申请日2015.11.09
公开(公告)日2017.08.29
IPC分类号C02F3/34; C02F3/10
摘要
本发明提供一种能实现处理装置的小型化、能在同一反应池内稳定且高效地进行部分亚硝化及厌氧氧化处理的含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置。所述含氮废水的脱氮方法包含：工序(S11)，将含氮废水供给至容纳有含有氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的微生物载体、或者微生物载体和活性污泥的反应池内;工序(S12、S13)，将含氧气体或不含氧气体按顺序供给至反应池内来对反应池内的含氮废水进行搅拌，通过氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的作用对含氮废水进行脱氮处理;以及工序(S14、S15)，将微生物载体、或者微生物载体及活性污泥从处理水中分离，并使该处理水从反应池排出。
权利要求书
1.一种含氮废水的脱氮方法，其包含：
将含氮废水供给至容纳有含有氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的微生物载体、或者所述微生物载体和活性污泥的反应池内的工序;
将含氧气体或不含氧气体按顺序供给至所述反应池内来对所述反应池内的所述含氮废水进行搅拌，通过所述氨氧化菌和所述厌氧氨氧化菌的作用对所述含氮废水进行脱氮处理的工序;以及
将所述微生物载体、或者所述微生物载体及所述活性污泥从处理水中分离，并使该处理水从所述反应池排出的工序。
2.根据权利要求1所述的含氮废水的脱氮方法，其中，
在对所述含氮废水进行脱氮处理之前，包含如下过程：预先调整所述含氮废水的M-碱度，以使所述含氮废水的M-碱度(mg/L)相对于T-N浓度(mg/L)为3.5～4.5倍。
3.根据权利要求1或2所述的含氮废水的脱氮方法，其中，
对所述含氮废水进行脱氮处理的工序包含：
好氧搅拌工序，其包含如下过程：向所述反应池内供给含氧气体来对所述反应池内的所述含氮废水进行搅拌，由此，通过所述氨氧化菌的作用使所述含氮废水中所含的氨态氮的一部分氧化成亚硝态氮;以及
厌氧搅拌工序，其包含如下过程：停止供给所述含氧气体，向所述反应池内供给所述不含氧气体来对所述反应池内的所述含氮废水进行搅拌，由此，通过所述厌氧氨氧化菌的作用由所述含氮废水中所含的所述氨态氮及所述亚硝态氮产生氮气。
4.根据权利要求3所述的含氮废水的脱氮方法，其中，
在所述厌氧搅拌工序之后，进一步具备附加好氧搅拌工序，在所述附加好氧搅拌工序中，向所述反应池内供给含氧气体来对所述反应池内的含氮废水进行搅拌。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的含氮废水的脱氮方法，其中，
在向所述反应池内供给所述含氧气体时，包含如下过程：
一边将所述反应池内的所述含氮废水的溶解氧浓度控制在通过所述氨氧化菌进行的部分亚硝化处理所需的溶解氧浓度范围，一边对所述反应池内的所述含氮废水的pH进行监测，在所述含氮废水的pH为规定值以下的情况下，停止向所述反应池内供给所述含氧气体。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的含氮废水的脱氮方法，其中，
通过使在所述反应池内产生的氮气向所述反应池内循环来进行所述不含氧气体的供给。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的含氮废水的脱氮方法，其中，
进一步包含如下过程：对从所述反应池排出的所述处理水进行曝气，对曝气液进行固液分离得到上清液，并且将通过所述固液分离所得的浓缩污泥向所述反应池回流。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的含氮废水的脱氮方法，其中，
所述微生物载体是结合型微生物载体，其通过随着所述反应池内的处理经过使所述氨氧化菌及所述厌氧氨氧化菌缓慢地附着于亲水性高分子载体的表面上而得到。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的含氮废水的脱氮方法，其中，
所述活性污泥含有所述氨氧化菌。
10.一种含氮废水的脱氮装置，其具备：
供给部，供给含氮废水;
反应池，容纳所述含氮废水、以及含有氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的微生物载体、或者所述微生物载体和活性污泥，并通过按顺序供给含氧气体或不含氧气体来对所述含氮废水进行脱氮处理;
散气单元，用于通过将所述含氧气体或不含氧气体供给至所述反应池内来对所述反应池内的所述含氮废水进行搅拌;
切换单元，连接于所述散气单元，进行所述含氧气体或所述不含氧气体的供给切换;以及
排出部，对于所述脱氮处理中所得的处理液，将所述微生物载体、或者所述微生物载体及所述活性污泥从处理水中分离，并使该处理水向所述反应池外排出。
说明书
含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置
技术领域
本发明涉及一种含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置，特别是涉及一种适合于污水消化污泥的脱水分离液、渗滤液、畜产废液的甲烷发酵脱水分离液、粪便以及化粪池污泥的浓缩脱水分离液、食品或化工厂废液等的脱氮处理的含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置。
背景技术
近年来，比以往的异养脱氮更节能的厌氧氨氧化法正受到关注。厌氧氨氧化法利用将NH4-N作为电子供体、将NO2-N作为电子受体的自养微生物，在厌氧状态下使NH4-N与NO2-N直接反应而转换成氮气。因此，不需要从外部添加甲醇等有机物，能大大降低化学试剂成本。另外，由于是利用了自养微生物的处理，因此还具有污泥产生量极少的优点。
为了稳定地得到通过厌氧氨氧化法进行的脱氮反应，需要进行部分亚硝化过程，即，预先将被处理水的氮、一般而言为氨态氮的一部分转换成亚硝态氮。例如，在专利文献1(日本特开2012-24707号公报)中，如图1所示，记载有由亚硝化池和厌氧氨氧化池的两池式构成的处理装置的例子。向厌氧氨氧化池内添加高分子凝胶载体，在载体的表面附着固定厌氧氨氧化菌，并将厌氧氨氧化池内的菌浓度保持得高。
近年来，还提出过在同一反应池进行部分亚硝化和厌氧氨脱氮的方法。例如，在专利文献2(日本特开2014-36959号公报)中记载有在同一反应池中同时进行部分亚硝化及厌氧氨氧化的脱氮方法。在专利文献3(日本专利第5347221号公报)中也记载有在同一反应池中同时进行部分亚硝化及厌氧氨氧化的脱氮方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-24707号公报
专利文献2：日本特开2014-36959号公报
专利文献3：日本专利第5347221号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在专利文献2及3中记载的这种在同一反应池内同时进行部分亚硝化处理和厌氧氨氧化处理的情况下，对反应池的曝气风量及DO(dissolved oxygen：溶解氧)的控制会大大影响部分亚硝化及厌氧氨氧化性能。例如，在曝气风量大、DO高的情况下，附着于载体外侧的氨氧化菌的亚硝化性能高，但会发生氧向位于氨氧化菌的内侧的厌氧氨氧化菌透过，脱氮性能会大大降低。因此，在当前的处理装置以及处理方法中，适当控制反应池内的DO极难，难以稳定地兼顾部分亚硝化及厌氧氧化处理。进而，在专利文献2及3的技术中，也难以一边控制曝气风量，一边兼顾反应池内的载体流动的均匀化。
另一方面，在专利文献1所记载的处理装置中，需要准备两个反应池，因此，与使用同一反应池的情况相比，设备会大型化。进而，在专利文献1中，在厌氧氨氧化池内采用使用了叶轮(impeller)的机械搅拌方式，但可知：当使用这种机械搅拌方式使载体流动时，厌氧氨氧化菌向载体表面的附着速度、附着量受到搅拌强度、叶轮材质或形状、载体添加量等的影响较大。即，在搅拌强度过强、叶轮材质过硬的情况下等，会产生如下现象：附着于载体表面的厌氧氨氧化菌因机械摩擦而剥离，剥离后的氨氧化菌浮起并向反应池外流出。其结果是，有时难以在反应池内始终保持一定量以上的微生物，难以进行稳定的处理。
鉴于上述问题，本发明提供一种能实现处理装置的小型化、能在同一反应池内稳定且高效地进行部分亚硝化及厌氧氨氧化处理的含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明人等进行了深入研究的结果是，发现了：向同一反应池按顺序供给含氧气体或不含氧气体，在同一反应池内间歇式地进行部分亚硝化及厌氧氨氧化处理，由此，能对装置进行小型化、并且能更高效地进行含氮废水的脱氮处理。
基于以上见解而完成的本发明一方面提供一种含氮废水的脱氮方法，其包含：将含氮废水供给至容纳有含有氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的微生物载体、或者微生物载体和活性污泥的反应池内的工序;将含氧气体或不含氧气体按顺序供给至反应池内来对反应池内的含氮废水进行搅拌，通过氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的作用对含氮废水进行脱氮处理的工序;以及将微生物载体、或者微生物载体及活性污泥从处理水中分离，并使该处理水从反应池排出的工序。
在本发明的含氮废水的脱氮方法的一实施方案中，在对含氮废水进行脱氮处理之前，包含如下过程：预先调整含氮废水的M-碱度，以使含氮废水的M-碱度(mg/L)相对于T-N浓度(mg/L)为3.5～4.5倍。
在本发明的含氮废水的脱氮方法的另一实施方案中，对含氮废水进行脱氮处理的工序包含：好氧搅拌工序，其包含如下过程，即，向反应池内供给含氧气体来对反应池内的含氮废水进行搅拌，由此，通过氨氧化菌的作用使含氮废水中所含的氨态氮的一部分氧化成亚硝态氮;以及厌氧搅拌工序，其包含如下过程，即，停止供给含氧气体，向反应池内供给不含氧气体来对反应池内的含氮废水进行搅拌，由此，通过厌氧氨氧化菌的作用由含氮废水中所含的氨态氮及亚硝态氮产生氮气。
在本发明的含氮废水的脱氮方法的又一实施方案中，在厌氧搅拌工序之后，进一步具备附加好氧搅拌工序，在所述附加好氧搅拌工序中，向反应池内供给含氧气体来对反应池内的含氮废水进行搅拌。
在本发明的含氮废水的脱氮方法的又一实施方案中，在向反应池内供给含氧气体时，包含如下过程：一边将反应池内的含氮废水的溶解氧浓度控制在通过氨氧化菌进行的部分亚硝化处理所需的溶解氧浓度范围，一边对反应池内的含氮废水的pH进行监测，在含氮废水的pH为规定值以下的情况下，停止向反应池内供给含氧气体。
在本发明的含氮废水的脱氮方法的又一实施方案中，通过使在反应池内产生的氮气向反应池内循环来进行不含氧气体的供给。
在本发明的含氮废水的脱氮方法的又一实施方案中，进一步包含如下过程：对从反应池排出的处理水进行曝气，对曝气液进行固液分离得到上清液，并且将通过固液分离所得的浓缩污泥向反应池回流。
在本发明的含氮废水的脱氮方法的又一实施方案中，微生物载体是结合型微生物载体，其通过随着反应池内的处理经过使氨氧化菌及厌氧氨氧化菌缓慢地附着于亲水性高分子载体的表面上而得到。
在本发明的含氮废水的脱氮方法的又一实施方案中，活性污泥含有氨氧化菌。
本发明另一方面提供一种含氮废水的脱氮装置，其具备：供给部，供给含氮废水;反应池，容纳含氮废水、以及含有氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的微生物载体、或者微生物载体和活性污泥，并通过按顺序供给含氧气体或不含氧气体来对含氮废水进行脱氮处理;散气单元，用于通过将含氧气体或不含氧气体按顺序供给至反应池内来对反应池内的含氮废水进行搅拌;切换单元，连接于散气单元，进行含氧气体或不含氧气体的供给切换;以及排出部，对于脱氮处理中所得的处理液，将微生物载体、或者微生物载体及活性污泥从处理水中分离，并使该处理水向反应池外排出。
发明效果
根据本发明，能提供一种能实现处理装置的小型化、能在同一反应池内稳定且高效地进行部分亚硝化及厌氧氨氧化处理的含氮废水的脱氮方法以及脱氮装置。
