[发明专利]高浓度有机废水深度脱氮处理方法

说明书

技术领域

本发明属于废水生物处理领域，尤其涉及对高浓度有机废水的脱氮处理方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展，水环境污染也不断加剧，水污染防治得到越来越多的重视。生物处理技术的广泛应用，特别是厌氧生物技术的发展，使得对于废水中有机物的去除取得了良好的效果。然而，对于高浓度有机废水中的氮素的治理，仍没有一个较为可行的、可靠的技术，大多数仍只对于氨氮有一定的去除，总氮的深度去除没能很好的解决。近年来，对于进入受纳水体的氮素的控制力度的加大，使得人们开始重视高浓度有机废水中氮素的深度脱除问题。就目前应用的传统处理工艺来看，可以分为厌氧生物处理与具有脱氮功能的好氧生物处理工艺相结合，以及在厌氧阶段同时进行反硝化和产甲烷化再与好氧工艺串联这两种方式。

第一种方式主要有厌氧加A/O工艺、厌氧加短程硝化反硝两种工艺流程，从工艺路线上看，此两种工艺对高浓度有机废水进行了除碳和脱氮的分级分段处理，在各自的阶段可以培养出优势微生物，在适合的条件下进行生长代谢，可以达到较好的处理效果。但在实际工业应用中，由于在厌氧处理阶段高浓度有机废水中的有机物得到较大程度的降解，好氧的脱氮生物处理(反硝化阶段)的碳源不足，外加有机碳源又使得污水处理成本大大升高，因而脱氮效率不高，使得此两种工艺存在出水中的氮素含量仍很高，脱氮效果受到限制。而且在硝化过程中需要消耗大量的碱(氧化1g氨氮理论需要7.14g碱度)，也增加了成本。

第二种方式主要有厌氧同时反硝化产甲烷加好氧工艺、厌氧同时反硝化产甲烷加厌氧除碳加好氧工艺两种工艺流程，要在厌氧反应器中实现反硝化，必须在好氧阶段实现完全的硝化或亚硝化，动力消耗依然大，而且全流程的脱氮效率取决于好氧阶段的硝化液到厌氧阶段的回流比，预达到的脱氮效率越高，所需的硝化液的回流比也越高，而过高的回流比会给厌氧反应阶段带来显著的不利影响，影响全流程的处理效果。另外过大的回流比产生的动力消耗也十分巨大。反硝化反应与产甲烷反应在微观上不可能实现同时，依然存在着先后的次序问题，仅在宏观上在同一反应器中实现了同时。反硝化菌与产甲烷菌的共生颗粒污泥的培养驯化也存在着一定的难度和不稳定性。

二十世纪九十年代以来发现的厌氧氨氧化现象为高浓度含氨废水的生物脱氮处理的大发展奠定了基础。一批基于厌氧氨氧化理论的新型生物脱氮技术应运而生。由于在同一反应器中实现多类反应的矛盾性，尝试在多段反应器中分别实现高效除碳和高效除氮，并结合新型的生物脱氮技术产生了厌氧生物除碳加好氧除碳亚硝化加厌氧氨氧化(ANAMMOX)的工艺路线。

由于厌氧氨氧化工艺特别适合低有机碳高氨氮的废水的脱氮处理，因此可以将厌氧好氧处理后的出水直接进行厌氧氨氧化的生物脱氮处理。由于厌氧氨氧化菌是—自养菌，在生长代谢过程中以无机碳为碳源，因此在脱氮过程中无需添加有机碳源。而且厌氧氨氧化反应做为一种新型的脱氮技术，其氮容积负荷率和去除负荷都是传统的硝化反硝化工艺所无法比拟的，因而对于原水中的氮的负荷有着更大的适应范围。但此工艺路线也存在着一些不足之处。首先是厌氧氨氧化反应会产生20％左右的硝酸盐氮，因此在出水的氨氮和亚硝酸盐几乎为零的情况下，仍存在着一定浓度的硝酸盐氮，总氮的去除率只能达到85％左右。其次，虽然亚硝化反应阶段可以与好氧的除碳构筑物合建，但仍需新建厌氧氨氧化的反应装置，增加了基建费用。第三，厌氧氨氧化脱氮效率关键在于进水中的基质比例(氨氮/亚硝酸盐氮)，当好氧的亚硝化阶段处理不稳定时，出水的总氮将成倍增减，给工艺出水的稳定达标带来潜在的影响。

通过以上的分析可以看出，目前在高浓度有机废水的深度脱氮处理方面还没有一种既高效、可靠又节能、经济的稳定的工艺路线。各种处理工艺都存在着缺点和不足之处，因此开发一种工艺路线合理、经济高效的脱氮工艺十分必要。

发明内容

本发明提供了一种符合实际工业应用的合理的对高浓度有机废水进行深度生物脱氮的技术，它能够在较大的环境因素的变化中适用，所需的控制性因素或控制条件少，易于稳定实现。这种技术能够适应多种高浓度有机废水的除碳和深度脱氮要求，出水能够达到有机物和氮素的排放标准。