[发明专利]含氨废水的处理方法

说明书

本发明涉及一种通过硝化细菌处理含氨废水的方法，其中氨主要被氧化为亚硝酸盐。

这样的方法在EP-A-826639中是已知的。根据该已知的方法，废水在一连续搅拌罐反应器(CSTR)中被处理，无污泥停留，调节水力停留时间(hydraulic retention time)为约1.5天。在这样的条件下，将氨转化为亚硝酸盐的细菌，包括例如亚硝化单胞菌属，有足够的生长速度以补偿从反应器中的污泥损失，而将亚硝酸盐转化为硝酸盐的细菌，包括例如硝化杆菌属，在反应器中没有保持足够的生长速度。结果是，从亚硝酸盐到硝酸盐的转化被抑制，这具有减少氧消耗和减少电子给体的优点，是下游反硝化方法中需要的。该方法有时被称作通过亚硝酸盐的高活性除氨单反应器(SHARON)方法。

该已知方法的缺点是所需的1-2天的水力停留时间使大反应器的使用成为必需，而大反应器仅被低水平装载。这在相对稀的废水的处理中是特别不利的。

另一方法是使用经选择的微生物(EP-A-562466)。在该方法中，特殊的微生物混合物(如假单胞菌、不动杆菌、莫拉氏菌、棒状杆菌、微球菌、黄杆菌和芽孢杆菌)在单独的反应器(所谓的繁殖器)中生长并连续或不连续地从这些反应器投放到废水处理设备中。这样的方法的缺点是经挑选的微生物的费力的(因而昂贵的)培养以及生物反应器的相对低效率的使用。

EP-A-503546中描述了一种方法，特征在于将含高浓度氮的废水(即废弃水)储存于罐中，该罐中连续进行硝化/反硝化。生成的生物质被连续或周期性地转移到废水处理设备中。它的缺点与上述SHARON方法的缺点相同，即低污泥浓度，相对大的反应器体积以及差的沉淀物性质。

现在一种克服了这些缺点的方法被发现了。在本发明的方法中，水力停留时间比污泥停留时间短。污泥停留时间总是比硝酸盐生成细菌的复制时间短。这是通过从反应器流出液中分离部分污泥并继续在反应器中使用所分离的部分污泥来实现的。通过降低反应器中氧和氮的浓度可以增加硝酸盐生成细菌的复制时间。低浓度，特别是低于5％空气饱和度，即低于0.4ml/l可以通过提供少于氨氧化细菌能够消耗的量的氧来实现。低氮浓度可以通过例如在硝化反应器中硝化和反硝化的结合，或者通过再循环来自单独的反硝化步骤的液体来实现。

本发明的方法的基本步骤是硝化反应器中的污泥停留的时间不受水力停留时间限制地被控制。污泥停留时间、氨和亚硝酸盐的浓度以以下方式被控制，在反应器中亚硝酸盐是主要的硝化终产物且水力停留时间相对较短。因而反应器的尺寸可以被减小而反应器的生产能力增加了。通过不连续地或优选地，连续地从反应器流出液中分离污泥并在反应器中保留部分污泥，可以相对于水力停留时间缩短污泥停留时间。保留的污泥为反应器中总污泥的至少20wt％，优选为50-99wt％，特别是在65-95wt％之间。

在一优选的实施方案中，该方法在一装有污泥分离器的任选地混合的连续反应器中进行。分离器以保持硝化细菌在反应器中为大多数的方式导致污泥的部分停留。该污泥分离器可以是外部分离器，所分离的污泥从该分离器返回反应器。它也可以是内部分离器，例如接近反应器液体出口的沉淀室。除了反应器流出液中污泥的分离及其部分循环，也可以从反应器底部取出污泥，并在其部分除去后返回反应器。

根据本发明处理的水可以是城市污水，工业、农业或其它来源的，含有可测定水平，特别是50mg/l或更高浓度氨的任何废水，或者是含这些水平氨的任何其它含水液体，如用于洗涤含氨气体的水。该水可以含或不含其它污染物和/或有机物。用于硝化反应器的细菌包括硝化细菌如常在混合培养中存在的亚硝化单胞菌属。它们可以从普通的活化污泥源得到。

水力停留时间短于细菌污泥停留时间。在高氧和亚硝酸盐的浓度下(高于30％空气饱和度和高于50mg NO^-₂N/l)，污泥停留时间在1至2天之间，在降低空气饱和度和亚硝酸盐的浓度下(低至约1％空气饱和度和低于30mgNO^-₂N/1)，它可以增多至20-30天。水力停留时间优选为少于污泥停留时间的一半，例如少于3天，优选少于1天，特别是从1至12h，更特别是从2至8h。硝化反应器中的污泥含量通常在1-30g/l之间。