停留時間60分鐘后送入離子交換床進行離子交換處理。
[0021]離子交換處理:控制固定化微生物處理過的廢水以5 m/h的流速通過并聯(lián)的陰離子樹脂床I，去除硝酸根離子，陰離子樹脂床II備用，當樹脂床層I離子交換飽和時，廢水接入樹脂床II，樹脂床I加入再生液進行原位再生，陰離子樹脂床I和II依次進行運行和再生；
檢測回用:對離子交換后的出水進行檢測，氨氮濃度為4.5 mg/L，達到國家制定的《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)中氨氮濃度低于5 mg/L的一級排放標準，可以達標排放。[0022] 整個處理過程的檢測數(shù)據(jù)如下表:
【權利要求】
1.一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，包括如下步驟: 預處理:對氨氮濃度低于50mg/L的廢水進行預處理，去除懸浮物和部分有機物； 固定化微生物硝化過程:將硝化菌濃縮液與海藻酸鈉混合后滴入氯化鈣溶液中，形成固定化微生物凝膠球，并填充在生物反應器內(nèi)，底部曝氣，硝化菌顆粒將低濃度的氨氮硝化轉(zhuǎn)化為硝酸氮； 離子交換處理:經(jīng)過固定化微生物處理過的廢水以一定的流速通過并聯(lián)的陰離子樹脂床I，去除硝酸根離子，陰離子樹脂床II備用，當樹脂床層I離子交換飽和時，廢水接入樹脂床II，樹脂床I加入再生液進行原位再生，陰離子樹脂床I和II依次進行運行和再生； 檢測排放或回流:對離子交換后的出水進行檢測，如達到國家或地方制定的排放或回用標準，則排放或回用，如未能達到標準，則回流再次進行處理直到達標。
2.根據(jù)權利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，所述的預處理，采用活性炭，或石英砂，或細格柵，或超濾膜技術處理。
3.根據(jù)權利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，步驟(2)所述的硝化菌為活性污泥經(jīng)過在好氧條件下培養(yǎng)的硝化細菌濃縮液，濃度為10~30g/L。
4.根據(jù)權利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，步驟(2)所述的固定化微生物凝膠球的制備方法如下:按照0.08~2:1~3:1的比例將海藻酸鈉、硝化細菌濃縮液、水混合后滴加到3%氯化鈣溶液中，固化5~10分鐘后，把聚合成型的凝膠氯化鈣溶液中取出，去離子水清洗，即得到用于降解氨氮的固定化硝化細菌凝膠球。
5.根據(jù)權利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，步驟(2)所述的生物反應器內(nèi)固定化微生物凝膠球填充率為10~30%，溶解氧濃度維持在3~6mg/L。
6.根據(jù)權利要求1所述一種低濃度氨氮廢水的處理工藝，其特征在于，步驟(3)所述的廢水流速為2~20 m/h0
【文檔編號】C02F9/14GK103771648SQ201210396964
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月18日 優(yōu)先權日:2012年10月18日
【發(fā)明者】董亞梅, 張豪杰, 王婷, 何丹農(nóng) 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司