一种高浓度硝酸根废水反硝化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种高浓度硝酸根废水反硝化处理方法，包括：步骤S1、将硝酸根废水的pH调节为2‑4，然后向废水中添加碳源和氮、磷营养盐，得到预处理的废水；步骤S2、将预处理的废水与循环水混合，将得到的混合水通入缺氧流化床反应器中使其与生物填料接触进行反硝化反应，得到反硝化处理的废水；其中，循环水为预处理的废水与生物填料进行反硝化反应得到的产物。使用该方法处理硝酸根废水成本较低，并且该方法能够连续处理高浓度硝酸根(3000‑35000mg/L)废水，处理效率高。

Denitrification treatment of high concentration nitrate wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度硝酸根废水反硝化处理方法
本专利技术涉及一种高浓度硝酸根废水反硝化处理方法。
技术介绍
随着水体富营养化趋势日益严重，尤其是工业污水中硝酸盐排放量与日俱增，使氮的自然循环遭到了破坏。硝酸盐对人体健康有很多危害，硝酸根进入血液后与血红蛋白作用，将Fe(II)氧化成Fe(III)而导致形成高铁血红蛋白，高铁血红蛋白与氧发生不可逆结合，引起高铁血红蛋白症，严重时可导致缺氧死亡。因此，工业生产过程中排放的含硝酸根污水已引起人们的普遍关注。近年来污水排放标准日益严格，如美国、加拿大等国家出水标准TN(总氮含量)小于3mg/L而TP(磷氮含量)小于0.18mg/L，所以处理废水中硝酸盐刻不容缓。处理高浓度硝酸根废水可采用不同方法。有报道采用石墨电极电吸附处理硝酸钾含盐水，硝态氮的去除率可达52.2％，但该方法的缺点是成本高，脱除硝酸根的能力较差。还有一种方法是采用离子交换新技术处理硝酸根废水，用D890树脂处理，可完全去除废水中硝酸根，但由于工业生产中硝酸根废水量大，而D890树脂价格昂贵，处理大量废水成本过高，难以满足实际生产的需求。Rivett等研究在碱性条件下，通过化学方法可以将水中的硝酸盐还原成氨，该反应在催化剂Cu的作用下进行，结果表明，由于成本太高，此工艺难于实际应用。CN106219716A公开了一种处理高浓度硝酸根废水的方法，常温常压下在高浓度硝酸根废水中加入锌粉和氨基磺酸进行反应，该方法不需要额外购买废水处理设备，废水处理后NO3-浓度≤15mg/L，但缺点是引入锌粉等造成二次污染。在彻底消除水体中硝酸盐氮污染和降低脱硝成本的两个方面，生物反硝化方法都是目前已投入实用的最好的方法，具有高效低耗特点，但传统的反硝化技术在高浓度硝酸根条件下反硝化菌的活性通常受到抑制。因此，针对目前水处理中硝酸盐去除的工艺状况，亟需研发一种新型的强化生物反硝化技术，在确保硝酸盐及总氮去除效果的同时，提高处理负荷并有效降低其运行维护费用。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种高浓度硝酸根废水反硝化处理方法，使用该方法处理硝酸根废水成本较低，并且该方法能够连续处理高浓度(3000-35000mg/L)的硝酸根废水，处理效率高。根据本专利技术的第一方面，提供了一种高浓度硝酸根废水反硝化处理方法，包括：步骤S1、将硝酸根废水的pH调节为2-4，并向废水中添加碳源和氮、磷营养盐，得到预处理的废水；步骤S2、将预处理的废水与循环水混合，将混合得到的废水通入缺氧流化床装置中使其与生物填料接触进行反硝化反应，得到反硝化处理的废水；其中，循环水为预处理的废水与生物填料进行反硝化反应得到的产物。根据本专利技术的优选实施方式，所述硝酸根废水中硝酸根的浓度为3000-35000mg/L。根据本专利技术的优选实施方式，步骤S1中，先调节硝酸根废水的pH调节为2-4，然后向调节了pH以后的废水中添加碳源和氮、磷营养盐，优选地，碳源在氮、磷营养盐之前添加。经过一段时间的废水处理后，填料上生长生物膜，但是，过厚的生物膜会导致填料颗粒的粘连或结团，进而可能产生局部水流短路，另外，细小填料颗粒生长过厚的生物膜还可能导致填料被水流带出流化床，这些因素都不利于流化床的正常运行，应及时脱膜以控制生物膜厚度。根据本专利技术的优选实施方式，所述方法还包括步骤S3、对所述生物填料进行间歇性气洗；优选地，气洗的时间间隔为5-100min/次，和/或，气洗的强度为7-16L/m2·s，和/或，单次气洗的时间为0.5-4min。在本专利技术设置的气洗条件可以实现对生物膜厚度的定量控制，既可以防止过度脱膜所导致的生化处理恢复时间过长，同时也可以防止生物膜过厚带来的传质不利以及生物膜老化等问题。根据本专利技术的优选实施方式，所述生物填料的直径为2.0-2.5mm，优选所述生物填料为经过抛光和脱脂处理的生物填料。本专利技术使用的生物填料的颗粒直径小，比表面积大，易于生物膜在填料表面的生长。根据本专利技术的优选实施方式，所述步骤S1中添加碳源使COD与硝态氮的质量浓度之比为(3.1-4.7):1，优选为(3.4-4.5):1，优选地，所述碳源为甲醇。根据本专利技术的优选实施方式，以质量浓度计，所述步骤S1中添加氮、磷营养盐使COD:N:P为(200-400):5:1，N、P的质量浓度分别以N、P元素计，优选地，所述氮营养盐选自氨水和/或尿素；和/或，所述磷营养盐选自KH2PO4和/或Na3PO4。根据本专利技术的优选实施方式，所述缺氧流化床装置包括进料罐、氮气清洗系统和缺氧流化床反应器；所述氮气清洗系统包括氮气储罐和氮气出口分布器，氮气储罐通过进气管与氮气出口分布器相连；所述缺氧流化床反应器包括自下而上依次设置的填料区、过渡段和出水区，在所述出水区内设有三相分离器；所述缺氧流化床的底端设有进水口，在进水口的上方、填料区的下方设有水流分布器，出水区的顶部周边设有溢流堰，在出水区的上部侧壁上设有出水口，出水口与溢流堰联通，出水口的出水流经循环泵与来自进料罐中的废水混合后经进水口循环回缺氧流化床反应器中，所述填料区中装填有生物填料，所述氮气出口分布器置于填料区内，优选所述氮气出口分布器的位置可调节。根据本专利技术的优选实施方式，在所述出水口的进水端设有出水滤网。根据本专利技术的优选实施方式，所述缺氧流化床装置还包括超声波清洗系统，所述超声波清洗系统包括超声波探头、超声波换热器和超声波控制器，超声波探头、超声波换能器和超声波控制器依次相连，超声波探头设置在缺氧流化床的出水口附近，优选所述超声波探头设置在所述出水滤网的外侧。所述氮气清洗系统用于对所述填料进行间歇性清洗。根据本专利技术的优选实施方式，所述氮气清洗系统还包括氮气自控装置和气体流量计，氮气自控装置连接氮气储罐，优选氮气自控装置包括时间控制系统和气体流量控制系统，氮气自控装置控制氮气的流量、通气时间和通气的频率。氮气罐的气体减压后经过气体流量计，通过填料床层设置的氮气出口分布器进入缺氧流化床，由于局部能量分散速率影响微生物在填料表面的附着，填料生物膜厚度在流化床中不是均匀分布，而是由下到上呈“阶梯”状分布，氮气出口分布器高度根据脱膜需要调节，控制需进行脱膜的填料层高度，气泡向上摩擦填料上的生物膜，脱落的老化生物膜随出水排出系统，实现对缺氧流化床生物量的控制。根据本专利技术的优选实施方式，所述缺氧流化床装置还包括加热装置，所述加热装置包括反应器夹套、加热器和加热泵，所述反应器夹套位于填料区的外部，优选套设在填料区的中下部，反应器夹套的底端设有热水进口，反应器夹套的上端设有热水出口；热水进口通过加热泵连接加热器的一端，热水出口连接加热器的另一端。根据本专利技术的优选实施方式，所述填料区的横截面积小于出水区的横截面积，优选所述缺氧流化床反应器的横截面为圆形，所述过渡段由下到上直径逐渐增大。根据本专利技术的优选实施方式，所述三相分离器设置在出水区的中心位置。根据本专利技术的优选实施方式，所述三相分离器包括中心管和罩体，所述罩体包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高浓度硝酸根废水反硝化处理方法，包括：/n步骤S1、将硝酸根废水的pH调节为2-4，然后向废水中添加碳源和氮、磷营养盐，得到预处理的废水；/n步骤S2、将预处理的废水与循环水混合，将得到的混合水通入缺氧流化床装置中使其与生物填料接触进行反硝化反应，得到反硝化处理的废水；/n其中，循环水为预处理的废水与生物填料进行反硝化反应得到的产物。/n

【技术特征摘要】
1.一种高浓度硝酸根废水反硝化处理方法，包括：
步骤S1、将硝酸根废水的pH调节为2-4，然后向废水中添加碳源和氮、磷营养盐，得到预处理的废水；
步骤S2、将预处理的废水与循环水混合，将得到的混合水通入缺氧流化床装置中使其与生物填料接触进行反硝化反应，得到反硝化处理的废水；
其中，循环水为预处理的废水与生物填料进行反硝化反应得到的产物。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硝酸根废水中硝酸根的浓度为3000-35000mg/L。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤S3、对所述生物填料进行间歇性气洗；优选地，气洗的时间间隔为5-100min/次，和/或，气洗的强度为7-16L/m2·s，和/或，每次气洗的时间为0.5-4min。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述生物填料的直径为2.0-2.5mm，优选所述生物填料为经过抛光和脱脂处理的生物填料。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中添加碳源使COD与硝态氮的质量浓度之比为(3.1-4.7):1，优选为(3.4-4.5):1，优选地，所述碳源为甲醇。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤S1中添加氮、磷营养盐在碳源之后进行，优选地，以质量浓度计，所述步骤S1中添加氮、磷营养盐使COD:N:P为(200-400):5:1，N、P的质量浓度分别以N、P元素计，优选地，所述氮营养盐选自氨水和/或尿素；和/或，所述磷营养盐选自KH2PO4和/或Na3PO4。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，所述缺氧流化床装置包括进料罐、氮气清洗系统和缺氧流化床反应器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程学文，王珺，张宾，莫馗，李海龙，高凤霞，侯秀华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11