[发明专利]高氨氮废水的生物强化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体地说是涉及一种高氨氮废水的生物强化处理方法，该方法是生物滤池和生物强化通过固定化技术而组合起来去除废水中高氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和有机物等污染物的处理工艺，适用于城市生活垃圾渗滤液、养殖废水、焦化废水和污泥厌氧消化液等高氨氮废水的处理。

背景技术

氮元素在废水中的主要存在形式有分子态氮、有机态氮、氨态氮、亚硝态氮、硝态氮，以及部分存在于硫氢化物和氰化物中的氮，在未处理的原废水中，有机氮和氨氮是氮的主要存在形式。由于氨氮的毒性作用、硝酸盐的致癌作用以及氮化物对生态系统、河流、湖泊、近海海洋的酸化和富营养化作用，含氮化合物在水污染问题中扮演着越来越重要的角色，尤其是高氨氮废水更是引起广泛的关注，是含氮废水处理中的难点。

排放高氨氮废水的有城市生活垃圾填埋场，以及钢铁、化肥、制药、石油化工、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等工业部门，这些废水中污染物的种类和浓度因行业不同而千变万化，即使同类工业不同工厂的废水其浓度也各不相同，变化较大。

对于高氨氮废水处理技术的研究，经过近几十年的发展，已出现大量行之有效的处理工艺，形成了废水脱氮的技术体系，总结起来主要有两大类，即物化法和生物法。

物化法脱氮主要以吹脱和气提法、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、电渗析法和催化湿式氧化法等方法为主。但是氨吹脱、汽提工艺均易生成水垢，而吹脱法除氨又不适宜在寒冷的冬季使用，因为水温低时吹脱效率低。折点加氯法效果佳，不受水温影响，但对于高浓度氨氮废水的处理运行成本太高，而且副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。离子交换法投资省、操作较为方便，氨氮去除率也很高，但是对硝态氮、亚硝态氮以及有机氮没有去除能力。化学沉淀法操作简单，但是运行费用高，需要附加污泥分离装置，且易造成二次污染。电渗析法，无需添加氧化剂、絮凝剂等药品，操作简便；但是其能耗大，成本高，还存在着析氧析氢等副反应。湿式催化氧化法操作条件较为苛刻，能耗较大。

对比上述的物化法，生物脱氮技术适用范围最广，且无二次污染，是较为经济有效的处理技术。生物脱氮是指污水中的含氮有机物，在生物处理过程中被异养型微生物氧化分解，转化为氨氮，然后再由自养型硝化菌将其转化为NO₃^-，最后再由反硝化菌将NO₃^-还原为N₂，从而达到脱氮的目的的过程。

随着经济和科学技术的发展，人们的环境意识和水环境标准的不断提高，传统的活性污泥法以及在传统活性污泥工艺基础上改造而成的A/O法，A²/O法等工艺，虽然在脱氮方面起到了一定的作用，仍存在很多问题，如占地面积大，有机负荷低，低温时效率低，动力消耗及运行费用高等；而且在处理高氨氮废水时，由于高浓度的游离氨会抑制硝化细菌的活性，导致出水难以达标；对于低C/N比的高氨氮废水，则要常加额外的碳源。

二十世纪七八十年代产生的生物强化技术通过向反应系统中投加高效微生物可以改善处理系统的出水水质，尤其是投加高效硝化菌和反硝化菌对废水中去除高氨氮效果显著。但是由于投加的高效菌往往悬浮于系统中，容易发生失活和流失，不能与出水有效分离，长期投加又会增加水处理成本，生物强化技术的广泛应用受到了限制。

发明内容

本发明目的在于弥补现有技术中存在的不足之处，而提供一种生物滤池和生物强化通过固定化技术而组合起来处理高氨氮废水的方法。

通过深入各种高氨氮废水的水质特征，综合比较国内外高氨氮废水处理方法，针对高氨氮废水的处理难点，开发出高氨氮废水生物强化处理的方法，即生物滤池+生物强化的组合工艺。该工艺不仅有效的将有机物和高氨氮去除，还可以达到60-90％的总氮去除率。

本发明的技术方案是：采用的是厌氧-缺氧-好氧组合工艺，所用反应器均为生物滤池反应器，内部填充大孔聚氨酯基载体，在生物滤池生物膜驯化培养过程中，投加高效复合微生物，通过固定化技术强化处理高氨氮废水；包括如下顺序的步骤：

厌氧和缺氧处理：预处理过的高氨氮废水顺序经过厌氧滤池和缺氧滤池，废水中的大部分有机物和毒性物质进行了降解，其中将有机氮降解为氨氮，为后续的处理打下基本；同时，通过反硝化可去除回流水中的氮氧化物；