[发明专利]一种固定化污泥颗粒去除废水中氨氮的方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种固定化污泥颗粒去除废水中氨氮的方法。

背景技术

化工生产企业因其生产工艺特点，每天排放大量含氨废水。如果直接排放，会造成水体富营养化，藻类过度生长，不仅降低了水体观赏价值，而且使水生生物缺氧死亡。一些藻类蛋白毒素还会经过食物链使人中毒，严重危害人类及生物生存。为此，如何经济有效地去除废水中的氨氮已成为亟待解决的问题。

生物脱氮是从废水中去除氮素污染的较为经济有效的方法之一，一般包括硝化过程和反硝化过程。硝化过程是在好氧条件下由硝化菌将氨氮转化为NO₂^－和NO₃^－的反应过程；反硝化过程是在厌氧或微氧条件下，NO₃^－和NO₂^－被微生物还原转化为气体物质的过程，反应过程中需要以有机碳作为碳源和能源。在实际应用中，由于两种菌体生长环境的差异，一般是将硝化过程和反硝化过程分离开，如传统的A/O，A²/O工艺，存在工艺冗长，污水处理构筑物占地面积大，投资和运行费用高等诸多弊端。

同步硝化反硝化脱氮是指硝化反应和反硝化反应在同一反应器内同步进行的新型工艺，不仅克服了传统工艺硝化和反硝化过程在两个不同的反应器内进行的不足，而且在降低能耗和物耗等方面具有突出的优势。例如，可以减少反硝化反应设备、节省基建费用；反硝化过程产生的碱可部分中和硝化过程产生的酸，减少碱液的消耗，能有效地保持反应器中pH稳定。因此，同步硝化反硝化脱氮过程，已经成为水处理领域的研究热点。荷兰Olburgen土豆加工废水处理项目采用短程硝化和厌氧氨氧化组合实现同步硝化反硝化，但是由于反硝化采用专性厌氧的厌氧氨氧化细菌，该细菌长期处于一定浓度的有氧环境中，从而在一定程度上降低了厌氧氨氧化细菌的活性，导致脱氮效果不理想。 

固定化活性污泥是目前研究最为活跃的生物法处理固体有机废物、高COD有机废水等的接种物之一，具有浓度高、容积小、处理负荷高、污泥产率低、降解效率高、对有毒物质承受能力强、稳定性好等特性，能广泛应用于废水处理领域。CN201210063708.2公开了一种用于有机负荷波动性较强废水的好氧颗粒污泥的快速培养方法，该方法通过先对活性污泥中多种微生物进行固定化培养得到初期的种子污泥，再经由外加团聚剂和/或优势菌群的方式促进颗粒的进一步快速长大这样一种特殊的培养工艺，在目标废水中，短期内成功培养得到了活性高、负荷波动耐受力强的好氧颗粒污泥。该好氧颗粒污泥仅适用于各种有机负荷波动较高的有机污水。CN200910194651.8公开了一种环境保护技术领域的固定化活性污泥的制备方法及处理微污染水的方法，将固定化活性污泥填充于反应器中；向反应器中通入污水并进行曝气，处理污水，得到净化后的水。王应军等（包埋活性污泥和反硝化污泥短程硝化反硝化脱氮，应用基础与工程科学学报，2012，20（2）：179-188）在传统的流化床反应器内，将活性污泥和经驯化的反硝化污泥按适当比例混合后，用聚乙烯醇(PVA)加适当添加剂将其包埋，并对短程硝化反硝化脱氮进行了研究。结果表明出水亚硝化率和TN去除率分别可达95%和85%以上，短程硝化反硝化脱氮较理想。但是，该法虽然能够实现一定的总氮去除率，但是硝化污泥和反硝化污泥还是在同一环境下进行作用，各自的生长条件并不是最佳的，彼此之间还有相互干扰，不适宜长期运行。

目前尽管同步硝化反硝化脱氮有了较大发展，但是普遍存在着负荷较小，去除率偏低，运行不稳定等不足，不能有效处理含氨废水，并且有些正在运行的工艺并没有考虑总氮的去除问题，大大限制了其发展和应用。因此，如何更好的提供适宜的生长条件，保证硝化和反硝化都可以高效进行，维持其长期稳定运行，对加快同步硝化反硝化脱氮工艺工业应用的进程具有积极意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种固定化污泥颗粒去除废水中氨氮的方法。本发明利用固定化和流态化技术，将不同脱氮性能和不同大小的固定化污泥颗粒在反应器中进行级配，使硝化污泥颗粒和反硝化污泥颗粒在同一反应器的不同区域发挥脱氮性能，减少彼此间干扰，实现了高效的同步硝化反硝化脱氨氮过程。