一种尿素废水的高效自养脱氮处理方法技术

本发明专利技术属于尿素废水处理的技术领域，公开了一种尿素废水的高效自养脱氮处理方法。所述方法：1)将活性污泥接种到反应器中，通入待处理尿素废水，曝气，闷曝驯化培养，待尿素去除率达到95％及其以上，总氮去除率达到75％及其以上时，驯化培养成功；在进行闷曝驯化培养时，反应器中废水进行了内循环；活性污泥为厌氧氨氧化污泥或尿素水解污泥、硝化污泥与厌氧氨氧化污泥的混合物；2)将待处理尿素废水连续通入步骤1)中培养成功的反应器中，控制水力停留时间，调整曝气量，反应，出水，实现尿素废水的高效自养脱氮。本发明专利技术的方法实现了中高浓度尿素废水的自养脱氮处理，将废水中的尿素彻底转化为氮气而得到去除，尿素去除率高。

【技术实现步骤摘要】
一种尿素废水的高效自养脱氮处理方法
本专利技术属于环境保护尿素废水处理的
，涉及一种尿素废水的生物脱氮处理方法，特别涉及一种尿素废水的高效自养脱氮处理方法。
技术介绍
尿素生产过程、印染印花工序等领域均会排放大量的高浓度尿素废水。由于尿素本身极易被氨化为氨氮，大量的尿素废水将加剧水体氮污染程度，破坏水体环境质量。当前，常用的尿素废水处理方法包括了热力水解、化学氧化、脲酶水解、生物处理等方法。热力水解与化学氧化需要消耗大量的能源，运行成本高，适用于高浓度尿素废水，用于回收氨气与二氧化碳。由于脲酶的分离与提纯技术仍在实验室研究阶段，脲酶水解法用于处理尿素废水尚未成熟。利用生物处理法处理尿素废水，具有更加经济可靠的优点。无论是厌氧生物法还是好氧生物法，都是通过微生物作用将废水中尿素转化为氨氮与二氧化碳。而氨氮本身就是典型的水体氮污染物，故目前利用普通生物水解法处理尿素废水难以彻底处理尿素废水，仅仅是将废水中尿素转化为另一种污染物氨氮，仍需对转化后的氨氮进一步处理，才能避免水体的氮污染。此外，尿素的含氮量约为46.67％，即尿素常规生物处理后有大量的氨氮会产生，使得尿素废水经常规生物处理后转变为高浓度氨氮废水，增加了尿素废水的处理难度与处理成本。因此，急需寻找一种能彻底将尿素无害化处理的生物处理方法，同步实现废水中尿素、氨氮与总氮的同步去除。
技术实现思路
为解决现有常规生物处理方法用于处理尿素废水的局限性，实现尿素废水的经济高效脱氮处理，本专利技术的目的在于提供一种尿素废水的高效自养脱氮方法。本专利技术通过同时汇集尿素水解、氨氧化与厌氧氨氧化三种氮转化过程的废水生物处理反应器，可实现中高浓度尿素废水的全过程自养脱氮，将废水中大部分尿素转化为氮气得以去除，且整个处理过程无需投加任何药剂，处理效率高，处理费用低。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种尿素废水的高效自养脱氮处理方法，包括以下步骤：1)将活性污泥接种到废水生物处理反应器中，通入待处理尿素废水，曝气，闷曝驯化培养，待尿素去除率达到95％及其以上，总氮去除率达到75％及其以上时，反应器驯化培养成功；在进行闷曝驯化培养时，反应器中废水进行了内循环，特别是反应器中出水端废水与进水端废水通过循环装置进行内循环；2)将待处理尿素废水连续通入步骤1)中培养成功的反应器中，控制水力停留时间，调整曝气量以控制反应器中的溶解氧浓度，反应，出水，实现尿素废水的高效自养脱氮。步骤2)中随着反应的进行，出水中尿素与总氮浓度逐步降低，最终尿素去除率可稳定达95％以上，总氮去除率可稳定达80％以上，实现尿素废水的高效自养脱氮。步骤1)中所述活性污泥为厌氧氨氧化污泥或尿素水解污泥、硝化污泥与厌氧氨氧化污泥的混合物；所述活性污泥为驯化成熟的活性污泥；所述活性污泥为尿素水解污泥、硝化污泥与厌氧氨氧化污泥的混合物时，尿素水解污泥、硝化污泥与厌氧氨氧化污泥的体积比为(0.5～2):(0.5～2):(1～4)。所述活性污泥为混合污泥时，尿素水解污泥的浓度MLSS为2500-4000mg/L、硝化污泥的浓度MLSS为3000-4000mg/L，厌氧氨氧化污泥浓度MLSS为1400-2500mg/L。当所述活性污泥单独为厌氧氨氧化污泥时，污泥浓度MLSS为1500-4000mg/L。步骤1)中所述待处理尿素废水，是指尿素浓度为400-4000mg/L的废水，尿素废水的加入量为反应器体积的1/8-1/2；步骤1)中曝气前，尿素在生物反应器的混合物中的浓度为200～600mg/L，当尿素废水加入生物反应器后，尿素的浓度不在200～600mg/L内，加入水，调节尿素的浓度满足要求。又或者当尿素废水中尿素浓度较高时(如：600～4000mg/L)，可加入水使得废水中尿素的浓度为200～800mg/L。步骤1)中所述曝气条件：当所述活性污泥为尿素水解污泥、硝化污泥与厌氧氨氧化污泥的混合物时，溶解氧的浓度为1～6mg/L；当所述活性污泥单独为厌氧氨氧化污泥时，溶解氧的浓度为0.5-3mg/L。活性污泥的接种量为生物反应器体积的1/10～1/2。步骤1)中所述闷曝的时间为8-48h；步骤2)中所述待处理尿素废水，是指尿素浓度为400-4000mg/L的废水；步骤2)中所述水力停留时间为4-24h；具体水力停留时间与反应器处理氮负荷大小有关，反应器的氮容积负荷为1.2-2.0kgN/m3/天；步骤2)的具体步骤为将待处理尿素废水连续通入步骤1)中培养成功的反应器中，控制水力停留时间和内循环，控制水力停留时间和内循环比，调整曝气量以控制反应器中的溶解氧浓度，反应，出水，实现尿素废水的高效自养脱氮。步骤2)中所述内循环比为5～20:1；步骤2)中所述溶解氧浓度：当所述活性污泥为尿素水解污泥、硝化污泥与厌氧氨氧化污泥的混合物时，溶解氧的浓度为1～6mg/L；当所述活性污泥单独为厌氧氨氧化污泥时，0.5-3mg/L。原理：在本专利技术中，通过接种成熟的活性污泥(厌氧氨氧化污泥或尿素水解污泥、硝化污泥和氨氧化污泥的混合污泥)，通入一定量尿素废水，结合内循环对反应器污泥进行冲刷与维持低溶解氧条件，经过驯化后，反应器中的污泥逐步转变以尿素水解菌、氨氧化菌和厌氧氨氧化菌这三类细菌为优势微生物的污泥，系统汇集了包括尿素水解、氨氧化以及厌氧氨氧化等三种作用。待处理尿素废水进入反应器后，尿素首先被污泥中的尿素水解菌水解转化为氨氮与二氧化碳；随后氨氧化菌以尿素转化得到的二氧化碳作为碱度，将部分氨氮转化为亚硝酸氮；最后，污泥中的厌氧氨氧化菌，利用剩余的氨氮与氨氧化菌转化得到的亚硝氮进行厌氧氨氧化反应，将其转化为氮气而去除，实现废水中尿素的无害化处理。本专利技术实现了尿素水解、氨氧化、厌氧氨氧化的协同作用，从而在一个反应器中达到经济高效去除尿素及总氮的目标。相比于现有技术，本专利技术具有如下优点与有益效果：(1)本专利技术成功耦合了尿素水解、氨氧化与厌氧氨氧化等三种氮转化过程，可实现中高浓度尿素废水的全流程自养脱氮处理，将废水中的尿素彻底转化为氮气而得到去除；(2)本专利技术在同一个反应器中实现尿素的自养脱氮处理，无需额外投加药剂，具有处理效率高、经济性强、处理效果稳定等技术优势，可大幅降低中高浓度尿素废水的处理能耗与成本。附图说明图1为本专利技术实现尿素废水的高效自养脱氮处理方法的装置示意图；1-装有尿素废水的储水装置，2-进水泵，3-生物反应器，4-内循环泵，5-空气压缩机，6-曝气头，7-出水口，8-反应器中污泥层。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步描述，但本专利技术的实施方式不仅限于此。图1为本专利技术实现尿素废水的高效自养脱氮处理方法的装置示意图。该装置包括储水装置1和生物反应器3，储水装置1的出水口通过进水泵2与生物反应器3的进水端连接，生物反应器3的底部设有曝气头6，曝气头6和空气压缩机5连接，生物反应器3中设有污泥层8；生物反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尿素废水的高效自养脱氮处理方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)将活性污泥接种到废水生物处理反应器中，通入待处理尿素废水，曝气，闷曝驯化培养，待尿素去除率达到95％及其以上，总氮去除率达到75％及其以上时，反应器驯化培养成功；在进行闷曝驯化培养时，反应器中废水进行了内循环；步骤1)中所述活性污泥为厌氧氨氧化污泥或尿素水解污泥、硝化污泥与厌氧氨氧化污泥的混合物；/n2)将待处理尿素废水连续通入步骤1)中培养成功的反应器中，控制水力停留时间，调整曝气量以控制反应器中的溶解氧浓度，反应，出水，实现尿素废水的高效自养脱氮。/n

【技术特征摘要】
1.一种尿素废水的高效自养脱氮处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将活性污泥接种到废水生物处理反应器中，通入待处理尿素废水，曝气，闷曝驯化培养，待尿素去除率达到95％及其以上，总氮去除率达到75％及其以上时，反应器驯化培养成功；在进行闷曝驯化培养时，反应器中废水进行了内循环；步骤1)中所述活性污泥为厌氧氨氧化污泥或尿素水解污泥、硝化污泥与厌氧氨氧化污泥的混合物；
2)将待处理尿素废水连续通入步骤1)中培养成功的反应器中，控制水力停留时间，调整曝气量以控制反应器中的溶解氧浓度，反应，出水，实现尿素废水的高效自养脱氮。


2.根据权利要求1所述尿素废水的高效自养脱氮处理方法，其特征在于：步骤1)中所述内循环是指反应器中出水端废水与进水端废水通过循环装置进行内循环；
步骤1)中所述活性污泥为尿素水解污泥、硝化污泥与厌氧氨氧化污泥的混合物时，尿素水解污泥、硝化污泥与厌氧氨氧化污泥的体积比为(0.5～2):(0.5～2):(1～4)；
所述活性污泥为混合物时，尿素水解污泥的浓度MLSS为2500-4000mg/L、硝化污泥的浓度MLSS为3000-4000mg/L，厌氧氨氧化污泥浓度MLSS为1400-2500mg/L；
当所述活性污泥单独为厌氧氨氧化污泥时，污泥浓度MLSS为1500-4000mg/L。


3.根据权利要求1所述尿素废水的高效自养脱氮处理方法，其特征在于：步...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪晓军，陈振国，陈永兴，胡浩林，邓翠兰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44