申请日2012.03.07
公开(公告)日2012.07.04
IPC分类号C02F9/14; C02F3/30; C02F101/38; C02F1/52; C02F1/44; C02F3/34
摘要
一种污水中有机氮的处理方法，污水先经过序批式生物膜法处理，在厌氧、缺氧、好氧条件共存的环境下，将大分子有机氮分解成小分子有机氮，再利用微生物的降解作用去除小分子有机氮，同时通过微生物的短程硝化反硝化和厌氧氨氧化作用去除氨氮和硝氮。然后再经过混凝-微滤法处理，通过加入混凝剂，将细菌、SS等含氮物质沉淀去除，再经中空纤维微滤膜的过滤作用去除腐殖酸、富里酸等难降解的大分子有机氮，降低污水中有机氮总量。本发明还公开了用于实现上述处理方法的装置。
权利要求书
1.一种污水中有机氮的处理方法，污水先经过序批式生物膜法处理， 在厌氧、缺氧、好氧条件共存的环境下，将大分子有机氮分解成小分子有 机氮，再利用微生物的降解作用去除小分子有机氮，同时通过微生物的短 程硝化反硝化和厌氧氨氧化作用去除氨氮和硝氮。然后再经过混凝-微滤法 处理，通过加入混凝剂，将细菌、SS等含氮物质沉淀去除，再经中空纤 维微滤膜的过滤作用去除腐殖酸、富里酸等难降解的大分子有机氮，降低 污水中有机氮总量。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其中，序批式生物膜法采用间 歇曝气的方式形成厌氧、缺氧、好氧的环境，控制污水中好氧段溶解氧含 量在1.5-2.0mg/L之间，厌氧段溶解氧含量在0.2-0.4mg/L之间。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其中，所述的污水是来自 城镇污水处理厂二级出水，污水中CODCr含量在100mg/L以下，NH3-N 含量在15mg/L以下。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述的混凝剂为铁盐混 凝剂。
5.一种实现权利要求1所述处理方法的装置，包括：
序批式生物膜反应器，其内部填充有组合填料;
混凝-微滤反应器，其内部设有膜组件和搅拌机;
混凝-微滤反应器的进水口连接混凝剂池;
序批式生物膜反应器的进水口连接集水池;
序批式生物膜反应器的出水口连接混凝-微滤反应器的进水口。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，序批式生物膜反应器的进水 口与集水池之间、序批式生物膜反应器的出水口与混凝-微滤反应器的进水 口之间、混凝-微滤反应器的出水口均连接有泵。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，序批式生物膜反应器与混凝- 微滤反应器均安装有控制液位高度的液位控制器。
8.根据权利要求5、6或7所述的装置，其中，搅拌机、泵以及液位 控制器均由可编程逻辑控制器实现自动化控制。
9.根据权利要求5所述的装置，其中，序批式生物膜反应器内部填 充的组合填料，该组合填料由双圈塑料环和压在环上的醛化纤维或涤纶丝 构成。
10.根据权利要求5所述的装置，其中，混凝-微滤反应器中的膜组件 为中空纤维微滤膜。
说明书
一种污水中有机氮的处理方法
技术领域
本发明属于污水深度处理领域，具体地涉及一种污水中有机氮的深度 处理方法，可用于去除城镇污水处理厂二级出水中有机氮。
本发明还涉及一种用于实现上述方法的装置。
背景技术
城镇污水中的氮以无机氮和有机氮两种形式存在。前者是指氨氮、硝 态氮、亚硝态氮，主要来自施用氮肥的农田排水和地表径流、粪便污水以 及工业废水出水。后者是指氨基酸(包括：自由态和结合态)、核酸、蛋 白质、尿素、腐殖质等，主要来自生活污水、农业废弃物(植物秸秆、畜 禽粪便等)和某些工业废水(氮肥、印染、食品加工等)出水。氨氮占废 水中TN的60%，经传统活性污泥法和生物膜法处理后能被大部分去除， 但部分出水中氨氮含量仍高达20mg/L左右。而且，在大多数城镇污水处 理设备中，经生物处理后，超过90%的溶解性有机氮(DON)能被去除， 但二级处理出水中DON浓度仍在1.0-5.0mg/L(以N计)左右，主要包括： 自由态和结合态氨基酸、蛋白质、核酸、尿素、胺类、腐殖酸、富里酸等 物质。此外，污水中还存在大量含氮细菌和死亡污泥微生物。这些有机氮 化合物排入河流、湖泊等水体后，经厌氧消化作用会向无机氮转化，与氨 氮、硝氮等无机氮一样能被细菌和藻类等浮游植物所利用，从而对水体富 营养化产生重要贡献。
我国大部分河流、湖泊等淡水水体及海洋接纳了城镇生活污水处理厂 的出水，根据《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》，排放 到GB3838地表水IV、V类类功能水域或GB3097海水二类功能水域和湖、 库等封闭或半封闭水域时，执行二级标准。然而，二级标准仅对氨氮排放 限值做出了规定，而未提出总氮的排放要求。实际上，二级出水中大部分 有机氮可被微生物或藻类直接利用，对水体健康造成危害。随着湖泊富营 养化状态日益加剧，水体水质继续恶化，特别是2007年太湖蓝藻的爆发， 使得当前的排放标准已经不能满足流域受纳水体的控氮要求。“十二五” 期间，流域氨氮总量控制被提上日程，对城镇污水处理厂出水水质提出了 更高的要求。目前，大部分污水处理厂实施了升级改造工程，通过增加深 度处理工艺，强化污水中氮、磷等营养盐的去除。应用于实际处理工程中 的工艺主要有：A/O、A2/O、氧化沟、曝气生物滤池、MBR、SBR等，还 有一些采用氧化塘、人工湿地等土地处理工艺进行深度处理。
序批式生物膜法(SBBR)是在SBR内部引入生物膜的一种改良工艺， 其工艺流程与SBR类似，包括：进水、反应、沉淀、出水和闲置五个阶 段。该工艺通过间歇曝气的方式，在活性污泥絮体和生物膜内外形成厌氧、 缺氧或好氧的交替运行环境，兼有生物膜法和活性污泥法的优点，如：微 生物种类繁多，易于短程硝化反硝化和厌氧氨氧化脱氮的发生;生物量大， 单位体积内的生物量接近SBR的5-20倍，设备处理能力高;营养结构复 杂、食物链较长，剩余污泥量少;曝气与填料形成的剪切作用，使得气- 水接触面积增大，氧传递速率较高;工艺运行较稳定，受有机负荷和水力 负荷的冲击影响较小;易于维护管理，能耗小，运行费用较SBR低。
微滤膜具有较高的分离效率和空隙率，能截留溶液中的砂砾、淤泥、 粘土等微米级以上的颗粒和藻类、细菌、原生动物等微型生物，适合于污 染较轻水的终端过滤处理，具有处理速度快、出水水质好、占地面积小、 操作简便等优点。然而，由于膜孔易堵塞和滋生细菌等问题，极大限制了 该技术的推广。因此，在微滤处理中，加入混凝剂作为预处理，去除水体 中的细小悬浮物和胶体颗粒，有助于提高膜的渗透速率，降低膜污染，改 善出水水质。目前，混凝沉淀与膜分离工艺的组合有两种：一是先混凝沉 淀，后进行膜分离，二是混凝沉淀与膜分离同时进行，后者仅适于混凝剂 投加量较少的污水。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水中有机氮的深度处理方法。
本发明的又一目的在于提供一种用于实现上述方法的装置。
为实现上述目的，本发明提供的污水中有机氮的处理方法，污水先经 过序批式生物膜法处理，在厌氧、缺氧、好氧条件共存的环境下，将大分 子有机氮分解成小分子有机氮，再利用微生物的降解作用去除小分子有机 氮，同时通过微生物的短程硝化反硝化和厌氧氨氧化作用去除氨氮和硝 氮。然后再经过混凝-微滤法处理，通过加入混凝剂，将细菌、SS、胶体 等物质沉淀去除，再经中空纤维微滤膜的过滤作用去除腐殖酸、富里酸等 难降解的大分子有机氮，降低污水中有机氮总量。
所述的处理方法，其中，序批式生物膜法采用间歇曝气的方式形成厌 氧、缺氧、好氧的环境，控制污水中好氧段溶解氧含量在1.5-2.0mg/L之 间，厌氧段溶解氧含量在0.2-0.4mg/L之间。
所述的处理方法，其中，所述的污水是来自城镇污水处理厂二级出水， 污水中CODCr含量在100mg/L以下，NH3-N含量在15mg/L以下。
所述的处理方法，其中，所述的混凝剂为铁盐混凝剂。
本发明提供用于实现上述处理方法的装置，包括：
序批式生物膜反应器，其内部填充有组合填料;
混凝-微滤反应器，其内部设有膜组件和搅拌机;
混凝-微滤反应器的进水口连接混凝剂池;
序批式生物膜反应器的进水口连接集水池;
序批式生物膜反应器的出水口连接混凝-微滤反应器的进水口。
所述的装置，其中，序批式生物膜反应器的进水口与集水池之间、序 批式生物膜反应器的出水口与混凝-微滤反应器的进水口之间、混凝-微滤 反应器的出水口均连接有水泵。
所述的装置，其中，序批式生物膜反应器与混凝-微滤反应器均安装有 控制液位高度的液位控制器。
所述的装置，其中，搅拌机、水泵以及液位控制器均由可编程逻辑控 制器控制。
所述的装置，其中，序批式生物膜反应器内部填充的组合填料，该组 合填料由双圈塑料环和压在环上的醛化纤维或涤纶丝构成。
所述的装置，其中，混凝-微滤反应器中的膜组件为中空纤维微滤膜。
本发明以SBBR+混凝-微滤工艺为主体，利用生物降解和物理过滤作 用去除污水中氨基酸、蛋白质、核酸、尿素、腐殖酸、富里酸等各种形式 有机氮，并实现氨氮、硝氮等无机氮浓度的进一步降低，具有工艺简单集 约、耐冲击负荷能力强、无需外加碳源等优点，有效降低了出水中氮含量， 减少了水体富营养化。