公布日：2022.08.05
申请日：2022.04.29
分类号：C02F3/30(2006.01)I;C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，以亚硫酸氢盐为还原剂调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子的浓度≤100mg/L。本发明中，以亚硫酸氢盐为还原剂，可实时、高效、准确的调节废水中三价铁离子浓度并使其降低至限值以下，而且由此产生的产物(如亚铁离子、氢离子)也能作为厌氧氨氧化菌种生长所需的微量元素以及调节碱度的酸，因而利用厌氧氨氧化工艺处理高铁浓度含氮废水时能够显著提高厌氧氨氧化的运行稳定性，有利于高效完成对高铁浓度含氮废水的脱氮处理。本发明调控方法，具有实时、高效等优点，能够准确调节废水中三价铁离子浓度，使用价值高，应用前景好，对于实现高铁浓度含氮废水的有效处理具有重要意义。
权利要求书
1.一种厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，其特征在于，以亚硫酸氢盐为还原剂调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子的浓度≤100mg/L，包括以下步骤：S1、将高铁浓度含氮废水进行亚硝化反应，得到亚硝化污泥；S2、将步骤S1中得到的亚硝化污泥进行泥水分离，得到回流污泥和亚硝化清液；S3、将亚硫酸氢盐加入到步骤S2中得到的亚硝化清液中进行还原处理，使三价铁离子转化成二价铁离子；采用亚硫酸氢盐调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子浓度的过程中，还包括以下处理：当废水中三价铁离子的浓度低于60mg/L时，停止加入亚硫酸氢盐；步骤S3中，调节三价铁离子浓度完成后，还包括以下处理：对亚硝化清液进行厌氧氨氧化处理。
2.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，其特征在于，所述亚硫酸氢盐以溶液的形式加入到高铁浓度含氮废水中；所述亚硫酸氢盐溶液的质量浓度为1%-10%；所述亚硫酸氢盐为亚硫酸氢钠和/或亚硫酸氢钾。
3.根据权利要求1或2所述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，其特征在于，采用装置调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子的浓度；所述装置包括通过管道依次连通的亚硝化反应器、超滤器和厌氧氨氧化反应器，所述超滤器和厌氧氨氧化反应器之间的管道上设有用于还原三价铁离子的调节槽。
4.根据权利要求3所述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，其特征在于，所述装置还包括用于监测管道中三价铁离子含量的传感器、用于往调节槽中添加还原剂的注入器和用于调节注入器注入量的调控器；所述传感器设于调节槽和厌氧氨氧化反应器之间的管道中；所述传感器通过管线连接在调控器上，所述注入器与调控器之间通过管线连接，所述注入器和传感器通过调控器实现联锁；所述调控器为PLC调控器或单片机；所述注入器上还连通有还原剂存储罐。
5.根据权利要求4所述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，其特征在于，采用所述装置调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子的浓度时，包括以下步骤：（1）将高铁浓度含氮废水通入到亚硝化反应器中进行亚硝化反应，得到亚硝化污泥；（2）将步骤（1）中得到的亚硝化污泥通入到超滤器中进行泥水分离，得到回流污泥和亚硝化清液；（3）将步骤（2）中得到的亚硝化清液通入到调节槽中，加入亚硫酸氢盐溶液对亚硝化清液中的三价铁离子进行还原处理，使三价铁离子转化成二价铁离子；（4）将步骤（3）中调节三价铁离子浓度后的亚硝化清液通入到厌氧氨氧化反应器中进行厌氧氨氧化处理。
6.根据权利要求5所述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，其特征在于，步骤（3）中，在利用调节槽调节三价铁离子浓度的过程中，还包括以下处理：采用传感器监测管道中三价铁离子的浓度，当管道中三价铁离子的浓度超过100mg/L时，通过调控器调节注入器的注入量，将亚硫酸氢盐溶液注入到调节槽中；当管道中三价铁离子的浓度低于60mg/L时，停止注入亚硫酸氢盐溶液。
7.根据权利要求1或2所述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，其特征在于，所述高铁浓度含氮废水中三价铁离子的初始浓度≥60mg/L。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，该调控方法能够实时、高效、准确的调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子的浓度，从而高铁浓度含氮废水的厌氧氨氧化处理工艺能够稳定运行。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，以亚硫酸氢盐为还原剂调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子的浓度≤100mg/L。
上述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，进一步改进的，包括以下步骤：
S1、将高铁浓度含氮废水进行亚硝化反应，得到亚硝化污泥；
S2、将步骤S1中得到的亚硝化污泥进行泥水分离，得到回流污泥和亚硝化清液；
S3、将亚硫酸氢盐加入到步骤S2中得到的亚硝化清液中进行还原处理，使三价铁离子转化成二价铁离子。
上述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，进一步改进的，所述亚硫酸氢盐以溶液的形式加入到高铁浓度含氮废水中；所述亚硫酸氢盐溶液的质量浓度为1％-10％；所述亚硫酸氢盐为亚硫酸氢钠和/或亚硫酸氢钾。
上述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，进一步改进的，采用亚硫酸氢盐调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子浓度的过程中，还包括以下处理：当废水中三价铁离子的浓度低于60mg/L时，停止加入亚硫酸氢盐。
上述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，进一步改进的，步骤S3中，调节三价铁离子浓度完成后，还包括以下处理：对亚硝化清液进行厌氧氨氧化处理。
上述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，进一步改进的，采用装置调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子的浓度；所述装置包括通过管道依次连通的亚硝化反应器、超滤器和厌氧氨氧化反应器，所述超滤器和厌氧氨氧化反应器之间的管道上设有用于还原三价铁离子的调节槽。
上述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，进一步改进的，所述装置还包括用于监测管道中三价铁离子含量的传感器、用于往调节槽中添加还原剂的注入器和用于调节注入器注入量的调控器；所述传感器设于调节槽和厌氧氨氧化反应器之间的管道中；所述传感器通过管线连接在调控器上，所述注入器与调控器之间通过管线连接，所述注入器和传感器通过调控器实现联锁；所述调控器为PLC调控器或单片机；所述注入器上还连通有还原剂存储罐。
上述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，进一步改进的，采用所述装置调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子的浓度时，包括以下步骤：
(1)将高铁浓度含氮废水通入到亚硝化反应器中进行亚硝化反应，得到亚硝化污泥；
(2)将步骤(1)中得到的亚硝化污泥通入到超滤器中进行泥水分离，得到回流污泥和亚硝化清液；
(3)将步骤(2)中得到的亚硝化清液通入到调节槽中，加入亚硫酸氢盐溶液对亚硝化清液中的三价铁离子进行还原处理，使三价铁离子转化成二价铁离子；
(4)将步骤(3)中调节三价铁离子浓度后的亚硝化清液通入到厌氧氨氧化反应器中进行厌氧氨氧化处理。
上述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，进一步改进的，步骤(3)中，在利用调节槽调节三价铁离子浓度的过程中，还包括以下处理：采用传感器监测管道中三价铁离子的浓度，当管道中三价铁离子的浓度超过100mg/L时，通过调控器调节注入器的注入量，将亚硫酸氢盐溶液注入到调节槽中；当管道中三价铁离子的浓度低于60mg/L时，停止注入亚硫酸氢盐溶液。
上述的厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，进一步改进的，所述高铁浓度含氮废水中三价铁离子的初始浓度≥60mg/L。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明还提供了一种厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，是以亚硫酸氢盐为还原剂，调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子的浓度≤100mg/L，具体来说，以亚硫酸氢盐为还原剂，能够将废水中的三价铁离子还原成二价铁离子，可实时、高效、准确的将废水中三价铁离子浓度降低至限值以下，进而使得高铁浓度含氮废水的三价铁离子浓度能够满足氧氨氧化工艺的进水要求，因此利用厌氧氨氧化工艺处理高铁浓度含氮废水时，厌氧氨氧化菌活性及反应速率能够稳定保持较高水平，由此能够确保厌氧氨氧化工艺的稳定运行，最终有利于实现废水的有效脱氮，更为重要的是，由亚硫酸氢盐还原而得的二价铁离子，作为厌氧氨氧化菌生长所需的微量元素，能促进厌氧氨氧化菌中血红蛋白的生成，而且还原过程中产生的氢离子则可以中和厌氧氨氧化反应产生的碱度，在有效减少酸投加量的前提下也能够维持厌氧氨氧化系统pH稳定，进而也能进一步确保厌氧氨氧化工艺的稳定运行，同时还原过程中产生的硫酸根对厌氧氨氧化菌无影响。实际上，除亚硫酸氢盐外，其他的盐类，如碳酸氢盐或磷酸氢盐，无还原性，均不能用于调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子的浓度。本发明厌氧氨氧化工艺中高铁浓度含氮废水的调控方法，具有实时、高效等优点，能够准确调节废水中三价铁离子的浓度，使用价值高，应用前景好。
(2)本发明调控方法中，采用装置调节高铁浓度含氮废水中三价铁离子的浓度，该装置包括通过管道依次连通的亚硝化反应器、超滤器和厌氧氨氧化反应器，超滤器和厌氧氨氧化反应器之间的管道上设有用于还原三价铁离子的调节槽。本发明中，通过在厌氧氨氧化反应器之前的管道上设置调节槽，通过调节槽的调节作用先将三价铁离子还原成二价铁离子，因而废水在进入厌氧氨氧化反应器之前其含有三价铁离子的含量能够降低至阈值以下，从而能够避免高浓度三价铁对厌氧氨氧化菌种活性产生的抑制作用，同时，这些由三价铁离子还原而得的二价铁离子还能够作为厌氧氨氧化菌种生长所需的微量元素，因而有利于提高厌氧氨氧化的反应速率，最终有利于提高脱氮效果。本发明用于调控高铁浓度含氮废水中三价铁离子浓度的装置具有结构简单、使用方便、自动化程度高、控制精确度高等优点，可实现对废水中三价铁离子浓度的有效调控，更利于实现厌氧氨氧化工艺的稳定运行。
(3)本发明调控方法中，采用装置还包括用于监测管道中三价铁离子含量的传感器、用于往调节槽中添加还原剂的注入器和用于调节注入器注入量的调控器，其中注入器通过管线与调控器连接，传感器也通过管线连接在调控器上，由此注入器和传感器通过调控器实现联锁。本发明中，传感器的设置，能够实现对管道中铁含量的实时监控，通过实时监测三价铁离子含量，及时获知厌氧氨氧化反应器的入水水质情况(包括三价铁离子的浓度)，从而及时调整废水中厌氧氨氧化反应器的入水水质，从而能够及时避免因入水中铁含量过高而对厌氧氨氧化反应器的稳定运行产生不利影响；与此同时，传感器监测获得的管道中三价铁离子浓度数据，通过电信号传递给调控器，通过传感器自动控制注入器中还原剂的注入时机、注入量，从而可以实现对管道中三价铁离子浓度的实时调控和自动化控制，不仅自动化程度高，而且控制精确度更高，更有利于节约劳动力以及节省处理成本，同时能够更加及时的缓解高铁浓度含氮废水对厌氧氨氧化工艺所带来的众多不利影响，最终更有利于实现厌氧氨氧化的稳定运行。
（发明人：张浩;代思蒙;刘晓峰;王勇）