一种处理高浓度硝酸根废水的方法技术

本发明专利技术公开了一种处理高浓度硝酸根废水的方法，包括：步骤S1、将硝酸根废水中添加碳源和氮、磷营养盐，然后将废水的pH调节为2‑4，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膨胀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。

A method of treating high concentration nitrate wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种处理高浓度硝酸根废水的方法
本专利技术涉及一种处理高浓度硝酸根废水的方法。
技术介绍
氮磷是引起水体富营养化的主要因素之一，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严重破坏。硝酸盐可被还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐会造成高铁血红蛋白症。当人体内的正常血红蛋白含量低于90％，就会引起人的窒息甚至死亡。为维护生态环境，保障人民身体健康，国家的污水排放标准逐步严格，如美国、加拿大等国家出水标准TN(总氮含量)小于3mg/L而TP(总磷含量)小于0.18mg/L，所以处理解决废水中硝酸盐的问题已经刻不容缓。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。CN103964550A公开了一种采用石墨烯负载纳米铁吸附去除水中硝酸盐，硝态氮的去除率可达85％，但石墨烯负载纳米铁的制备需在在惰性气氛或氮气气氛的保护下进行，操作复杂且无法处理大规模废水，此工艺难于实际应用。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。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二次污染。生物反硝化过程由于其处理成本低而受到广泛关注，反硝化菌以废水中自存在碳源或外加碳源作为电子供体，将硝酸根转化为氮气去除，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处理高浓度硝酸根废水的方法，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，提供了一种处理高浓度硝酸根废水的方法，包括：步骤S1、将硝酸根废水中添加碳源和氮、磷营养盐，并将废水的pH调节为2-4，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膨胀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。根据本专利技术的优选实施方式，在步骤S1中，先向硝酸根废水中添加碳源然后再添加氮、磷营养盐，之后再调节废水的pH。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3000-30000mg/L。在处理废水一段时间后，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膨胀床，这些因素都不利于膨胀床的正常运行，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3-90min，和/或，气洗的强度为8-15L/m2·s，和/或，单次气洗的时间为0.5-3min。本专利技术中通过控制合理的气体清洗条件，可以实现对于生物膜厚度的定量控制，既可防止过度脱膜所导致的生化处理恢复时间长，也可防止生物膜过厚带来的传质不利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2.5-3.0mm，优选所述生物填料为经过抛光和脱脂处理的生物填料。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(3.0-5.0):1，优选(3.1-4.7):1，更优选为(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，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。根据本专利技术的优选实施方式，所述缺氧膨胀床装置包括进料罐、缺氧膨胀床反应器和氮气清洗系统，缺氧膨胀床反应器包括自下而上依次设置的承托层、填料区、过渡段和出水区，在所述出水区内设有三相分离器；所述缺氧膨胀床反应器的底端设有进水/气口，在出水区的上部设有出水口，优选出水口设置在出水区的上部的侧壁上，出水口的进水端设有出水滤网；进料罐通过进料管与缺氧膨胀床反应器的进水/气口相连，进料管上设有进料泵，进料罐中的废水通过进料泵输送至缺氧膨胀床反应器中；所述缺氧膨胀床反应器的出水口通过循环水管与进料管相连接，所述循环水管上设有循环泵；氮气清洗系统包括氮气自控装置、制氮机系统和气体流量计，制氮机系统包括制氮机和氮气储罐，制氮机与氮气储罐相连，氮气自控装置通过时间和流量控制系统调控制氮机系统实现对氮气的出气量、出气的时间间隔以及单次出气的时间的自动控制，氮气储罐通过进气管与进水/气口相连，进气管上设有气体流量计；所述装置还包括pH计、温度计和ORP计，pH计、温度计和ORP计设置在出水区的上部。根据本专利技术的优选实施方式，所述缺氧膨胀床装置还包括超声波清洗装置，超声波清洗装置包括超声波探头、超声波换能器和超声波控制器，超声波探头、超声波换能器和超声波控制器依次相连，所述超声波探头设置在缺氧膨胀床反应器的出水口附近，优选所述超声波探头设置在所述出水滤网的外侧。出水通过出水滤网，大部分脱落的生物膜随水通过出水滤网，少量生物膜堵塞出水滤网网眼，超声波控制器可实现对超声波振幅、运行时间和频率的自动化在线控制，超声波控制器控制超声波换能器和超声波探头，通过超声波振荡清洗出水滤网，防止污泥堵塞滤网，实现连续稳定排泥且防止填料流失。根据本专利技术的优选实施方式，所述缺氧膨胀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，所述反应器套设在承托层和填料区的外部，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，所述三相分离器包括中心管和罩体，所述罩体包括上部罩体和下部罩体，上部罩体和下部罩体通过连接件相连接，并构成过流通道；所述上部罩体和下部罩体为倒漏斗状，上部罩体的缩口端与中心管相连。根据本专利技术的优选实施方式，所述填料区的上部侧壁上设有排泥口。根据本专利技术的优选实施方式，所述填料区的横截面积的小于出水区的横截面积，优选所述缺氧膨胀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。预处理后的废水储存在进料罐中，在进行废水处理时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理高浓度硝酸根废水的方法，包括：/n步骤S1、向硝酸根废水中添加碳源和氮、磷营养盐，然后将废水的pH调节为2-4，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膨胀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】
1.一种处理高浓度硝酸根废水的方法，包括：
步骤S1、向硝酸根废水中添加碳源和氮、磷营养盐，然后将废水的pH调节为2-4，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膨胀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3000-30000mg/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3-90min，和/或，气洗的强度为8-15L/m2·s，和/或，单次气洗的时间为0.5-3min。


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2.5-3.0mm，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(3.0-5.0):1，优选(3.1-4.7):1，更优选为(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，其特征在于，所述缺氧膨胀床装置包括进料罐、缺氧膨胀床反应器和氮气清洗系统，
缺氧膨胀床反应器包括自下而上依次设置的承托层、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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珺，程学文，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