一種雙泥反硝化除磷脫氮法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理方法，特別是一種雙泥反硝化除磷脫氮法。
【背景技術(shù)】
[0002]石油化工聯(lián)合企業(yè)在用煉油生產(chǎn)的副產(chǎn)氣體以及石腦油等輕油或重油為原料進(jìn)行熱裂解生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁烯等化工原料或進(jìn)一步反應(yīng)合成各種有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品時(shí)，形成需排出的石化廢水。由于在生產(chǎn)過(guò)程中常涉及含磷、氮、重金屬等物質(zhì)，因此這種石化廢水成分復(fù)雜，污染物濃度高，毒性強(qiáng)且難降解，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，單一的處理工藝很難達(dá)到水質(zhì)排放要求；一般采用物化法預(yù)處理，生化法二級(jí)處理，若要回用，則需再結(jié)合吸附、膜分離等深度處理。
[0003]目前預(yù)處理后混合石化廢水的處理方法有很多，如A/0、A2/0、SBR、CASS、UCT,MUCT, VIP、JHB和氧化溝等工藝，雖然這些傳統(tǒng)脫氮除磷工藝能夠去除廢水的氮磷，但硝化菌、反硝化菌和聚磷菌等微生物在有機(jī)負(fù)荷、泥齡以及碳源需求上存在著矛盾和競(jìng)爭(zhēng)，很難在同一系統(tǒng)中同時(shí)使氮、磷穩(wěn)定高效地去除，特別是在近年來(lái)國(guó)家節(jié)能減排力度加大，污水排放指標(biāo)提高后，易造成氮、磷單項(xiàng)排放不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象，從而阻礙了生物脫氮除磷技術(shù)的應(yīng)用。此外，運(yùn)行費(fèi)用高、剩余污泥產(chǎn)量多也是傳統(tǒng)脫氮除磷工藝進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用的瓶頸。
[0004]新近發(fā)展起來(lái)的反硝化除磷理論為有效解決傳統(tǒng)脫氮除磷工藝中存在的矛盾提供了新思路。雙泥反硝化除磷脫氮法就是反硝化聚磷菌在缺氧條件下以硝態(tài)氮為電子受體進(jìn)行反硝化除磷，達(dá)到同步除磷脫氮的效果，解決了傳統(tǒng)脫氮除磷工藝中聚磷菌除磷與反硝化菌脫氮間的制約。以反硝化除磷理論開(kāi)發(fā)出的雙泥系統(tǒng)D^hanox工藝又被稱為雙泥反硝化除磷脫氮法，其與傳統(tǒng)脫氮除磷工藝相比，降低了 30%的曝氣量，減少了約50%的污泥產(chǎn)量，被認(rèn)為是一種節(jié)能減排的污水處理工藝。
[0005]但該雙泥反硝化除磷脫氮法存在以下些缺點(diǎn):若回流至厭氧池中的污泥含有硝態(tài)氮，則會(huì)影響厭氧池中磷的釋放和PHB的合成；缺氧反硝化池中一定濃度的化學(xué)需氧量(COD)會(huì)導(dǎo)致反硝化除磷效果的惡化；進(jìn)水氨氮過(guò)高時(shí)，厭氧處理后污泥超越至缺氧反硝化池的過(guò)程中，挾帶的氨氮會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的出水氨氮過(guò)高。
[0006]非專利文獻(xiàn)1:B1logical anoxic phosphorus removal-the dephanox process,G.Bortonej et al.Water Science and Technology, Volume 34，Issues 1-2，1996，Pages 119 - 128.非專利文獻(xiàn) 2:Anoxic phosphate uptake in the dephanox process, G.Bortonejet al.Water Science and Technology, Volume 40，Issues 4-5，1999，Pages 177 -185.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明人為了克服現(xiàn)有的雙泥反硝化除磷脫氮法的上述不足，經(jīng)過(guò)深入研究，發(fā)現(xiàn)通過(guò)在雙泥反硝化除磷脫氮法中進(jìn)一步包括預(yù)反硝化處理步驟，可以解決上述技術(shù)問(wèn)題，得到一種脫氮除磷效率高、COD降解效果好的雙泥反硝化除磷脫氮法，經(jīng)過(guò)本發(fā)明的方法處理后的廢水中的氮、磷及COD去除效果達(dá)到國(guó)家一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0008]本發(fā)明的方法的特征在于，在現(xiàn)有技術(shù)的雙泥反硝化除磷脫氮法中，進(jìn)一步包括預(yù)反硝化處理步驟。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明的雙泥反硝化除磷脫氮法的一個(gè)實(shí)施方式的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]根據(jù)本發(fā)明的方法，使廢水依次經(jīng)過(guò)預(yù)反硝化處理步驟、厭氧釋磷步驟、中沉步驟、硝化步驟、缺氧反硝化步驟、曝氣步驟和終沉步驟。
[0011]本發(fā)明中，可以對(duì)石油化工聯(lián)合企業(yè)排放的石化廢水預(yù)先進(jìn)行例如氣浮等的預(yù)處理。本發(fā)明中，預(yù)處理后的石化廢水也稱之為廢水。通常，本發(fā)明的方法中，用于處理的廢水中，氨氮含量〈50 mg/L，總磷(TP)含量〈8 mg/L，化學(xué)需氧量(COD) <500mg/L，pH為6?8。
[0012]預(yù)反硝化處理步驟
使廢水首先進(jìn)入預(yù)反硝化處理步驟。由于硝態(tài)氮會(huì)影響厭氧釋磷步驟中磷的釋放和PHB的合成。因此，在預(yù)反硝化處理步驟中對(duì)廢水中的硝態(tài)氮進(jìn)行處理。預(yù)反硝化處理步驟優(yōu)選在厭氧或缺氧的條件下進(jìn)行，更優(yōu)選在厭氧的條件下進(jìn)行。
[0013]在預(yù)反硝化處理步驟中，可以使用厭氧反硝化菌。其中，優(yōu)選使用反硝化聚磷菌。
[0014]反硝化聚磷菌通常以反硝化聚磷菌污泥的形式使用。該反硝化聚磷菌污泥的用量相對(duì)于所要處理的廢水體積為10%?40%，優(yōu)選為20%?40%，更優(yōu)選為25%?30%。反硝化聚磷菌污泥是指，以在A/0 (缺氧/好氧)或其他生化系統(tǒng)中的污泥為對(duì)象，將其中的反硝化聚磷菌進(jìn)行富集馴化，使反硝化聚磷菌占污泥中微生物的75體積％以上的污泥。反硝化聚磷菌污泥在廢水中的濃度為2000g/m3?7000g/m3,優(yōu)選3000g/m3?6000g/m3,更優(yōu)選為3500g/m3 ?5000g/m3。
[0015]在預(yù)反硝化處理步驟中，pH為6.5?7.5，優(yōu)選為6.8?7.3，更優(yōu)選為6.9?7.1。預(yù)反硝化處理步驟中，將污泥濃度調(diào)節(jié)為2.5?4.5g/L，優(yōu)選2.8?4.5g/L，更優(yōu)選3?4.4g/L。預(yù)反硝化處理步驟中，水力停留時(shí)間沒(méi)有特別限定，可以是0.5?1.0 h，優(yōu)選0.5 ?0.9h,更優(yōu)選 0.6 ?0.8h。
[0016]預(yù)反硝化處理步驟中，在使用反硝化聚磷菌進(jìn)行反硝化處理時(shí)，反硝化聚磷菌利用進(jìn)水中的有機(jī)物作為電子供體，以廢水的硝態(tài)氮或其他氮的氧化物作電子受體，將其還原為氮?dú)饣虻钠渌麣鈶B(tài)氧化物，降低了硝態(tài)氮對(duì)后續(xù)的反硝化聚磷菌厭氧釋磷的影響。
[0017]在經(jīng)過(guò)預(yù)反硝化處理步驟之后，廢水中的硝態(tài)氮含量比處理之前減少至少44%，優(yōu)選減少至少47%，更優(yōu)選減少至少51%。另外，廢水中的COD比處理之前減少至少17%，優(yōu)選減少至少19%，更優(yōu)選減少至少20%。而且，在經(jīng)過(guò)預(yù)反硝化處理步驟后，泥水混合物中的溶解氧降低，由此可以避免進(jìn)水和污泥中的氧進(jìn)入?yún)捬踽屃撞襟E，保證了厭氧釋磷步驟的厭氧條件。在處理之后，廢水中的溶解氧比處理前減少至少21%，優(yōu)選減少至少28%，更優(yōu)選減少至少33%。
[0018]厭氧釋磷步驟厭氧釋磷步驟可以按照通常的方式進(jìn)行，例如可以是以下方式。可以使用相對(duì)于厭氧釋磷步驟中泥水混合物的體積為109Γ40%的反硝化聚磷菌污泥。該反硝化聚磷菌污泥可以是如上所述的反硝化聚磷菌污泥。厭氧釋磷步驟中，PH控制在7.0?8.0。厭氧釋磷步驟中，水力停留時(shí)間沒(méi)有特別限定，可以為1.5?3h。厭氧釋磷步驟中，污泥濃度為2.5?4.5g/L。反硝化聚磷菌在厭氧條件下水解胞內(nèi)的聚磷，利用水解聚磷的能量合成缺氧條件下過(guò)量攝磷的能量并儲(chǔ)存在體內(nèi)。
[0019]中沉步驟
中沉步驟可以按照通常的方式進(jìn)行，例如可以是以下方式。在厭氧釋磷步驟中的泥水混合物進(jìn)入中沉步驟后，泥水分離1.5?3h。上清液進(jìn)入硝化步驟，污泥的至少一部分通過(guò)污泥泵超越至缺氧反硝化步驟。超越至缺氧反硝化步驟的污泥相對(duì)于所處理的污水量的體積之比(超越比)為25%?35%，優(yōu)選27%?34%，更優(yōu)選30%?33%。
[0020]通過(guò)上述的污泥超越，避免了反硝化聚磷菌等微生物進(jìn)入硝化步驟而對(duì)硝化菌產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，不利于硝化作用的高效進(jìn)行。
[0021]硝化步驟
硝化步驟可以按照通常的方式進(jìn)行，例如可以是以下方式。進(jìn)入到硝化步驟的上清液在硝化菌的作用下進(jìn)行硝化作用，將氨氮等含氮物質(zhì)氧化成硝態(tài)氮。硝化步驟中，使用以硝化菌為主體的生物膜。“以硝化菌為主體”是指在采用纖維束作為載體形成的硝化生物膜上，硝化菌占所有菌種的90質(zhì)量％以上。
[0022]硝化步驟中，使溶解氧為2mg/L?4mg/L。硝化步驟中,溫度控制為25°C?35°C。硝化步驟中，pH值控制為7.5^8.5。硝化步驟中，水力停留時(shí)間沒(méi)有特別限定，可以為5?10h。
[0023]缺氧反硝化步驟
經(jīng)過(guò)硝化步驟處理后的出水含有大量硝態(tài)氮，并且通過(guò)硝化步驟的生物膜，避免將硝化菌帶入缺氧反硝化步驟、破壞雙泥反硝化除磷脫氮系統(tǒng)。
[0024]缺氧反硝化步驟可以按照通常的方式進(jìn)行，例如可以是以下方式。在缺氧反硝化步驟中，從中沉步驟超越過(guò)來(lái)的反硝化聚磷菌污泥以儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量為電子供體，以硝態(tài)氮為電子受體進(jìn)行反硝化脫氮除磷，同時(shí)部分由污泥挾帶來(lái)的氨氮發(fā)生同化作用。在缺氧反硝化步驟中，水力停留時(shí)間沒(méi)有特別限定，可以為3.5?7h。在缺氧反硝化步驟中，pH值為7?8。
[0025]曝氣步驟
曝氣步驟可以按照通常的方式進(jìn)行，例如可以是以下方式。缺氧反硝化步驟的廢水進(jìn)入曝氣步驟。曝氣步驟主要是除去缺氧反硝化步驟中由于硝態(tài)