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CN108483655B - 一种短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化和硫自养反硝化深度脱氮的方法 - Google Patents

一种短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化和硫自养反硝化深度脱氮的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化和硫自养反硝化深度脱氮的方法。所述方法包括如下步骤：S1：将污水引入部分硝化反硝化池中进行短程硝化反硝化处理后引入调节池1中，控制所述部分硝化反硝化池中溶解氧含量为0.4~0.6mg/L，所述调节池1中亚硝氮与氨氮的摩尔比为1.0~1.3:1时出水；S2：将调节池1中的出水引入厌氧氨氧化池中进行厌氧氨氧化处理后引入调节池2中，控制所述厌氧氨氧化池中的pH为7.0~7.4，温度为22~28℃；S3：将调节池2中的出水和1.1~1.5g/L的硫化物引入硫自养反硝化池中进行反硝化处理后出水，控制所述硫自养反硝化池中pH为7.5~8.0，温度为28~32℃，硫氮的质量比为1.9~2.0:1。本发明提供的方法污水处理效率高，出水氨氮降至10mg/L以下，出水硝氮降至5mg/L以下，处理效果好。

Description

一种短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化和硫自养反硝化深度脱 氮的方法
技术领域
本发明属于深度脱氮技术领域，具体涉及一种短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化和硫自养反硝化深度脱氮的方法。
背景技术
污水中的含氮物质会导致严重的富营养化和水体缺氧，对水生生物产生毒性。与此同时，水体中的含氮物质还会抑制氯杀菌消毒的效果，这使得降低污水中的氮含量变得非常必要。生物污水处理法由于其处理高效性和经济可行性，已经广泛应用在市政污水、工业废水和垃圾渗滤液处理。传统的污水处理工艺中脱氮包括氨化、硝化和反硝化三个过程，即水体中的有机氮首先在氨化菌的作用下转化为氨氮（NH4+），也就是所谓的氨化阶段，之后是硝化阶段，氨氮在好氧的条件下通过亚硝化菌和硝化菌转化为NO2 ﹣或者NO3 ﹣；最后是反硝化阶段，即在缺氧条件下，通过反硝化菌将亚硝氮和硝氮转化为氮气（N2）。
在垃圾渗滤液处理处置技术方面，现阶段我国绝大部分垃圾填埋场的渗滤液处理处置设施主要根据《生活垃圾填埋场污染控制标准》 (GB16889-1997) 的三级排放标准，即COD( ≤ 1000mg/L) 和BOD(≤600mg/L)的达标排放要求而设计，基本未考虑渗滤液高浓度氨氮的脱除。随着《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008) 的颁布与实施，垃圾渗滤液处理出水排放标准大幅度提高(COD≤100mg/L，氨氮≤25mg/L，TN≤40mg/L)。因此，垃圾渗滤液的脱氮处理成为不得不重视的问题。目前处理垃圾渗滤液比较常见的方法是用短程硝化反硝化脱氮，然而处理完的出水仍然会有少量的硝氮。
因此，在现有的基础研究上，突破传统工艺，开发运行费用低、处理效率高、操作维护方便、出水满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008) 排放标准的渗滤液处理技术已是当务之急。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中垃圾渗滤液处理技术出水仍然含有少量的硝氮的缺陷，提供一种短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化和硫自养反硝化深度脱氮的方法。本发明提供的方法污水处理效率高，出水无硝氮，可满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008) 排放标准。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化和硫自养反硝化深度脱氮的方法，所述方法包括如下步骤：
S1：将污水引入部分硝化反硝化池中进行短程硝化反硝化处理后引入调节池1中，控制所述部分硝化反硝化池中溶解氧含量为0.4~0.6mg/L，所述调节池1中亚硝氮与氨氮的摩尔比为1.0~1.3:1时出水；
S2：将调节池1中的出水引入厌氧氨氧化池中进行厌氧氨氧化处理后引入调节池2中，控制所述厌氧氨氧化池中的pH为7.0~7.4，温度为22~28℃；
S3：将调节池2中的出水和1.1~1.5g/L的硫化物引入硫自养反硝化池中进行反硝化处理后出水，控制所述硫自养反硝化池中pH为7.5~8.0，温度为28~32℃，硫氮的摩尔比为1.9~2.0:1。
本发明将短程硝化反硝化池、厌氧氨氧化池和硫自养反硝化池联合起来对污水进行短程硝化反硝化、厌氧氨氧化和反硝化处理，并通过调节池1和2控制各反应池的入水、出水条件，及其它反应条件，可使得最终处理后的出水中氨氮降至10mg/L以下，硝氮降至5mg/L以下，出水达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）的排放标准，处理效率高。
本发明所述的硝氮为NO3 ﹣-N，亚硝氮为NO2 ﹣-N，氨氮为NH4+-N，均以N计；硫化物以硫化钠计。硝氮、亚硝氮和氨氮的浓度均以氮计，硫氮的质量比指的是以硫计（硫化钠）和硝态氮（NO3-)计的质量比。
本发明提供的方法可处理各种污水，特别是排放标准较高的垃圾渗滤液。
优选地，S1中污水为垃圾渗滤液。
优选地，S1中溶解氧含量为0.5mg/L。
优选地，S1中的污水经短程硝化反硝化处理后亚硝氮与氨氮的摩尔比为1.0~1.3:1。
优选地，所述调节池1中亚硝氮与氨氮的摩尔比为1.2:1时出水。
优选地，S2中厌氧氨氧化处理后的出水回流至调节池1中使得调节池1总氮浓度为500~600mg/L。更为优选地，所述调节池1中总氮浓度为500mg/L。
本发明中的总氮指的是硝氮、亚硝氮和氨氮的总和，以N的质量计。
将厌氧氨氧化处理后的出水回流至调节池1对总氮进行调节，可进一步厌氧氨氧化池的反应效率。
优选地，S3中硫氮的摩尔比为2:1。
优选地，S3中硫自养反硝化池的出水回流至调节池2中使得调节池2中的硝氮浓度为90~120mg/L。更为优选地，调节池2中的硝氮浓度为70~120mg/L。
优选地，S3中硫化物为硫化钠。更为优选地，所述硫化钠来源于垃圾填埋场产生的硫化氢。
将垃圾填埋产生的硫化氢转化为硫化钠应用于本发明中，可减少填埋场的硫化氢排放。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明将短程硝化反硝化池、厌氧氨氧化池和硫自养反硝化池联合起来对污水进行短程硝化反硝化、厌氧氨氧化和反硝化处理，并通过控制各反应池的入水、出水条件，及其它反应条件，可使得最终处理后的出水中氨氮降至10mg/L以下，硝氮降至5mg/L以下，出水达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）的排放标准，处理效率高。
附图说明
图1和2为实施例1提供的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
实施例1 ~3
以某垃圾填埋场的垃圾渗滤原液作为污水源进行处理，该渗滤原液COD为4000~5000mg/L，氨氮浓度为2500~3000mg/L。调蓄池收集的垃圾渗滤液原液进行处理后得渗滤液输送到短程硝化反硝化池中进行反应，该渗滤液的各条件情况如下表1。
实施例1~3提供的短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化和硫自养反硝化深度脱氮的方法的工艺流程图如图1和2所示，具体如下：
以该渗滤液作为污水向短程硝化反硝化池中进水（非限制性曝气）10 min，搅拌（同时曝气，控制DO为0.4~0.6 mg/L）10h50min，沉淀0.5 h，出水10 min，静置20 min，周期处理水量为1 L，每天运行两个周期，即日处理水量为2 L作为短程硝化反硝化池运行条件，出水至调节池1中。同时考虑短程硝化反硝化池出水水质波动，设定该池的外回流比为3，即控制调节池1中，NH4 +-N与NO2 --N总浓度为500~600 mg/L左右，进水pH=7.0~7.5之间，该池HRT=3h。利用厌氧氨氧化池进行进一步处理后出水，并引水至调节池2中。将硫自养反硝化池的出水回流4L至调节池使NO3 --N浓度为70mg/L~120mg/L，根据NO3 --N浓度确定硫化钠的投加量，使硫氮质量比为1.9~2.0，控制PH为7.5±0.1，温度为30±1摄氏度，通过硫自养反硝化池后，NO3 - -N得到进一步去除，硫离子全部去除。各实施例的条件设置和处理结果如下表1所示。
对照例1~2
本对照例1~2提供了一种短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化和硫自养反硝化深度脱氮的方法。其中对照例1提供的方法中控制短程硝化反硝化池中溶解氧含量为0.3 mg/L，其余条件与实施例1中一致；对照例2提供的方法中控制硫自养反硝化池中硫氮质量比为2.5:1，其余条件与实施例1中一致。对照例1~2的各条件设置和处理结果如下表1所示。
表1 实施例1~3和对照例1~2提供的方法的条件设置及处理结果
Figure 560920DEST_PATH_IMAGE001
由表1可知，实施例1~3提供的方法，硫自养反硝化池处理厌氧氨氧化池出水的NO3 - -N去除率达到95%；硫的去除效率达到100%。垃圾渗滤液经过短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化和硫自养反硝化工艺处理进行深度脱氮后，COD、氨氮、总氮得到进一步去除，出水氨氮降至10mg/L以下，硝氮降至5mg/L以下，出水达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）的排放标准。而对照例提供的方法出水的氨氮和亚硝氮以及硝氮的浓度都比实施例高，且出水的总氮难满足最新排放要求，所以相较对照例，实施例的运行效果更好。

Claims (9)

1.一种短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化和硫自养反硝化深度脱氮的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：将污水引入短程硝化反硝化池中进行短程硝化反硝化处理后引入调节池1中，控制所述短程硝化反硝化池中溶解氧含量为0.4~0.6mg/L，所述调节池1中亚硝氮与氨氮的摩尔比为1.0~1.3:1时出水；
S2：将调节池1中的出水引入厌氧氨氧化池中进行厌氧氨氧化处理后引入调节池2中，控制所述厌氧氨氧化池中的pH为7.0~7.4，温度为22~28℃；
S3：将调节池2中的出水和1.1~1.5g/L的硫化物引入硫自养反硝化池中进行反硝化处理后出水，控制所述硫自养反硝化池中pH为7.5~8.0，温度为28~32℃，硫氮的质量比为1.9~2.0:1；
所述污水为垃圾渗滤原液，COD为4000~5000mg/L，氨氮浓度为2500~3000mg/L。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S1中溶解氧含量为0.5mg/L。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S1中污水经短程硝化反硝化处理后亚硝氮与氨氮的摩尔比为1.0~1.3:1。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述调节池1中亚硝氮与氨氮的摩尔比为1.2:1时出水。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S2中厌氧氨氧化处理后的出水回流至调节池1中使得调节池1总氮为500~600mg/L。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S3中硫氮的质量比为2:1。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S3中硫自养反硝化池的出水回流至调节池2中使得调节池2中的硝氮浓度为90~120 mg/L。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S3中硫化物为硫化钠。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述硫化钠来源于垃圾填埋场产生的硫化氢。
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