废水处理中脱氮过程的碳源替换方法技术

本发明专利技术涉及一种废水处理中脱氮过程的碳源替换方法。源替换方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废水处理中脱氮过程的碳源替换方法


[0001]本专利技术涉及一种废水处理中脱氮过程的碳源替换方法。

技术介绍

[0002]如今，无论是在工业化国家还是发展中国家，日益严重的硝酸盐污染已迅速发展成为一个重要的环境问题。从2009年中国环境公报来看，在包括北京、辽宁、吉林、上海、江苏、海南、宁夏、广东在内的8个区的641口采样井中，73.8％的井含有浓度超过20mgNO3‑
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‑1的硝酸盐，其超过美国环境保护署(USEPA)制定的饮用水标准(10mgNO3‑
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‑1)的2倍。另外，中国废水总氮(TN)的排放限值也越来越严格，如排入城市下水道的污水水质标准(2015)要求出口TN小于70mg/L(A和B)且小于45mg/L(C)；城镇污水处理厂污染物排放标准(2016)要求总氮(TN)小于5mg/L(一级A)。
[0003]有许多除去水中硝酸盐的方法。传统的物理化学方法可以通过离子交换、反渗透和电渗析去除硝酸盐，但所有这些方法都很昂贵，并且浓缩的废盐水需要进一步处理或处置。使用生物脱氮将硝酸盐转化为无害的氮气可以提供替代的处理方法，其通过脱氮细菌的高特异性的作用来修复硝酸盐污染的流出物，这是成本低且脱氮效率高的。
[0004]生物脱氮涉及在废水处理中使用硝酸盐代替氧气作为电子受体对许多有机底物进行生物氧化。通常，活性污泥中存在的细菌通过一系列四个步骤进行脱氮过程，通过NaR(硝酸盐还原酶)、Nir(亚硝酸盐还原酶)、NOR(一氧化氮还原酶)、N2OR(一氧化二氮还原酶)，由硝酸盐得到氮气。四步的脱氮模型如式(1)所示。
[0005][0006]在生物脱氮过程中，电子供体通常是以下三种来源之一：(1)入口废水中的可溶性化学需氧量(COD)，(2)内源性腐烂过程中产生的可溶性COD，以及(3)外源性来源如甲醇或乙酸酯。在许多情况下，需要外部碳源。当外部碳因一些特殊原因价格上涨或供应量减少时，需要寻找替代品来替代原有碳源。由于活性污泥/细菌已经适应了现有的碳源很长时间，因此在不影响性能的情况下顺利地转换碳源是一个很大的挑战。
[0007]CN
‑
A 107162175记载了一种使用葡萄糖作为共底物降解青霉素的方法。然而，该文件没有教导或暗示用于硝酸盐废水的脱氮方法，特别是没有提到如何在脱氮过程中转换碳源。
[0008]仍需要提供有效的方法来除去废水中的硝酸盐。这种方法可包括在废水脱氮过程中替换碳源。这是具有挑战性的，因为微生物的生存能力和活性可能会因一种碳源被另一种碳源替换而受到影响。
[0009]出乎意料地发现，当第二种碳源的含量(优选基于总化学需氧量(COD)计)逐步增加时，可以有效地进行在废水脱氮过程中(由另一种碳源)替换碳源的方法。所要求保护的方法提供了一种在废水脱氮过程中替换碳源的特别有效的方法。下文提供了优选的比例和时间。

技术实现思路

[0010]本专利技术涉及一种在废水脱氮过程中替换碳源的方法，其中所述过程包含用第一碳源处理含氮废水，特别是含硝酸盐废水的步骤，用于替换碳源的方法包含以下步骤：
[0011]a)用不同于第一碳源的第二碳源替换第一碳源，其中第二碳源增加的百分比含量为1
‑
15重量％，基于第一碳源和第二碳源的总化学需氧量计；
[0012]b)用在步骤a)中得到的第一碳源和第二碳源的混合物处理废水10
‑
20天；和
[0013]c)重复步骤a)和b)直至至少50％的第一源被替换；其中在步骤c)完成后，用第二碳源进一步替换第一碳源，直至第一碳源完全被第二碳源替换，
[0014]其中在步骤b)中，第一碳源和第二碳源的混合物的总化学需氧量与入口废水的总氮的比为3.0至5.0。
[0015]换言之，本专利技术涉及一种脱氮的方法，其中所述方法包含用第一碳源处理废水的步骤，用于替换碳源的方法包含本文所述的步骤a)
‑
c)，其中在步骤b)中，第一碳源和第二碳源的混合物的总化学需氧量与入口废水的总氮的比为3.0至5.0。
[0016]本专利技术还涉及一种在废水脱氮过程中替换碳源的方法，其中所述过程包含用第一碳源处理废水的步骤，用于替换碳源的方法包含以下步骤：
[0017]a)用第二碳源替换第一碳源，其中第二碳源的百分比含量为1
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15重量％，基于第一碳源和第二碳源的总化学需氧量计，至少直至50％的第一碳源被替换；
[0018]b)用在步骤a)中得到的第一碳源和第二碳源的混合物处理废水10
‑
20天；
[0019]c)重复步骤a)和b)直至第一碳源完全被第二碳源替换，
[0020]其中在步骤b)中，第一碳源和第二碳源的混合物的总化学需氧量与入口废水的总氮的比为3.0至5.0。
[0021]本专利技术的方法允许以所需特性处理废水，例如满足废水处理的要求、高效、节约成本、可持续的合格的处理后的废水出口。
附图说明
[0022]图1是不同COD/TN比例下的TN去除的图像。
[0023]图2是不同COD/TN比例下的COD残余的图像。
[0024]图3是COD/TN对脱氮的影响的图像。
[0025]定义
[0026]如本文所用的，冠词“a”、“an”和“the”用于指代一个或多于一个(即，至少一个)的该冠词的语法对象。
[0027]术语“和/或”包括“和”、“或”以及与该术语相关的要素的所有其他可能组合的含义。
[0028]如本文所用的，“重量百分数”、“wt％”、“重量百分比”、“重量％”及其变体是指物质的浓度，其为该物质的重量除以组合物的总重量并乘以100。
[0029]术语“包含”(“comprise”和“comprising”)以包容、开放的意义使用，这意味着可以包括另外的要素。在本说明书中，除非上下文另有要求，则“包含”“comprise”一词以及变形如“包含”(“comprises”和“comprising”)应理解为暗指包含所述的要素或步骤或要素或步骤的组，但不排除任何其他要素或步骤或要素或步骤的组。
[0030]比、浓度、量和其他数值数据在本文中可以范围形式呈现。应当理解，这样的范围形式仅仅是为了方便和简洁而使用，其应该灵活地解释为不仅包括明确提及的作为范围极值的数值，而且还包括该范围内所包含的所有单独的数值或子范围，犹如明确提及了各数值和子范围。例如，约10天至约20天的维持天数范围应该被解释为不仅包括明确提及的约10天至约20天的极值，而且还包括子范围，例如10天至15天、15天至20天等，以及在指定范围内的单独的数量，包括分数，例如10.5天、12.5天和18.5天。
[0031]术语“由”应理解为是指包括极值。
[0032]在接下来的描述中，除非另有说明，则规定极限值包括在给定值的范围内。应注意的是，在指定重量比或温度的任何本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在废水脱氮过程中替换碳源的方法，其中所述过程包含用第一碳源处理废水的步骤，所述用于替换碳源的方法包含以下步骤：a)用不同于第一碳源的第二碳源替换第一碳源，其中第二碳源增加的百分比含量为1
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15重量％，基于第一碳源和第二碳源的总化学需氧量计；b)用在步骤a)中得到的第一碳源和第二碳源的混合物处理废水10
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20天；和c)重复步骤a)和b)直至至少50％的第一源被替换；其中在步骤c)完成后，用第二碳源进一步替换第一碳源，直至第一碳源完全被第二碳源替换，其中在步骤b)中，第一碳源和第二碳源的混合物的总化学需氧量与入口废水的总氮的比为3.0至5.0。2.根据权利要求1所述的方法，其中用第二碳源替换第一碳源的方法在15℃至30℃，优选20℃至25℃的温度下进行。3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)中，所述第二碳源以1
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10％的重量百分比增加，基于第一碳源和第二碳源的总化学需氧量计。4.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤b)中，第一碳源和第二碳源的混合物的总化学需氧量与废水的总氮的比为3.0至4.5，优选3.0至4.0，更优选3.0至3...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：