申请日2011.08.12
公开(公告)日2013.02.13
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明提供一种高盐低碳氨氮废水的处理方法，包括：a)将废气通入到高盐低碳氨氮废水中，混合而形成吸收液;b)将废气通入到a步中的出水中，混合后进行亚硝化处理;c)将b步中的出水进行厌氧氨氧化处理后排出。根据本发明提供的方法，不添加碳源，高浓度氨氮废水吸收废气二氧化碳作为无机碳源，同时废气中的氧气为生化处理提供氧气来源，经处理后出水的脱氮效率高，水质好。采用本发明处理高浓度氨氮废水，可大大节省投资，降低废水处理成本，达到以废治废的目的，有广泛的应用和推广价值。
权利要求书
1.一种高盐低碳氨氮废水的处理方法，包括：
a)将废气通入到高盐低碳氨氮废水中，混合而形成吸收液;
b)将废气通入到a步中的出水中，混合后进行亚硝化处理;
c)将b步中的出水进行厌氧氨氧化处理后排出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废气中CO2的含量为 2～8%，O2的含量为16～18%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在a步中，气液比60∶1～120∶1， 温度为20～40℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在a步中，所述吸收液进行 沉淀分离。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在b步中，水力停留时间为 8～12h，pH值6.5～8.5，溶解氧1.5～2.5mg/L，温度20～35℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在b步中，所述亚硝化处理 后的废水进行沉淀分离。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在c步中，水力停留时间6～8h， pH值7.0～8.5，溶解氧小于0.2mg/L，温度20～38℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在c步中，所述厌氧氨氧化 处理后的废水经过沉淀分离，上层清液排出。
说明书
一种高盐低碳氨氮废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法。更具体地说，本发明涉及一种以废气中CO2作为无机碳源、以废气中的O2作为亚硝化反应的氧源来处理高盐低碳氨氮废水 的方法。
背景技术
国内外氨氮废水的处理方法主要有物化法和生物法，近几十年开发了很多 高级氧化工艺。
物化法有折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法、吹脱/汽提法、膜技术法、 电渗析法和结晶法。物化法存在反应条件苛刻、运行费用高等缺点，其应用也 仅限于部分行业和领域。
生物法处理高浓度氨氮废水有多种形式，主要有传统硝化反硝化、亚硝酸 硝化/反硝化工艺、同时硝化/反硝化、短程硝化/厌氧氨氧化工艺;其中亚硝酸型 生物脱氮工艺具有占地面积小、节省投资、耗氧量小、动力消耗、碳源和碱量 消耗少的优点;但此过程中仍需添加一定量的有机碳源。经进一步研究证明， 在不添加有机碳源，通过生物自养也能实现亚硝酸途径脱氨氮，但该法仍需添 加一定的无机碳源，从而保证硝化反硝化的正常进行。
高级氧化技术主要包括光催化氧化、超临界催化氧化、湿式氧化技术、催 化湿式氧化技术。这些技术都具有设备投资大、运行费用高、操作条件要求苛 刻的特点，且经高级氧化技术后氨氮转换为氮氧化物，总氮仍需进一步处理。
现有技术中，中国专利公开CN1359863A公开了一种催化剂氨氮污水处理 方法，主要是采用“物理化学-生物综合治理催化裂化催化剂氨氮污水的方法”， 该方法存在的主要问题有：①在生物硝化过程中需外加甲醇作为碳源，导致处 理成本增加和排水COD值的增加。②采用生化池设备处理氨氮废水反应停留时 间长，设备占地面积大、投资大。③没有解决废水脱氮的问题。中国专利公开 CN1903752A、CN1978339C、CN101139134A公开了三种高浓度氨氮废水的治 理方法，它们的共同特点是：废水处理非高盐低碳类氨氮废水;以生化处理为 主，辅以多种物理化学预处理手段，这些处理工艺尽管能够有效处理高浓度氨 氮废水，但仍需添加一定量的有机或无机碳源，同样使用空气作为亚硝化反应 的氧源，从而导致在高浓度氨氮废水处理中，造成运行费用高的问题，且并没 有完全解决废水脱氮问题，难以推广使用。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种利用废气中CO2作为 无机碳源，利用废气中O2作为氧源的处理工艺，既彻底解决了氨氮污染问题同 时也消减了温室气体排放量，具有双重的环境效益。
本发明提供了一种高盐低碳氨氮废水处理方法，包括：
a)将废气通入到高盐低碳氨氮废水中，混合而形成吸收液;
b)将废气通入到a步中的出水中，混合后进行亚硝化处理;
c)将b步中的出水进行厌氧氨氧化处理后排出。
上述方法中，所述废气中CO2的含量为2～8%，O2的含量为16～18%。所述 废气为来自生产分子筛或催化剂培烧炉等的工业废气。所述高盐低碳氨氮废水 中氨氮浓度300～500mg/L，TOC为5.0～10.5mg/L，SO4-的浓度为5000～20000 mg/L，pH值为7.0～12.0，悬浮物的浓度为200～800mg/L。
上述方法中，在所述a)步中，所述废气进行降温、除尘后等预处理后通入 到高盐低碳氨氮废水中。废气中的CO2被废水吸收后生成HCO3-和CO32-，并溶 解于废水中。气液比60∶1～120∶1，温度为20～40℃。在一个具体的实施例中，废 气与废水的混合是在吸收塔中进行的，废水与废气的运行方向相反，废气由下 往上流动，废水由上往下流动，且废水采用喷淋的方式，可以增大废水与废气 的接触面积，有利于吸收CO2。
上述方法中，在所述a)步中，所述吸收液进行沉淀分离。氨氮废水采用部 分循环吸收的方法，即沉淀分离后的上层清液一部分与废气继续混合吸收废气 中的CO2，提高吸收液中HCO3-和CO32-含量。另一部分上层清液进行下一步的 亚硝化处理。在一个具体的实施例中，在均质槽中进行均质、沉淀分离的，部 分吸收液回流至吸收塔以循环吸收CO2，另一部分上层清液用计量泵打入下一 步的亚硝化反应装置中。
上述方法中，在所述b)中，废水中的氨氮利用亚硝化菌群进行亚硝化处理， 部分转化为亚硝氮。其中水力停留时间为8～12h，溶解氧1.5～2.5mg/L，温度 20～35℃。所述高盐低碳氨氮废水中氨氮浓度300～500mg/L。所述步骤中还根据 需要加入营养盐并调节pH值，所述营养盐如Ca2+、Mg2+、Fe3+、KH2PO4等; 调节废水的pH值使用的酸、碱为工艺中常用的化合物，如碳酸钠等，调节废水 的pH值6.5～8.5。将预处理后废气经再次降温后通入到a步中的出水中并混合， 一方面继续为亚硝化处理提供无机碳源、调节pH值，另一方面可以为氨氮亚硝 化提供氧气。氨氮的亚硝化率为50～60%。所述亚硝化处理后的废水进行沉淀分 离，上层的清液进行厌氧氨氧化处理，下层的污泥回流以保证反应器中污泥浓 度。在一个具体的实施例中，在生物曝气池中进行亚硝化处理，预处理后废气 同时引入生物曝气池作为曝气系统的供气，在沉淀池中进行沉淀分离，分离后 的上层清液进入下一步的厌氧氨氧化处理，而污泥则回流至生物曝气池。所述 高盐低碳氨氮废水中氨氮浓度300～500mg/L;
在上述方法中，在所述c)中，废水中亚硝氮、氨氮在厌氧反应器中利用厌 氧氨氧化菌群转化为氮气;水力停留时间6～8h，溶解氧小于0.2mg/L，温度 20～38℃。所述步骤中还根据需要加入营养盐并调节pH值，所述营养盐如Ca2+、 Mg2+、Fe3+、KH2PO4等;调节废水的pH值使用的酸、碱为工艺中常用的化合 物，如碳酸钠等，调节废水的pH值7.0～8.5。所述厌氧氨氧化处理后的废水经 过沉淀分离，上层清液排出，下层污泥回流以确保反应器中污泥浓度。在一个 具体的实施例中，在厌氧反应器中进行厌氧氨氧化处理，在沉淀池中进行沉淀 分离，分离后的上层清液排出，而污泥则回流至厌氧反应器。排出水中氨氮的 总去除率为大于98.0%，亚硝氮的去除率大于96.5%，总氮的去除率大于76.5%。
上述方法中，经厌氧氨氧化处理后的排出水中氨氮浓度≤15mg/L;亚硝氮 浓度≤15mg/L;TOC≤10mg/L。
本发明提供一种高盐低碳氨氮废水的处理方法，利用废气中CO2作为无机 碳源，利用废气中的O2作为氧源，将高浓度氨氮废水中氨氮部分亚硝化，而后 在厌氧环境下进行厌氧氨氧化脱氮处理的方法。本发明提供的方法具有以下优 点：废气中CO2作为唯一碳源，且利用废气中O2作为亚硝化反应的氧气来源; 利用废气中CO2作为无机碳源还可以有效调控废水pH，从而减少pH调节所需 酸碱投加量;既解决了氨氮污染问题同时也消减了温室气体排放量，达到了以 废治废目的，具有双重的环境效益;不需外加碳源，大大节省了投资，从而降 低了废水处理成本;氨氮部分亚硝化后进行厌氧氨氧化处理，避免传统流程处 理低碳氨氮废水脱氮过程中需添加有机碳源的问题;通过本工艺解决了高盐低 碳类氨氮废水生化处理难的问题。
根据本发明提供的方法，在不添加碳源的情况下，高浓度氨氮废水吸收废 气中的二氧化碳作为无机碳源，同时废气中的氧气为亚硝化处理提供氧源，经 过处理后出水的脱氮效率高，水质好。采用本发明处理高浓度氨氮废水，可大 大节省投资，降低废水处理成本，达到以废治废的目的，有广泛的应用和推广 价值。本发明可应用于需要对低碳氨氮废水进行处理的工艺，具体如催化剂工 业废水、氮肥工业废水处理等。