一种基于硅藻土强化的高氨氮废水亚硝化处理方法技术

本发明专利技术涉及一种基于硅藻土强化的高氨氮废水亚硝化处理方法，包括以下步骤：将高氨氮废水送入含有污泥的亚硝化反应池，加入硅藻土，污泥驯化成熟后得到“硅藻土

【技术实现步骤摘要】
一种基于硅藻土强化的高氨氮废水亚硝化处理方法


[0001]本专利技术涉及水处理
，尤其是涉及一种基于硅藻土强化的高氨氮废水亚硝化处理方法。

技术介绍

[0002]根据近年来的中国环境状况公报，氨氮仍是中国水体污染的主要指标之一。在废水处理领域，城市垃圾填埋场的渗滤液、餐厨沼液等废水均含有高浓度的氨氮。氮素对水环境的危害主要有以下三个方面：(1)当进入水中的氮过量时，导致水中的藻类等水生植物过度生长；(2)氨能够降低血红蛋白与氧的结合能力，使得水中动物缺氧而死；(3)氨氮和亚硝氮氧化消耗水中的氧，使水中的溶解氧降低，影响生态系统，所以高氨氮废水亟需高效、可靠的绿色低碳处理技术。
[0003]目前高氨氮废水处理大多数采用传统硝化反硝化工艺。然而，随着废水排放标准的愈加严格以及废水处理需求的增加，传统硝化反硝化工艺往往难以达到处理要求，药耗高、能耗高，处理成本高昂。近年来，出现了两种新工艺，有望满足低能耗、低药耗、低成本的处理要求：1)短程硝化反硝化技术(亚硝化+反硝化)，亚硝化过程是氨氧化菌将NH
3+
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N氧化成NO2‑‑
N，反硝化过程是反硝化菌将NO2‑‑
N还原成N2。与传统硝化反硝化工艺比，理论上能耗降低了50％；2)全程自养脱氮技术(亚硝化+厌氧氨氧化)，厌氧氨氧化过程则是厌氧氨氧化菌以NH
3+
‑
N作为电子供体，NO2‑‑
N作为电子受体，产生N2。与传统硝化反硝化工艺比，理论上能耗降低了50％、药耗下降40％。这两种新型脱氮工艺相比传统工艺具有显著的优势，因此备受行业关注，有望在未来实现大规模应用。可以看到，两种新型脱氮工艺具有一个相同的核心步骤，即，亚硝化过程。因此高效、稳定的亚硝化技术对解决未来高氨氮废水处理具有重要意义。然而，高氨氮废水的亚硝化处理技术，目前尚不成熟，面临诸多挑战。常面临污泥沉降性能差、水力停留时间长等问题，污泥沉降性能参数主要看污泥容积指数(SVI)，取曝气池出口的混合液，经过30min沉淀后，每单位质量的干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，SVI<100污泥的沉降性能好，SVI在100～200污泥沉降性能一般，SVI>200污泥沉降性能差，而高氨氮废水的亚硝化处理技术中，SVI在200～250，污泥沉降性能非常差。随着排放标准的提高，为了达到处理要求，就需要较长的水力停留时间，导致废水处理量降低，高氨氮废水的亚硝化处理技术中的水力停留时间在15～20h。因为沉降性能差，导致需要较长的污泥沉降时间，约2～3h，且即使沉降时间延长，其出水中仍具有较高的悬浮固体浓度。此外，亚硝化污泥沉降性能差会导致部分氨氧化菌流失，降低污泥浓度，导致微生物量减少，使得反应器运行负荷下降，同时也会使污泥以悬浮固体的形式进入后续工艺段并产生负面影响。
[0004]生物膜法有望解决上述污泥沉降性能差、水力停留时间长以及污泥沉降时间长问题。生物膜是由高度聚集的细菌、真菌等一系列微型生物附着在某种载体上构成的微型生态系统。生物膜的载体选择，是生物膜工艺能否成功的关键。生物膜的载体分为无机天然材料和有机人工合成载体材料，无机天然材料载体有沸石、卵石、炉渣和焦炭等，有机人工合
成载体材料有聚乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等高分子聚合物。一般来说，有机载体比表面积相对较小(460
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900m2/m3)，且生物亲和性较差，因此导致微生物与载体填料间紧密结合度不够，同时有机载体的表面光滑，也会导致不易挂膜。相比之下，天然无机材料一般比表面积大，如沸石的比表面积可1000m2/m3以上。此外，无机载体表面粗糙且具有宽阔的孔隙结构，可以保护生物膜微生物免受冲击负荷的损害。
[0005]硅藻土属于一种良好的天然无机生物膜载体。它是一种由单细胞水生藻类及其微生物硅质遗骸所形成的生物硅质岩。硅藻土的主要成分是无定型二氧化硅。硅藻土微观结构有圆盘状、针状直链状、羽状等。硅藻土具有吸水性、多孔隙和生物相容性等优点，吸水性使得它的密度大于水从而使得其能够在水中迅速沉降，多孔隙便于为内部微生物传质，生物相容性便于微生物附着在硅藻土上形成生物膜或颗粒污泥。硅藻土作为微生物载体，对某些微生物已经初步证实了可行性。例如，活性污泥能够以硅藻土为载体，实现附着生长。如专利“一种污水处理装置及以硅藻土为絮凝核心的污水处理方法(CN100352773C)”，专利技术一种污水处理装置及以硅藻土为絮凝核心的污水处理方法，在系统中投加硅藻土，使硅藻土的投加量为10～20mg/L，由于硅藻土的加入使得出水水量稳定、水质状况良好，SS的去除率达95％以上，COD的去除率为85％左右。然而，以硅藻土为载体，富集亚硝化菌的专利技术，尚未见报导。
[0006]此外，已有一些污水处理领域以硅藻土为载体的相关专利技术。如专利“一种生物炭
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硅藻土复合材料及制备方法和应用(CN111875053A)”提出了将聚氨酯加热熔融，转化为液体胶状聚氨酯，用喷雾器喷出加入生物炭和硅藻土，形成以多孔性聚氨酯为粘合剂的生物炭
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硅藻土复合材料，投加到好氧区中，进一步提升同步硝化反硝化性能；再如专利“一种磁性硅藻土复合粉末载体材料的制备方法及其应用(CN113087135A)”，制备磁性硅藻土复合粉末载体材料，在外加磁场的作用下，对污泥选择性分离具有显著作用，而制备的复合粉末载体材料具有丰富的孔隙结构，比表面积大，具有较多的活性位点，易于微生物附着生长。然而，目前这些专利的专利技术场景，均未涉及高氨氮废水的亚硝化过程。同时，也没有对硅藻土回收的考虑。若无法实现硅藻土回收，则会导致在污泥排放时硅藻土随污泥一起排出系统。为了维持了系统内硅藻土浓度的稳定，因此需要不断投加硅藻土，从而加大了系统药剂消耗量，进而导致了水处理成本的提升。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于硅藻土强化的高氨氮废水亚硝化处理方法，可以有效解决污泥沉降性能差、水力停留时间长、污泥沉降时间长的问题。
[0008]本专利技术通过在亚硝化阶段加入硅藻土，驯化污泥，使其形成复合结构，再通过在亚硝化段后端加旋流分离器，通过离心力作用以及污泥和旋流分离器碰撞、摩擦，使密度大的硅藻土和密度小的污泥分离，实现硅藻土的回收利用。根据硅藻土的流失情况，再补加硅藻土，来维持系统中硅藻土的浓度。本专利技术提高了污泥的沉降性能，缩短了水力停留时间和沉降时间，减少了微生物的流失，提高了处理水量，提高了反应器的负荷，从而达到了实现稳定、高效的高氨氮废水亚硝化处理的目的。
[0009]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0010]本专利技术的目的是提供一种基于硅藻土强化的高氨氮废水亚硝化处理方法，包括以下步骤：
[0011]S1、将高氨氮废水送入亚硝化反应池，所述亚硝化反应池中含有污泥，控制所述亚硝化反应池温度和溶解氧，调节pH，补充碱度，进行曝气，在所述亚硝化反应池中加入硅藻土，污泥驯化成熟后得到“硅藻土
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硅藻土强化的高氨氮废水亚硝化处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、将高氨氮废水送入亚硝化反应池，所述亚硝化反应池中含有污泥，控制所述亚硝化反应池温度和溶解氧，调节pH，补充碱度，进行曝气，在所述亚硝化反应池中加入硅藻土，污泥驯化成熟后得到“硅藻土
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氨氧化菌”复合悬浮污泥，同时得到经过处理的高氨氮废水；S2、将S1所得经过处理的高氨氮废水排至沉淀池进行沉淀，得到沉淀后的高氨氮废水；S3、当污泥驯化成熟一段时间后，将S1所得“硅藻土
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氨氧化菌”复合悬浮污泥送入硅藻土回收装置进行排泥，之后周期排泥，得到回收硅藻土和分离后的污泥，将所得分离后的污泥外排，将所得回收硅藻土回流至亚硝化反应池中；S4、向所述亚硝化反应池中补加硅藻土。2.根据权利要求1所述的一种基于硅藻土强化的高氨氮废水亚硝化处理方法，其特征在于，S1中所述亚硝化反应池的运行模式为SBR；所述亚硝化反应池中含有污泥的量为1～6g/L。3.根据权利要求1所述的一种基于硅藻土强化的高氨氮废水亚硝化处理方法，其特征在于，S1中所述亚硝化反应池pH为6.0～8.0，温度为34℃～35℃，溶解氧为0.8～2.5mg/L，曝气时间为7～13h，添加碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫徽，卢丹丹，戴晓虎，顾国维，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：