申请日2018.03.30
公开(公告)日2018.10.16
IPC分类号C02F3/28; C02F101/16; C02F103/32
摘要
本发明涉及基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法，该方法包括：加入污泥后从升流式厌氧反应器的底部利用蠕动泵通入待处理废水，调整进水流速，使水力停留时间控制在2‑8h;调整温度及pH，使温度维持在32‑36度，pH保持在6.5‑8.5;同时进行曝氮气，维持厌氧环境;升流式厌氧反应器运行过程中，采用特定电磁波对升流式厌氧反应器的侧壁进行照射，照射频率为10‑40分钟/天;升流式厌氧反应器运行36～37天后成功启动污泥厌氧氨氧化反应，实现对污水中的氮素的高效脱除。本发明的方法可有效缩短厌氧氨氧化工艺的启动时间，并明显加快厌氧氨氧化菌的富集速度：升流式厌氧反应器的启动时间可缩短47%;运行130天后，厌氧氨氧化菌的富集数量可增加67.6%。
权利要求书
1.一种基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法，包括步骤如下：
(1)将活性污泥投加至升流式厌氧反应器的反应区内;
(2)从升流式厌氧反应器的底部利用蠕动泵通入待处理废水，调整进水流速，使水力停留时间控制在2-8h;调整温度及pH，使温度维持在32-36度，pH保持在6.5-8.5;同时进行曝氮气，维持厌氧环境;
(3)升流式厌氧反应器运行过程中，采用特定电磁波对升流式厌氧反应器的侧壁进行照射，照射频率为10-40分钟/天;.
(4)保持升流式厌氧反应器的出水流速与进水流速相同，升流式厌氧反应器运行36～37天后成功启动污泥厌氧氨氧化反应，实现对污水 中的氮素的高效脱除。
2.根据权利要求1所述的基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法，其特征在于，所述的活性污泥为活性厌氧颗粒污泥，污泥含水率大于等于99wt%，所述的活性厌氧颗粒污泥污泥取自造纸厂厌氧污水处理装置排出的污泥经过滤、冲洗后制得，活性厌氧颗粒污泥呈黑色，颗粒污泥粒径为0.5～4mm。
3.根据权利要求1所述的基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法，其特征在于，步骤(2)通入待处理废水后的污泥浓度为2000-3000mg/L，采用恒温循环水浴装置使升流式厌氧反应器内部温度维持在34-36度，并通入氮气以维持厌氧环境，通入二氧化碳使pH保持在7.0-8.0。
4.根据权利要求1所述的基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法，其特征在于，所述特定电磁波由特定电磁波发生器产生，为波长2～25μm不同特有频率和不同能量的综合电磁波。
5.根据权利要求1所述的基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法，其特征在于，特定电磁波对升流式厌氧反应器的侧壁照射频率为30-40分钟/天，最为优选的，特定电磁波对升流式厌氧反应器的侧壁照射频率为30分钟/天。
6.根据权利要求1所述的基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法，其特征在于，特定电磁波对升流式厌氧反应器侧壁垂直照射，照射距离为30厘米。
7.根据权利要求1所述的基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法，其特征在于，所述升流式厌氧反应器的导气管和出水管均设有水封，隔绝氧气维持厌氧环境，每隔6小时向升流式厌氧反应器内曝氮气30分钟维持其厌氧环境，曝气强度为2-10ml/(L·min)。
8.根据权利要求1所述的基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法，其特征在于，在升流式厌氧反应器的底部设置有两层砾石层，下层砾石层的厚度为2～3cm，砾石的平均直径为5～7mm，上层砾石层的厚度为1～2cm，砾石的平均直径为2～5mm，进水管铺置在下层砾石层下方。
9.根据权利要求1所述的基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法，其特征在于，升流式厌氧反应器的反应器为立式圆柱形，有效容积为0.5L，反应器进水流速为0.12～0.25L/h，待处理污水在升流式厌氧反应器内水力停留时间为2～4小时。
10.根据权利要求1所述的基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法，其特征在于，升流式厌氧反应器的侧壁采用透红外有机玻璃材料，可以阻挡可见光的同时允许特定电磁波的穿透;所述待处理废水为酒精含氨氮废水。
说明书
一种基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法
技术领域
本发明涉及一种基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法，属于废水生物处理领域。
背景技术
工业化酒精生产作为我国重要的产业，其废水的处理和资源化利用一直受到人们的广泛关注。在酒精生产过程中的废水主要来源于蒸馏馏出液，设备清洗液，冷却液以及酒精漕液，含有较高浓度的有机物和悬浮物，其COD浓度达20000～60000mg/L，废水中残留较多的难降解有机物，对后续的好氧生物处理相当不利。酒精生产过程中由于原料中的含氨基团在发酵中脱落，所以酒精生产废水不仅含有一定量的有机物及悬浮物，同时也含有较高浓度的氨氮。而对于这部分废水的处理，传统的处理方法需要较高成本的投入，并且面临着污泥处置等问题。
厌氧氨氧化工艺是近年蓬勃发展起来的一种新型脱氮工艺，尤其适用于高氨氮废水处理领域，为酒精废水处理提供了新的思路。该工艺是指在厌氧或缺氧条件下，由厌氧氨氧化菌以亚硝氮为电子受体，将氨氮直接转化成氮气，从而避免了有机碳源和氧气的参与，使得脱氮成本大幅降低，成本低，仅为传统技术方法的1/10。因此厌氧氨氧化工艺的高效廉价性得到人们广泛的关注。但是厌氧氨氧化细菌倍增时间长达11天，生长缓慢，工艺启动时间长，严重限制了厌氧氨氧化工艺的工业化发展。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于特定电磁波技术强化酒精企业高氨氮废水处理的方法。
术语说明：
特定电磁波：将电磁波发射极在一定温度下受热激发，发射出特定波段的电磁波，能够对微生物的新陈代谢和生长繁殖产生一定的影响。一定强度的电磁场可以抑制细胞的生长或者导致细胞死亡;而另外一定强度的电磁场可以刺激细胞的分裂增殖和分化。电磁辐射对酶类、膜受体、基因表达也有影响作用，可使其活性增加或降低。
本发明的技术方案如下：
一种基于特定电磁波强化厌氧氨氧化处理高氨氮酒精废水的方法，包括步骤如下：
(1)将活性污泥投加至升流式厌氧反应器的反应区内;
(2)从升流式厌氧反应器的底部利用蠕动泵通入待处理废水，调整进水流速，使水力停留时间控制在2-8h;调整温度及pH，使温度维持在32-36度，pH保持在6.5-8.5;同时进行曝氮气，维持厌氧环境;
(3)升流式厌氧反应器运行过程中，采用特定电磁波对升流式厌氧反应器的侧壁进行照射，照射频率为10-40分钟/天;.
(4)保持升流式厌氧反应器的出水流速与进水流速相同，升流式厌氧反应器运行36～37天后成功启动污泥厌氧氨氧化反应，实现对污水中的氮素的高效脱除。
根据本发明优选的，所述的活性污泥为活性厌氧颗粒污泥，污泥含水率大于等于99wt%。
根据本发明优选的，所述的活性厌氧颗粒污泥污泥取自造纸厂厌氧污水处理装置排出的污泥经过滤、冲洗后制得，活性厌氧颗粒污泥呈黑色，颗粒污泥粒径为0.5～4mm。
根据本发明优选的，步骤(2)通入待处理废水后的污泥浓度为2000-3000mg/L，采用恒温循环水浴装置使升流式厌氧反应器内部温度维持在34-36度，并通入氮气以维持厌氧环境，通入二氧化碳使pH保持在7.0-8.0。
根据本发明优选的，所述特定电磁波由特定电磁波发生器产生，为波长2～25μm不同特有频率和不同能量的综合电磁波。
根据特定电磁波发生器工作原理为将无序聚合体、晶态，氧化物和单质元素等不同状态复合而成电磁波发射极，在一定温度下受热激发，发射出波长从2～25μm的不同特有频率和不同能量的综合电磁波。该波段电池波具有一定的生物亲和性，可以促进细胞的新陈代谢和生长繁殖。
根据本发明优选的，特定电磁波对升流式厌氧反应器的侧壁照射频率为30-40分钟/天，最为优选的，特定电磁波对升流式厌氧反应器的侧壁照射频率为30分钟/天。
进一步本发明优选的，特定电磁波对升流式厌氧反应器侧壁垂直照射，照射距离为30厘米。
根据本发明优选的，所述升流式厌氧反应器的导气管和出水管均设有水封，隔绝氧气维持厌氧环境，每隔6小时向升流式厌氧反应器内曝氮气30分钟维持其厌氧环境，曝气强度为2-10ml/(L·min)。
根据本发明优选的，为了使反应器进水布水均匀，能够与污泥充分接触，在升流式厌氧反应器的底部设置有两层砾石层，下层砾石层的厚度为2～3cm，砾石的平均直径为5～7mm，上层砾石层的厚度为1～2cm，砾石的平均直径为2～5mm，进水管铺置在下层砾石层下方。
根据本发明优选的，升流式厌氧反应器的反应器为立式圆柱形，有效容积为0.5L，反应器进水流速为0.12～0.25L/h，待处理污水在升流式厌氧反应器内水力停留时间为2～4小时。
根据本发明优选的，升流式厌氧反应器的侧壁采用透红外有机玻璃材料，可以阻挡可见光的同时允许特定电磁波的穿透。
根据本发明优选的，所述待处理废水为酒精含氨氮废水。
本发明的方法可以加快厌氧氨氧化菌的富集，不仅可以缩短厌氧氨氧化工艺的启动时间，强化厌氧氨氧化反应器的脱氮性能。而且高的厌氧氨氧化菌浓度强化了反应器的抗冲击负荷能力，面对水力停留时间和氮负荷的变化，能够保持稳定的去除效率，适用于去除工业废水中的氨氮，尤其适用于氨氮浓度较高的酒精废水。
本发明具有如下优点：
(1)本发明所述的方法可有效缩短厌氧氨氧化工艺的启动时间，并可大幅提高厌氧氨氧化菌的富集速度：经特定电磁波照射的反应器可以将启动时间从57天缩短到36天，当进水总氮容积负荷在2760N mg/m3/d左右时，进行特定电磁波照射的反应器总氮去除率可提高17.7%，如图1、2所示;
(2)本发明所述的特定电磁波产生设备廉价易购，电磁波发射极每半年更换一次即可;
(3)本发明所述的方法反应条件温和，在常温常压下就可以进行，无需特定条件;且生成物无有毒有害物质，对环境安全无害;
(4)本发明的方法可以加快厌氧氨氧化菌的富集，不仅可以缩短厌氧氨氧化工艺的启动时间，而且高的厌氧氨氧化菌浓度强化了反应器的抗冲击负荷能力，面对水力停留时间和氮负荷的变化，能够保持稳定的去除效率。