处理高氨氮制药废水的方法

　　申请日2016.03.17

　　公开(公告)日2016.05.04

　　IPC分类号C02F3/30; C02F3/34; C02F101/16

　　摘要

　　本发明公开了一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，属于废水处理技术领域。本发明通过解除游离氨对硝化的抑制作用，以达到氨氧化菌去除高氨氮的目的，包括如下步骤：(1)实时监测A/O系统进水的即时NH4+-N浓度、温度T和pH值;(2)由游离氨计算公式算出即时游离氨浓度，如果即时游离氨浓度超过游离氨对氨氧化菌(AOB)的抑制阈值，则根据抑制阈值计算出相应的临界pH值;(3)调节控制硝化过程中废水的pH值恒定在稍低于临界pH值的条件下运行。通过调节硝化过程的pH值解除游离氨对AOB抑制作用的方法，能使高氨氮制药废水中的氨氮去除率达到95%以上。此方法易于操作，不需要改进工艺，简单实用。

　　权利要求书

　　1.一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，其步骤为：

　　(1)实时监测厌氧系统出水或A/O系统进水中的即时NH4+-N浓度、温度T和pH值;

　　(2)根据步骤(1)中测定的即时NH4+-N浓度、温度T和pH计算水中即时游离氨浓度，比较即时游离氨浓度与游离氨对AOB的抑制阈值，如果即时游离氨浓度超过抑制阈值则根据抑制阈值、即时NH4+-N浓度和温度T计算出相应的临界pH值;

　　(3)调节控制硝化过程中废水的pH值恒定在稍低于临界pH值的条件下运行。

　　2.根据权利要求1所述的一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，其特征在于：所述步骤(2)中计算水中即时游离氨浓度和临界pH值的公式为：

　　 $ρ_{{NH}_{3} - N} = \frac{ρ_{{NH}_{4}^{+} - N} \times 10^{p H}}{e^{6334 / (273 + T)} + 10^{p H}} - - - (1)$

　　其中，为水中即时游离氨NH3-N的浓度，mg/L;

　　为步骤(1)中测定的即时NH4+-N浓度，mg/L;

　　T为步骤(1)中测定的水温，℃;

　　pH为步骤(1)中测定的pH值，无量纲。

　　3.根据权利要求1所述的一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，其特征在于：所述游离氨对氨氧化菌的抑制阈值为10mg/L，即超过此值就会出现游离氨对AOB的抑制作用。

　　4.根据权利要求1所述的一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，其特征在于：所述步骤(3)中控制硝化过程中废水的运行pH值比临界pH值低0.2～0.5。

　　5.根据权利要求4所述的一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，其特征在于：所述步骤(3)中用NaOH或HCl调节控制硝化过程中废水的运行pH值。

　　说明书

　　一种处理高氨氮制药废水的方法

　　技术领域

　　本发明属于废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种处理高氨氮制药废水的方法。

　　背景技术

　　高氨氮废水是化工行业常见的难处理废水，主要来自于制药、焦化、煤气、味精、化肥、养殖等行业，其氨氮浓度高于市政污水，直接排入水体将引起富营养化，对自然水体的水质具有破坏作用并使得水体感官恶化。氨氮(NH3-N)即氨态氮，就是以氨的形态存在于水中的氮。氨氮都是以铵盐(NH4+)和游离氨(NH3)两种形态存在，其比例高低取决于废水的pH值。当pH值高时，游离氨的比例就高，pH值低时，铵盐的比例就高，铵盐和游离氨的比例随着废水pH值的变化而变化。处理高氨氮废水的方法通常包括物化法和生化法。

　　例如，中国专利申请号为201510371316.6，申请公布日为2015年9月9日的专利申请文件公开了一种高浓度氨氮废水的处理系统，该处理系统包括依次相连的预处理系统、增浓节能装置、汽提塔、冷凝器和氨水储罐，该发明的处理系统操作简单、设备投资少。中国专利申请号为201510532798.9，申请公布日为2015年12月16日的专利申请文件公开了一种高浓度氨氮废水处理设备及工艺，包括内部设置调节单元、吹脱塔、短程硝化单元、反硝化单元和设备间。其工艺是将高浓度氨氮废水先进入调节单元，调节pH到10.0～11.0后提升到吹脱塔，吹脱塔出水回调pH至6～9，然后进入短程硝化单元，最后进入反硝化单元。该发明适合于高浓度氨氮废水处理，采用吹脱去氮和短程硝化反硝化生物除氮相结合，设备简单，操作方便。但是采用氨吹脱工艺时，吹脱效果不稳定，而且吹脱的废气不做二次处理将对大气环境造成污染;采用闪蒸技术时效果较好但是运行费用较高;直接外排会破坏接纳水体水质，降低水体经济价值和美学价值;采用常规生化技术处理时，会因氨氮含量过高而对生物菌种产生抑制作用，严重制约了生化处理效果，使得工厂的废水无法达标排放。因此，防止水体高氨氮污水污染社会经济与环境的可持续发展至关重要。

　　在废水中，铵盐(NH4+)和游离氨(NH3)可以相互转化，其计算公式如公式(1)所示。已有文献和自身试验表明，废水中NH3超过10mg/L就会对氨氧化菌(AOB)活性产生抑制作用，使得NH4+无法被氧化，已有文献和专利中有利用游离氨对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制实现短程硝化的报道，但是通过解除游离氨对AOB的抑制实现正常氨氧化的技术并未见于相关文献和专利。

　　发明内容

　　1.要解决的问题

　　针对现有的高浓度氨氮废水处理方法存在成本高、处理效果不稳定等问题，本发明提供一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，通过解除游离氨对AOB的抑制作用，以达到提高氨氮氧化效率的目的。

　　2.技术方案

　　为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

　　一种提高高浓度氨氮废水处理效率的方法，其步骤为：

　　(1)实时监测厌氧系统出水或A/O系统进水中的即时NH4+-N浓度、温度T和pH;

　　(3)调节控制硝化过程中废水的pH值恒定在稍低于临界pH值的条件下运行。

　　优选地，所述步骤(2)中计算水中即时游离氨浓度和临界pH值的公式为：

　　 $ρ_{{NH}_{3} - N} = \frac{ρ_{{NH}_{4}^{+} - N} \times 10^{p H}}{e^{6334 / (273 + T)} + 10^{p H}} - - - (1)$

　　其中，为水中即时游离氨NH3-N的浓度，mg/L;

　　为步骤(1)中测定的即时NH4+-N浓度，mg/L;

　　T为步骤(1)中测定的水温，℃;

　　pH为步骤(1)中测定的pH值，无量纲。

　　优选地，所述游离氨对氨氧化菌的抑制阈值为10mg/L，即超过此值就会出现游离氨对AOB的抑制作用。

　　优选地，所述步骤(3)中控制硝化过程中废水的运行pH值比临界pH值低0.2～0.5，此数据由试验得出。

　　优选地，所述步骤(3)中用NaOH或HCl溶液调节控制硝化过程中废水的运行pH值。

　　3.有益效果

　　相比于现有技术，本发明的有益效果为：

　　(1)本发明不改变现有工艺，不增加额外构筑物，仅需要增加在线监测系统和PLC加药控制系统;

　　(2)本发明使得整个硝化过程运行在接近临界pH值的较高pH值下，可以解除游离氨对氨氧化菌的抑制作用，并可以有效增加氨氮氧化率，使得整体氨氧率达到95%以上;

　　(3)本发明避免了物化法处理高氨氮时工艺复杂、效果不够稳定、易造成二次污染的弊端;

　　(4)本发明为高氨氮废水生化处理这一难题提供了有益的技术支撑;

　　(5)本发明的方法适用于一切需要处理高浓度氨氮废水的好氧池(O段)。