[发明专利]一种去除城市污水处理厂二级出水中溶解性有机氮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到城市污水处理厂污水处理技术领域的方法，特别是涉及到一种去除城市污水处理厂二级出水中溶解性有机氮的方法，属于水处理技术领域。

背景技术

随着社会的不断发展，大量未经处理的生活污水和工业废水的排放使得地表水体的氮、磷超标，城市污水处理厂正在面临严峻的挑战以去除更多氮、磷元素，以帮助减少地表水的富营养化。通常，城市污水处理厂进水中的氮主要包括氨氮(NH₄⁺-N)、颗粒性有机氮(particulate organic nitrogen，PON)、胶体性有机氮(colloidal organic nitrogen，CON)、溶解性有机氮(dissolved organic nitrogen，DON)。在污水处理中大部分无机氮通过硝化-反硝化作用可以被去除，PON和CON则通过固液分离加以去除；而相比之下，DON在污水处理中却很难被去除。通常，城市污水处理厂出水中的总氮浓度要执行严格的排放标准，因此DON成为出水中总氮中一个重要组成部分。据文献报道，城市污水处理厂出水中DON约占总氮的40％～85％。

污水处理厂的出水普遍采用加氯消毒，当水中存在大量有机物时，氯化消毒过程会发生加成和取代作用而生成对人体有极大危害的卤代和非卤代有毒有害有机物，即消毒副产物(disinfection by-products，DBPs)。水中复杂的DON分子经氯化消毒过程中，容易形成氮消毒副产物(nitrogenous disinfectionby-products，N-DBPs)，其母体部分碳链和官能团结构被氯加成、氧化、取代和重构，形成含硝基(-NO₂)、腈基(-C≡N)、酰胺基(-CO-NH₂)和亚硝胺(-N-N＝O)的卤代和非卤代化合物，与之相对应的氮消毒副产物分别为卤化硝基甲烷(HNMs)、卤化乙腈(HANs)、卤代乙酰胺(HAcAms)和非卤代的亚硝胺类(Nitrosamines)。这四类消毒副产物致癌浓度较低，以亚硝胺类为例，其中的二甲基亚硝胺(NDMA)和二乙基亚硝胺(NDEA)仅为0.7ng/L和0.2ng/L。城市污水经过处理后水排入河流或湖泊，排放水中DON的释放可能对水质产生不利影响，刺激受纳水体中藻类和细菌的生长，提高地表水的富营养化的潜能。据文献报道，污水处理厂出水中DON浓度可达0.5～3.0mg/L。通常，污水处理后的出水中DON还具有一定量的可生物降解(biodegradability)或可生物利用(bioavailability)部分，其可以成为微生物和藻类同化潜在的营养物质。

因此，含有高DON浓度的城市污水厂二级出水进入天然受体(河流、湖泊等)之前，有必要在对其中的DON进行去除。

发明内容

本发明的目的是提供一种去除城市污水处理厂二级出水中溶解性有机氮的方法。本发明利用污水处理中常用的臭氧氧化和活性炭吸附，通过臭氧氧化、活性炭吸附以及耦合作用共同去除城市污水厂二级出水中溶解性有机氮。

为实现上述目的，一种去除城市污水处理厂二级出水中溶解性有机氮的方法，其特征在于工艺过程为：

(1)将城市污水处理厂二级出水进入管道混合设备，投加臭氧剂量为0～10mg·L^-1，混合时间15～20min；

(2)城市污水处理厂二级出水在经过管道混合设备后，进入活性炭吸附滤池，空床过滤时间为10～15min；经过上述过程的处理后，城市污水处理厂二级出水中溶解性有机氮的含量降低77～82％。

进一步地，城市污水处理厂二级出水中溶解性有机氮的浓度为2.47mg·L^-1、溶解性有机碳的浓度为14.45mg·L^-1，经过臭氧氧化、活性炭吸附过滤后溶解性有机氮的浓度为0.56mg·L^-1、溶解性有机碳的浓度为7.35mg·L^-1。

上述臭氧可以换成过氧化氢或过氧化氢和臭氧混合剂。

上述活性炭吸附滤池内活性炭填料层高为1.5～2.5m。

本发明的优点：本发明操作简单、易行，能有效的去除城市污水处理厂二级出水中溶解性有机氮，为大然水体的富营养化控制提供可靠保障。

本发明的基本原理如下：