一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理方法，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國水污染問題嚴重，雖然在“十一五”和“十二五”期間大力推進碳氮磷的去除，但針對低碳源廢水的處理依舊存在很大的問題。傳統(tǒng)生物脫氮方法通過硝化-反硝化過程實現(xiàn)氮的去除，在此過程中，充足的碳源是反硝化高效脫氮的關(guān)鍵。理論上，lgN03-N反硝化需消耗3.7g COD,因此C/N小于3.7，脫氮過程會因碳源不足而影響脫氮效果。然而，廢水水質(zhì)日趨復(fù)雜，特別是有機碳源的缺乏，導(dǎo)致部分低碳氮比廢水如垃圾滲濾液、畜禽養(yǎng)殖廢水和城市生活污水厭氧消化液、污泥發(fā)酵上清液，以及淀粉、味精、釀酒等行業(yè)厭氧出水的深度脫氮面臨巨大挑戰(zhàn)。
[0003]厭氧氨氧化技術(shù)是近年來迅速發(fā)展的針對低碳源廢水處理的技術(shù)。厭氧氨氧化反應(yīng)是指在厭氧條件下，厭氧氨氧化菌以亞硝態(tài)氮為電子受體，氧化氨氮為氮氣的過程，該過程不需有機碳源，屬于自養(yǎng)過程。然而，自養(yǎng)型的厭氧氨氧化菌生長速率低，倍增時間長，極易受到實際廢水中有機物的抑制，一般認為有機碳超過100mg/L就會對厭氧氨氧化菌嚴重抑制。而且，厭氧氨氧化過程僅去除90%以氨和亞硝酸鹽形式存在的氮，同時產(chǎn)生約10%的硝態(tài)氮，且整個過程對廢水中有機物幾乎沒有任何去除作用。因此，通常情況下利用單一的厭氧氨氧化反應(yīng)既難以完全脫除實際廢水中的氮素，也無法對廢水中的有機碳源進行有效去除。
[0004]近期有研究發(fā)現(xiàn)，厭氧氨氧化菌與反硝化菌能共存于同一反應(yīng)器中，有機物含量相對不足能夠避免反硝化菌的大量繁殖，兩者形成一定的協(xié)同作用。但是，廢水中過量的有機碳源存在將極大的抑制厭氧氨氧化菌的生長與繁殖，并使反硝化菌快速占據(jù)優(yōu)勢。因此，厭氧氨氧化反硝化的共存體系依然很脆弱，如何在一定程度上將厭氧氨氧化菌和反硝化菌分相培養(yǎng)，在共存體系內(nèi)為兩者主體反應(yīng)提供差異化環(huán)境條件，強化兩者同步脫氮除碳具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理方法，保障了厭氧氨氧化菌和反硝化菌在不同隔室差異化生長，且對碳氮處理效果穩(wěn)定高效，以解決現(xiàn)有技術(shù)不足導(dǎo)致的諸多問題。
[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理方法，包括如下步驟:
(1)亞硝化過程:將低碳氮比廢水通過亞硝化反應(yīng)器，使一定比例的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮；
(2)亞硝酸鹽型反硝化過程:所述步驟(1)中廢水流出亞硝化反應(yīng)器并進入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器，在厭氧折流板反應(yīng)器前段隔室培養(yǎng)亞硝酸鹽型反硝化菌，去除大部分有機碳源和一部分亞硝態(tài)氮，降低有機碳源對厭氧氨氧化菌的抑制；
(3)厭氧氨氧化過程:所述步驟(2)中厭氧折流板反應(yīng)器中段隔室培養(yǎng)厭氧氨氧化菌，按比例大幅度去除氨氮和亞硝態(tài)氮，并生成少量硝態(tài)氮；
(4)硝酸鹽型反硝化過程:所述步驟(2)中厭氧折流板反應(yīng)器后段隔室培養(yǎng)硝酸鹽型反硝化菌，采用剩余的少量有機碳源去除硝態(tài)氮。
[0007]優(yōu)選地，步驟(1)中所述的亞硝化反應(yīng)器中，氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮的占比為60%?70%。
[0008]優(yōu)選地，步驟(2)中厭氧折流板反應(yīng)器前段去除70?80%的有機碳源和20?30%的亞硝態(tài)氮，并使得進入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器中段的廢水亞硝態(tài)氮和氨氮比例為(1.2?
1.3):1。
[0009]優(yōu)選地，步驟(3)中厭氧折流板反應(yīng)器中段厭氧氨氧化過程亞硝態(tài)氮去除量:氨氮去除量:硝態(tài)氮生成量比例為(1.2?1.3):1: (0.2?0.3)。
[0010]優(yōu)選地，步驟(4)中厭氧折流板反應(yīng)器后段進水有機碳源和硝態(tài)氮比例(2?3):
Ιο
[0011]優(yōu)選地，所述低碳源廢水的C/N比低于1。
[0012]本發(fā)明所述的一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理方法的優(yōu)點在于:
1、工藝簡單，針對于有機碳源分別對反硝化菌與厭氧氨氧化菌的激勵與抑制，使厭氧氨氧化菌和反硝化菌按順序在不同隔室差異化生長；
2、通過厭氧折流板反應(yīng)器前段設(shè)置亞硝酸鹽型反硝化菌，去除大部分有機物，避免有機物對厭氧氨氧化菌的抑制；
3、對碳氮處理效果穩(wěn)定高效的優(yōu)點，碳氮同步脫除率最高達到95%以上。
【附圖說明】
[0013]如圖1為本發(fā)明所述的一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0015]實施例:
一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理方法，包括如下步驟:
(1)取用低碳源廢水經(jīng)過亞硝化反應(yīng)器，其進水COD濃度為150mg/L，總氮為170mg/L，C/N比低于1，出水COD濃度為110mg/L，亞硝態(tài)氮110mg/L，氨氮60mg/L。
[0016](2)廢水由亞硝化反應(yīng)器出水進入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器，厭氧折流板反應(yīng)器前段發(fā)生亞硝酸鹽型反硝化過程，出水C0D為20mg/L，亞硝態(tài)氮70 mg/L，氨氮60mg/L ；
(3)厭氧折流板反應(yīng)器前段廢水出水進入中段隔室發(fā)生厭氧氨氧化過程，出水C0D為20mg/L，亞硝態(tài)氮和氨氮同步去除，出水亞硝態(tài)氮低于lmg/L，氨氮l_5mg/L，硝態(tài)氮為15mg/L ；
(4)厭氧折流板反應(yīng)器中段廢水出水進入后段隔室發(fā)生硝酸鹽型反硝化過程，反應(yīng)器最終出水C0D濃度約7-8mg/L，氨氮l_5mg/L，亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮基本未檢出。
[0017]基于上述，本發(fā)明所述的方案工藝簡單，先通過亞硝化反應(yīng)器將大部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮；針對于有機碳源分別對反硝化菌與厭氧氨氧化菌的激勵與抑制，使廢水由亞硝化反應(yīng)器通過厭氧折流板反應(yīng)器，并在厭氧折流板反應(yīng)器中使厭氧氨氧化菌和反硝化菌按一定順序在不同隔室差異化生長；通過厭氧折流板反應(yīng)器前段設(shè)置亞硝酸鹽型反硝化菌，去除大部分有機碳源，避免有機碳源對厭氧氨氧化菌的抑制；中段隔室設(shè)置厭氧氨氧化菌，將亞硝態(tài)氮與氨氮同步除去，并生成少量硝態(tài)氮；后段隔室設(shè)置硝酸鹽型反硝化菌，利用剩余有機碳源去除硝態(tài)氮，使得最終亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮基本無殘留，對碳氮處理效果穩(wěn)定尚效的優(yōu)點，碳氣同步脫除率最尚達到95%以上。
[0018]由技術(shù)常識可知，本發(fā)明可以通過其他的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明所包含。
【主權(quán)項】
1.一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)亞硝化過程:將低碳氮比廢水通過亞硝化反應(yīng)器，使一定比例的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮； (2)亞硝酸鹽型反硝化過程:所述步驟(1)中廢水流出亞硝化反應(yīng)器并進入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器，在厭氧折流板反應(yīng)器前段隔室培養(yǎng)亞硝酸鹽型反硝化菌，去除大部分有機碳源和一部分亞硝態(tài)氮，降低有機碳源對厭氧氨氧化菌的抑制； (3)厭氧氨氧化過程:所述步驟(2)中厭氧折流板反應(yīng)器中段隔室培養(yǎng)厭氧氨氧化菌，按比例大幅度去除氨氮和亞硝態(tài)氮，并生成少量硝態(tài)氮； (4)硝酸鹽型反硝化過程:所述步驟(2)中厭氧折流板反應(yīng)器后段隔室培養(yǎng)硝酸鹽型反硝化菌，采用剩余的少量有機碳源去除硝態(tài)氮。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理方法，其特征在于:步驟(1)中所述的亞硝化反應(yīng)器中，氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮的占比為60%?70%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理方法，其特征在于:步驟(2)中厭氧折流板反應(yīng)器前段去除70?80%的有機碳源和20?30%的亞硝態(tài)氮，并使得進入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器中段的廢水亞硝態(tài)氮和氨氮比例為(1.2?1.3):1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理的方法，其特征在于:步驟(3)中厭氧折流板反應(yīng)器中段厭氧氨氧化過程亞硝態(tài)氮去除量:氨氮去除量:硝態(tài)氮生成量比例為(1.2?1.3):1: (0.2?0.3)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理的方法，其特征在于:步驟(4)中厭氧折流板反應(yīng)器后段進水有機碳源和硝態(tài)氮比例(2?3):1。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理的方法，其特征在于:所述低碳源廢水的C/N比低于1。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低碳源廢水同步脫氮除碳處理方法。第一步采用亞硝化反應(yīng)器，將廢水中部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮；第二步以厭氧折流板反應(yīng)器為核心，依次在前段隔室培養(yǎng)亞硝酸鹽型反硝化菌，去除大部分有機碳源，降低有機碳源對厭氧氨氧化菌的抑制；中段培養(yǎng)厭氧氨氧化菌，按比例大幅度去除氨氮和亞硝態(tài)氮，并生成少量硝態(tài)氮；后段培養(yǎng)硝酸鹽型反硝化菌，采用剩余的少量碳源去除硝態(tài)氮，在厭氧折流板反應(yīng)器各隔室依次構(gòu)建“亞硝酸鹽型反硝化——厭氧氨氧化——硝酸鹽型反硝化”的階梯式反應(yīng)體系。該方法具有工藝簡單，保障厭氧氨氧化菌和反硝化菌在不同隔室差異化生長，對碳氮處理效果穩(wěn)定高效的優(yōu)點。
【IPC分類】C02F9/14, C02F101/16
【公開號】CN105293838
【申請?zhí)枴緾N201510845253
【發(fā)明人】陳重軍, 梅娟, 錢飛躍, 吳鵬, 王建芳, 沈耀良
【申請人】蘇州科技學(xué)院
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月30日