申请日2015.11.19
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F3/30; C02F3/34; C02F103/38; C02F101/16
摘要
本发明涉及一种腈纶生产过程排放含氨废水的脱氮方法，向腈纶生产过程排放含氨废水的生化处理系统中同时投加亚硝酸菌生长促进剂和脱氮菌剂，启动同时短程硝化反硝化生物脱氮工艺，所述亚硝酸菌生长促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和Na2SO3，所述的金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成。本发明采用添加生长条件相近的脱氮微生物配合使用亚硝酸菌生长促进剂来实现废水的达标处理，使用的促进剂配方简单，可以促进脱氮微生物的生长，降低脱氮微生物的投加量，保证系统维持稳定的脱氮能力，而且具有短程硝化反硝化的优势，进一步降低污水处理成本。
权利要求书
1.一种腈纶生产过程排放含氨废水的脱氮方法，其特征在于包括如下内容：向腈纶生产过程排放含氨废水的生化处理系统中同时投加亚硝酸菌生长促进剂和脱氮菌剂，启动同时短程硝化反硝化生物脱氮工艺，所述亚硝酸菌生长促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和Na2SO3，所述的金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的亚硝酸菌生长促进剂中，金属盐为40-100重量份，多胺类物质为5-30重量份，有机酸羟胺为0.05-1.5重量份，Na2SO3为10-40重量份。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的亚硝酸菌生长促进剂中，金属盐为钙盐、铁盐和铜盐，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为(5-15):(1-8):(0.5-5);或者是钙盐、镁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩尔比为(5-15):(5-25):(0.5-5);或者是钙盐、镁盐、铁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为(5-15):(5-25):(1-8):(0.5-5)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的亚硝酸菌生长促进剂中，钙盐为CaSO4或CaCl2，镁盐为MgSO4或MgCl2，铜盐为CuSO4或CuCl2，亚铁盐为FeSO4或FeCl2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的亚硝酸菌生长促进剂中，多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物;有机酸羟胺为甲酸羟胺、乙酸羟胺或者两者的混合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：亚硝酸菌生长促进剂的投加量按照污水处理体系中促进剂浓度10-40mg/L进行投加。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的脱氮菌剂采用CN201210130645.8所述的菌剂，其中含有科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)FSDN-C，节杆菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1和水氏黄杆菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2中的一种或两种，同时含有脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3和甲基杆菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3中的一种或两种。
8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于：脱氮菌剂的首次投加量按照每小时处理污水体积的0.01%-0.15%进行投加，以后逐次递减，每次比上一次投加的菌体量递减30%-50%。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：投加脱氮菌剂和亚硝酸菌生长促进剂后污水处理系统在两个月内不能排泥。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：脱氮菌剂需配合亚硝酸菌生长促进剂进行分批次投加，每隔2-5天投加一次，直到出水氨氮浓度低于50mg/L，总氮浓度低于50mg/L停止投加，系统进入稳定运行阶段。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：污水处理的温度为18-40℃，溶解氧为0.1-5mg/L，pH为6.5-9.0。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：含氨废水为干法腈纶生产过程中产生的废水，该废水中NH3-N浓度为50-400mg/L，COD浓度为200-500mg/L，BOD浓度小于50mg/L，pH值7.5-8.5，属于可生化性差的废水。
说明书
一种腈纶生产过程排放含氨废水的脱氮方法
技术领域
本发明属于环境工程污水处理技术领域，具体涉及一种腈纶生产过程排放含氨废水的脱氮方法。
背景技术
腈纶生产过程中排放废水中含有的大量毒性较大含氮有机物经过各类菌体逐步分解后毒性得到降解，但终产物有氨氮生成，导致干法腈纶废水生化处理难度加大。目前干法腈纶生产装置产生的废水主要采用厌氧-好氧-生物活性炭工艺进行处理。干法腈纶厂污水处理场在最初设计时氨氮问题考虑不够全面，设计回流量较小，无法保证硝化反硝化反应的正常进行，导致脱氨氮的能力不足。国内各主要腈纶生产厂都曾针对COD污染物对原工艺流程进行多次优化调整，研究表明单纯采用活性污泥法处理腈纶废水时脱氨氮效果均不够理想。因此在现有生化处理工艺基础上如何高效脱除氨氮污染物，是腈纶厂需要解决的问题。
在污水处理系统中，当活性污泥中硝化细菌含量较低时，依靠调节溶解氧和pH等环境条件无法在较短时间内快速生长繁殖，最终导致现有运行的污水处理系统脱除氨氮能力有限，在工业上通常可以采用向污水处理系统中直接投放培养好的高浓度硝化细菌来解决这一问题。无论是直接在污水处理系统中培养硝化细菌还是在污水处理系统外培养硝化细菌，都需要添加促进生长的物质，才能加快硝化细菌的生长速率。
目前关于生物促进剂的研究很多，中国专利CN200510111874.5、CN200510111876.4、CN200510111877.9和CN200510111875.X分别提出了利用不同的金属盐组合而成的硝化菌生长促进剂，主要成分包括糖蜜、金属盐(铁盐、锰盐、钙盐和镁盐)和吸附剂。使用该促进剂后氨氮去除率可以提高20%以上。但由于吸附剂主要是沸石粉、硅藻土、粉末活性炭或粉煤灰等物质，这些吸附剂的投加势必会增大污泥产量。中国专利CN201110315549.6公开了一种短程硝化反硝化颗粒污泥的培养方法，其特征是定期投加5-15mg/L羟胺;中国专利CN201010168453.7公开了一种快速启动缺氧氨氧化生物滤池的方法，其特征是步骤(2)中投加羟胺，诱导接种污泥向缺氧氨氧化生物膜转变。中国专利CN201410141638.7公开了一种亚硝化细菌的培养液及制备和培养方法，其培养液配方比较复杂，除了涉及铁、钙、钾、镁等提供细胞生长的元素，还涉及钴、钼、锰、锌等促进酶合成的元素。
生物强化技术给污水处理领域提供了新思路，但现有的生物制剂均不适合处理腈纶生产过程中产生的含氨废水。特别是对于腈纶生产过程中产生的废水来说，属于可生化性差、碳氮比低的废水，如果能采用新型的短程硝化反硝化工艺，可以节约曝气过程产生的能耗，节省反硝化过程的碳源，进一步降低废水处理成本。
发明内容
为了解决腈纶废水中氨氮污染物的达标排放问题，本发明提供了一种腈纶生产过程排放含氨废水的脱氮方法。本发明采用添加生长条件相近的脱氮微生物配合使用亚硝酸菌生长促进剂来实现废水的达标处理，使用的促进剂配方简单，可以促进脱氮微生物的生长，降低脱氮微生物的投加量，保证系统维持稳定的脱氮能力，而且具有短程硝化反硝化的优势，进一步降低污水处理成本。
本发明腈纶生产过程排放含氨废水的脱氮方法，包括如下内容：向腈纶生产过程排放含氨废水的生化处理系统中同时投加亚硝酸菌生长促进剂和脱氮菌剂，启动同时短程硝化反硝化生物脱氮工艺，所述亚硝酸菌生长促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和Na2SO3，其中所述的金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成。
本发明所述的亚硝酸菌生长促进剂中，金属盐为40-100重量份，优选为50-80重量份，多胺类物质为5-30重量份，优选为10-20重量份，有机酸羟胺为0.05-1.5重量份，优选为0.1-1.0重量份，Na2SO3为10-40重量份，优选为20-30重量份。
本发明所述的亚硝酸菌生长促进剂中，金属盐可以为钙盐、铁盐和铜盐，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为(5-15):(1-8):(0.5-5)，优选为(8-12):(2-6):(1-4);或者是钙盐、镁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩尔比为(5-15):(5-25):(0.5-5)，优选为(8-12):(10-20):(1-4);或者是钙盐、镁盐、铁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为(5-15):(5-25):(1-8):(0.5-5)，优选为(8-12):(10-20):(2-6):(1-4)。
本发明所述的亚硝酸菌生长促进剂中，钙盐为CaSO4或者CaCl2，镁盐为MgSO4或者MgCl2，铜盐为CuSO4或者CuCl2，亚铁盐为FeSO4或者FeCl2。
本发明所述的亚硝酸菌生长促进剂中，所述的多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物。所述有机酸羟胺为甲酸羟胺、乙酸羟胺或者两者的混合物。
本发明方法中，亚硝酸菌生长促进剂的投加量按照污水处理体系中促进剂浓度10-40mg/L进行投加，优选20-30mg/L进行投加。
本发明方法中，所述的脱氮菌剂可以采用CN201210130645.8所述的菌剂，菌剂中含有科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)FSDN-C，节杆菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1和水氏黄杆菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2中的一种或两种，同时含有脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3和甲基杆菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3中的一种或两种，上述五种菌株分别于2011年7月14日和2010年3月11日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏编号分别为CGMCC NO.5062、CGMCC No.3657、CGMCC No.3659、CGMCC No.3658、CGMCC No.3660;保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，上述菌株均已公开，括号内为其分类命名。
本发明方法中，脱氮菌剂的首次投加量按照每小时处理污水体积的0.01%-0.15%进行投加，以后逐次递减，每次比上一次投加的菌体量递减30%-50%。投加菌剂和促进剂后污水处理系统在两个月内不能排泥。对于间歇处理反应器，每小时处理污水体积为每个处理周期内平均每小时处理污水体积。
本发明方法中，脱氮菌剂需配合亚硝酸菌生长促进剂进行分批次投加，每隔2-5天投加一次，直到出水氨氮浓度低于50 mg/L，优选低于15mg/L，总氮浓度低于50 mg/L，优选低于25mg/L可停止投加，系统进入稳定运行阶段。
本发明方法中，污水处理的温度为18-40℃，优选为25-35℃，溶解氧为0.1-5 mg/L，优选为0.2-2mg/L，pH为6.5-9.0，优选为7.5-8.5。
本发明方法中，含氨废水为干法腈纶生产过程中产生的废水，该废水中NH3-N浓度为50-400mg/L，COD(Cr法，下同)浓度为200-500mg/L，BOD浓度小于50mg/L，pH值7.5-8.5，属于可生化性差的废水。
本发明方法中，腈纶生产过程排放含氨废水的生化处理系统为现有正在运行的所有活性污泥处理系统，一般好氧活性污泥处理法。
本发明提出的腈纶生产过程排放含氨废水的处理方法，主要是通过直接投加脱氮菌剂配合亚硝酸菌生长促进剂来实现的。本发明在废水处理过程中补加特殊组成和配比的亚硝酸菌生长促进剂，使得所投加的菌剂在金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和Na2SO3的共同作用下，实现快速增殖，可以快速降解底物，加速酶促反应进程;并能够提高稳定性，延长菌体使用寿命。脱氮菌剂和生长促进剂的配合使用，可以耐受腈纶生产过程产生含氨废水中有毒污染物和系统的冲击，能够维持系统的稳定运行并可达到理想的短程硝化反硝化脱氮效果，降低了运行能耗和碳源投加。
