[发明专利]一种在低温下高效处理高氨氮原水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理方法。 

背景技术

随着城市化和工业化进程的加快，水污染日益严重，大量污染物尤其是水体中氮磷的超标带来水体富营养化问题，严重影响了水体水质。目前广泛使用的原水氨氮的去除方法有生物接触氧化法、曝气生物滤池、生物活性碳等，这些方法的主要原理是利用生物膜的吸附氧化作用将氨氮转化为硝酸盐或者亚硝酸盐达到氨氮去除的目的。然而，这些方法并不能完全消除水中氮的影响。目前对水体硝酸盐去除方法主要是反硝化作用，即利用反硝化细菌将硝酸盐或亚硝酸盐转化为氮气，进而彻底去除水中的氮。在这一过程中，有机碳为电子供体并为反硝化细菌提供能量。由于原水C/N比较低，需外加有机碳源以达到除氮的目的，势必会增加工艺运行成本。自养反硝化技术由于可以利用无机碳合成细胞、利用无机物作为电子供体完成反硝化过程而备受关注，其中硫/石灰石自养反硝化技术利用硫作为电子供体，解决了低C/N原水除氮需要外加碳源的弊端。然而，在生物处理法过程中，温度通过影响微生物的活性影响除氮效果，同时，温度也影响反应系统各物质的传质和扩散。在冬季和寒冷地区，低温条件下原水水体中大量氨氮不能得到较好去除，对城市用水造成威胁。 

发明内容

1.发明目的 

本发明针对常规处理方法去除原水氨氮不彻底，尤其是低温条件下处理效果不佳影响城市用水安全的问题，提供一种低温高氨氮原水的处理方法。 

2.技术方案 

本发明的一种低温高氨氮原水的处理方法按以下步骤进行：高氨氮原水经过生物硝化单元处理，原水中95％以上的氨氮转化为硝酸盐氮，有机物被去除；生物硝化单元出水流经生物陶粒-硫-碱滤床进行生物自养反硝化，经过微生物的反硝化作用，硝酸盐氮或亚硝酸盐氮转化为氮气，从而使水中氨氮得到彻底去除；生物自养反硝化单元的出水经过常规混凝-沉淀-消毒原水中95％以上的氨氮转化为硝酸盐氮，工艺处理，原水得到净化。 

所述的生物硝化单元为常规生物膜曝气装置。 

所述的生物反硝化单元为生物陶粒-硫-碱混合滤床，采用陶粒、硫粒和CaHCO₃颗粒的混合滤料，生物反硝化过程以硫粒为电子供体进行自养反硝化，陶粒作为填料，CaHCO₃颗粒提供无机碳源，并调节pH值。根据原水水质按一定比例混合陶粒、硫粒和CaHCO₃颗粒。每隔半年补充硫粒作为反硝化细菌的电子供体。 

3.本发明的特色 

本发明的一种低温高氨氮原水的处理方法，利用生物硝化单元中硝化菌在有氧条件下将氨氮氧化为硝酸盐氮或者亚硝酸盐氮，再利用生物陶粒-硫-碱混合滤床将硝酸盐氮或亚硝酸盐氮在反硝化细菌作用下，以颗粒态硫作为电子供体，由CaHCO₃颗粒提供无机碳源，将硝酸盐氮或亚硝酸盐氮转化为无毒无害的氮气，最终去除98％以上的氮。 

在生物陶粒-硫-碱混合滤床中，反硝化细菌在厌氧条件将硝酸盐氮转化为氮气的过程中，由于氢离子的释放致使反应体系pH有所降低，进而影响微生物的活性；采用CaHCO₃颗粒可以达到调节pH的目的，除氮效果良好。由于陶粒、颗粒态硫和CaHCO₃颗粒存在一定的级配，物质的传质速率不受温度的影响；另一方面，CaHCO₃颗粒的溶解度较高，可以直接为自养反硝化单元提供充足的无机碳源和碱度，使自养反硝化细菌能够在适宜的pH条件下生长；此外，粒径为2-6mm的硫磺颗粒能提供巨大的比表面积，为脱氮硫杆菌的生长提供附着条件，为硫磺表面附着的大量脱氮硫杆菌在低温条件下去除硝酸盐氮和亚硝酸盐氮提供了基础。因此在低温条件下，该系统仍能高效运行，高氨氮原水的氮去除率达到95％以上。 

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种低温高氨氮原水的处理方法，是按以下步骤进行的：高氨氮原水经过生物硝化单元、原水中95％以上的氨氮转化为硝酸盐氮，有机物被去除；生物硝化单元出水流经生物陶粒-硫-碱滤床进行生物自养反硝化，经过微生物的反硝化作用，硝酸盐氮或亚硝酸盐氮转化为氮气，从而使水中氨氮得到彻底去除；生物自养反硝化单元的出水经过常规混凝-沉淀-消毒工艺处理，原水得到净化。