高氨氮废水的生物脱氮系统技术方案

本发明专利技术属于污水处理领域内的一种高氨氮废水的生物脱氮系统，由前处理单元、脱氮单元和后处理单元依次连接而成，脱氮单元中加有零价铁、二价铁离子或三价铁离子，加入好氧或厌氧污泥作为接种污泥，培养具有硝化、自养反硝化、Fe3+还原和Fe2+氧化的多功能微生物混合污泥；脱氮单元采用间歇供氧，供氧期间脱氮单元中的高氨氮废水溶解氧浓度不高于1.5mg/L。本发明专利技术克服了现有生物脱氮工艺脱氮效果差，不能实现完全脱氮，耗时较长的技术缺陷，提供的高氨氮废水的生物脱氮系统全程完全自养脱氮，脱氮效率高，费用低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污水处理领域，具体涉及一种高氨氮废水的生物脱氮系统。
技术介绍
高氨氮高浓度有机废水一般采用厌氧处理去除有机物，厌氧处理出水则为高氮低碳废水，针对高氮低碳废水，传统的生物脱氮主要采用硝化-反硝化法，分为2个阶段，首先是自养的硝化菌在好氧的条件下将氨氮氧化为N03 -N、N02 -N，然后通过异养的反硝化菌在缺氧的条件下利用有机碳源将N03 -n、no2 -N还原为氮气。硝化-反硝化法对生活污水、食品加工废水等低氨氮废水有较好的脱氮效果，对于高氮低碳废水的脱氮效果差，主要是因为反硝化过程需要易降解有机物，高氮低碳废水缺乏易降解有机物。另外硝化过程产生酸度，使混合液pH值降低，影响微生物活性和处理系统效能，因此需要加碱中和，增加了处理费用。荷兰Delft工业大学于1997年提出并开发了一种新型脱氮工艺(短程硝化-厌氧氨氧化)受到了国内外广泛重视。其基本原理是:先在有氧的条件下，利用氨氧化菌将氨氧化成N02，然后在厌氧或缺氧条件下，厌氧氨氧化菌以N02作为电子受体，直接将NH 4+氧化为N2o在厌氧氨氧化过程中，将NH4+和N0 2转化为N2的过程为完全自养，且NH4+-N的氧化无需分子态氧的参与，而N02 -N的还原也无需有机物的参与。所以，与传统硝化-反硝化生物脱氮工艺相比，厌氧氨氧化工艺工艺可以节省62.5%的供氧量，而且不需要外加碳源，因而可以大幅度地降低脱氮的基建投资和运行成本。但是，由于厌氧氨氧化菌生长缓慢、细胞产率低，在工程上很难培养出足够数量的厌氧氨氧化污泥，并且厌氧氨氧化菌对温度敏感，最适温度是30~40 °C，工程上很少有废水具有这个温度，还有，控制短程硝化也是一大难点。因此，短程硝化-厌氧氨氧化工艺在实际工程应用还很少。另外，短程硝化-厌氧氨氧化工艺还会产生一定量的no3，因此，总氮的去除效率也不是很高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有生物脱氮工艺脱氮效果差，不能实现完全脱氮，耗时较长的技术缺陷，为人们提供一种全程完全自养脱氮，脱氮效率高，费用低的高氨氮废水的生物脱氮系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的: 本专利技术的高氨氮废水的生物脱氮系统，由前处理单元、脱氮单元和后处理单元依次连接而成，高氨氮废水经过前处理单元去除有机物后进入脱氮单元，在脱氮单元去除氨氮后进入后处理单元，在后处理单元沉淀污泥，后处理单元出水达到排放标准后排放或回用，其特征在于脱氮单元中加有零价铁(Fe°)、二价铁离子(Fe2+)或三价铁离子(Fe3+)，加入好氧或厌氧污泥作为接种污泥，培养具有硝化、自养反硝化、Fe3+还原和Fe 2+氧化的多功能微生物混合污泥；脱氮单元采用间歇供氧，供氧与不供氧时间根据出水中NH/和N03、N02浓度调节，NH4+浓度高时，延长供氧时间，缩短不供氧时间，NO 3、N02浓度高时，延长不供氧时间，缩短供氧时间；供氧期间脱氮单元中的高氨氮废水溶解氧浓度不高于1.5mg/L0上述方案中，所述前处理单元为厌氧生物处理单元、沉淀单元或自然处理单元，以去除有机物、悬浮物和对脱氮微生物有抑制作用的物质。上述方案中，所述后处理单元为絮凝单元、沉淀单元，以去除污泥，同时达到去除磷和难降解有机物的作用。上述方案中，所述接种污泥为硝化污泥、反硝化污泥和厌氧氨氧化污泥中的一种或多种。上述方案中，所述二价铁离子或三价铁离子与氨氮浓度的摩尔比为1.0~6.0: 1;零价铁与氨氮浓度的摩尔比为2~20: 1。上述方案中，所述零价铁为铁粉、废铁渣、铁刨花和废钢铁中的一种或多种。上述方案中，所述脱氮单元中高氨氮废水的pH值为6.5~8.5，在15-35 °C下，高氨氮废水在反应器中停留0.5-5天，然后进入后处理单元。上述方案中，所述高氨氮废水的氨氮浓度为10~1000 mg N/L。本专利技术所涉及的生物反应为:4Fe + 302 + 6H20 = 4Fe (0H) 3 (化学反应) 3Fe (0H) 3 + 5H+ + NH:— 3Fe 2+ + 9H20 + 0.5N2 (生物反应，厌氧铁氨氧化)4Fe (OH) 2 + 02 + 2H20 = 4Fe (OH) 3 (化学反应) 在硝化微生物作用下，02氧化NH4+生成N03、N02 ;零价铁与水中的溶解氧经过系列氧化反应后生成Fe3+，在铁还原微生物作用下，Fe3+氧化NH 4+生成氮气(N 2)、N03、N02和Fe 2+;在铁氧化微生物作用下，Fe2+还原N0 3、N02生产氮气(N 2)和Fe3+;在另一类铁氧化微生物作用下，剩余的Fe2+被氧气氧化生成Fe 3+。整个脱氮单元具有循环脱氮作用。本专利技术所用的接种污泥范围广泛，包括一般性的好氧或厌氧污泥，可选择一种污泥单独接种或多种污泥同时混合接种。运试表明，本专利技术的高氨氮废水的生物脱氮系统能处理的氨氮浓度高达1000 mg/L，出水氨氮浓度可达到15 mg/L以下，氨氮去除率高达99%，出水总氮浓度可达到25mg/L以下，总氮去除率高达95%。本专利技术的优点表现在以下几方面: (1)铁既是电子供体又作电子受体，在反应体系中以还原态Fe(II)与氧化态Fe (III)这两种形式交替转换，同时带动体系中的含氮化合物持续脱除，具有双重脱氮功能； (2)全程完全自养脱氮，不需要外加碳源，节省运行费用； (3)氧的利用率明显提高，体系耗氧量少，进而能耗费用低； (4)脱氮单元碱度得到平衡，不用加碱维持系统碱度； (5)剩余污泥少，节省污泥处理处置费用； (6)同时具有除磷作用； (7)运行费用比传统脱氮除磷技术降低40%以上。本专利技术适合于处理高氨氮有机废水，尤其适合于处理低碳氮比、高氨氮浓度的有机废水，如厌氧消化上清液、垃圾渗滤液、养殖废水、制药废水、光电废水等。因此，本专利技术克服了现有生物脱氮工艺脱氮效果差，不能实现完全脱氮，耗时较长的技术缺陷，提供的高氨氮废水的生物脱氮系统全程完全自养脱氮，脱氮效率高，费用低。【具体实施方式】下面通过实施例进一步详述本专利技术，但本专利技术不仅限于所述实施例。实施例一 本例的高氨氮废水的生物脱氮系统由前处理单元、脱氮单元和后处理单元依次连接而成，高氨氮废水经过前处理单元去除有机物后进入脱氮单元，在脱氮单元去除氨氮后进入后处理单元，在后处理单元沉淀污泥，后处理单元出水达到排放标准后排放或回用；脱氮单元中加有零价铁(Fe°)，加入好氧或厌氧污泥作为接种污泥，培养具有硝化、自养反硝化、Fe3+还原和Fe 2+氧化的多功能微生物混合污泥；脱氮单元采用间歇供氧，每隔0.5-2小时供氧0.5-2小时，供氧与不供氧时间根据出水中NH4+和N0 3、N02浓度调节，NH 4+浓度高于15mg/L，延长供氧时间，缩短不供氧时间，N03、勵2浓度高于15mg/L，延长不供氧时间，缩短供氧时间；供氧期间脱氮单元中的高氨氮废水溶解氧浓度不高于1.5mg/L0前处理单元为厌氧生物处理单元，以去除有机物、悬浮物和对脱氮微生物有抑制作用的物质。后处理单元为絮凝单元，以去除污泥，同时达到去除磷和难降解有机物的作用。接种污泥为硝化污泥。零价铁与氨氮浓度的摩尔比为2~20: 1。零价铁为铁粉。脱氮单元中高氨氮废水的pH值为6.5~8.5，在15~35 °C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高氨氮废水的生物脱氮系统，由前处理单元、脱氮单元和后处理单元依次连接而成，高氨氮废水经过前处理单元去除有机物后进入脱氮单元，在脱氮单元去除氨氮后进入后处理单元，在后处理单元沉淀污泥，后处理单元出水达到排放标准后排放或回用，其特征在于脱氮单元中加有零价铁（Fe0）、二价铁离子（Fe2+）或三价铁离子（Fe3+），加入好氧或厌氧污泥作为接种污泥，培养具有硝化、自养反硝化、Fe3+还原和Fe2+氧化的多功能微生物混合污泥；脱氮单元采用间歇供氧，供氧与不供氧时间根据出水中NH4+和NO3‑、NO2‑浓度调节，NH4+浓度高时，延长供氧时间，缩短不供氧时间，NO3‑、NO2‑浓度高时，延长不供氧时间，缩短供氧时间；供氧期间脱氮单元中的高氨氮废水溶解氧浓度不高于1.5mg/L。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓良伟，郑丹，
申请(专利权)人：农业部沼气科学研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51