申请日2010.02.03
公开(公告)日2010.06.30
IPC分类号C02F101/16; C02F3/34
摘要
本发明属于水处理技术领域，发明提供的一种脱除硝态氮污染物的水处理系统及方法，主要包括：脱氮反应器、原水补给装置、碳源补给装置及增氧设备，本发明方法将原水投加碳源的连续进水方式改为序批式进水方式，从时序上将硝态氮污染物的主要富集过程与硝态氮污染物的主要降解过程相分离，在硝态氮污染物的主要降解过程中，投入一定比例的碳源，在适宜的溶解氧浓度条件下，保证了硝态氮污染物和碳源污染物同时被微生物充分降解，本方法中碳源利用较充分因而处理成本较低，同时因间歇控制排水也防止了出水携带过量碳源而造成的二次污染问题。
权利要求书
1.一种脱除硝态氮污染物的水处理系统，其特征在于，主要包括：脱氮反应器、原水补给装置、碳源补给装置及增氧设备，其中所述原水补给装置、碳源补给装置及增氧设备分别通过管道与脱氮反应器连接，所述脱氮反应器还包括反应器池体、排水装置、填料生物床、氧释放装置、反冲洗装置，所述增氧设备通过管道与氧释放装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种脱除硝态氮污染物的水处理系统，其特征在于，所述原水补给装置及碳源补给装置分别连接于填料生物床上方，所述排水装置设于填料生物床的下方。
3.根据权利要求1所述的一种脱除硝态氮污染物的水处理系统，其特征在于，所述原水补给装置及碳源补给装置分别连接于填料生物床下方，所述排水装置设于填料生物床的上方。
4.根据权利要求1所述的一种脱除硝态氮污染物的水处理系统，其特征在于，所述反应器池体优选为土建结构池体、设备结构箱体或设备结构罐体。
5.根据权利要求1所述的一种脱除硝态氮污染物的水处理系统，其特征在于，所述排水装置优选为穿孔集水管、溢流堰或排水管。
6.根据权利要求1所述的一种脱除硝态氮污染物的水处理系统，其特征在于，所述填料生物床内布设的生物生长挂膜填料优选为沸石、陶粒、活性碳或火石岩。
7.本发明还提供一种脱除硝态氮污染物的水处理方法，其特征在于，采用序批式进水方式，包括硝态氮污染物的主要富集过程与硝态氮污染物的主要降解过程，具体步骤包括：
a.将含硝态氮的原水注入脱氮反应器中，在原水流经微生物生长挂膜的填料生物床时，原水中的硝态氮等污染物被微生物及填料补捉富集，脱除氮污染物的水排出;
b.当含氮污染物在填料生物床内富集达到一定浓度后，停止原水的补给，同时停止排水;
c.向脱氮反应器中补充碳源至所需量，在适宜的溶解氧浓度条件下，填料生物床内的微生物通过反硝化作用将补充的碳源及补捉富集的硝态氮等污染物充分降解;
d.降解完成后，继续注入原水，如此循环。
8.根据权利要求7所述的一种脱除硝态氮污染物的水处理方法，其特征在于，所述适宜的生物反硝化溶解氧浓度优选为0.2～1.0mg/L。
9.根据权利要求7所述的一种脱除硝态氮污染物的水处理方法，其特征在于，当填料生物床内的微生物量生长过多、流体阻力过大时，定期对所述填料生物床进行反冲洗，优选采用气、水联合反冲洗方式。
10.根据权利要求9所述的一种脱除硝态氮污染物的水处理方法，其特征在于，反洗排水分离悬浮物后重新注入脱氮反应器进行处理。
说明书
一种脱除硝态氮污染物的水处理 系统及方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，特别是涉及一种脱除硝态氮污染物的水处理系统及方法。
背景技术
目前轻度污染水体中的无机氮污染物主要包括硝态氮、铵态氮、亚硝态氮，由于硝态氮比较稳定，含量一般远大于其它无机氮污染物，因而硝态氮污染物经常成为轻度污染水体超标较严重的指标之一。
对于以硝态氮作为主要氮污染物的水体，其脱除原理大致有三种：离子交换型、膜分离型、生物反硝化型，其中离子交换和膜分型成本较高，且存在二次污染的可能;生物反硝化脱除硝态氮的原理是通过异养型生物或自养型生物反硝化作用将其转化成无害的氮气排出。
现有自养型生物反硝化脱氮工艺，如中国专利ZL01130845.1文件中所述工艺，一般采用投入硫元素或电解产生氢元素做为电子受体，在微生物的作用下，脱除硝态氮，此工艺投入成本高，设备维护较复杂。
现有异养型生物反硝化脱氮工艺采用直接在原水中投加甲醇、乙醇、甲酸、乙酸作为碳源，培养异养反硝化微生物脱氮，由于甲醇等碳源连续投加至原水中被稀释，浓度较小，而碳源的降解速度又大大高于硝态氮的降解速度，所以当投加量等于脱氮理论所需的碳氮比时，因原水经过生物区时间长，碳源消耗快，反硝化作用不彻底，脱氮效果差，而当碳源投加量大于理论碳氮比时，会造成处理成本增高，同时出水易携带过量碳源而增大了二次污染的机会。因此，现有的异养反硝化脱氮工艺难于解决碳源和硝态氮污染物的同步降解问题，二者投加比例也难于调节，如中国专利ZL00129851.8文件中所述，它采用在原水中投加不足量碳源，并增加电化学自养反硝化设备以弥补生物异养反硝化的不足。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种脱除硝态氮污染物的水处理系统及方法，本发明中碳源利用较充分因而处理成本较低，同时因间歇控制排水也防止了出水携带过量碳源而造成的二次污染问题。
为了达到以上目的，本发明提供的一种脱除硝态氮污染物的水处理系统，主要包括：脱氮反应器、原水补给装置、碳源补给装置及增氧设备，其中所述原水补给装置、碳源补给装置及增氧设备分别通过管道与脱氮反应器连接，所述脱氮反应器还包括反应器池体、排水装置、填料生物床、氧释放装置、反冲洗装置。
所述增氧设备通过管道与氧释放装置连接;
所述原水补给装置及碳源补给装置可分别连接于填料生物床上方，此时，所述排水装置设于填料生物床的下方;
所述原水补给装置及碳源补给装置还可分别连接于填料生物床下方，此时，所述排水装置设于填料生物床的上方;
所述反应器池体优选为土建结构池体、设备结构箱体或设备结构罐体;
所述排水装置优选为穿孔集水管、溢流堰、排水管等;
所述填料生物床内布设的生物生长挂膜填料为沸石、陶粒、活性碳、火石岩、无烟煤、石英砂等，优选为对氮污染物吸附能力较强、容易挂膜的沸石、陶粒、活性碳、火石岩等;
所述碳源补给装置所投加的碳源，优选甲醇、乙醇、糖溶液、淀粉液、含碳浓度较高的废水，如制糖废水、酿酒废水等;
所述增氧设备通过氧释放装置向脱氮反应器内补充溶解氧;
当填料生物床内的微生物量生长过多、流体阻力过大时，通过所述反冲洗装置定期对所述填料生物床进行反冲洗，以防止生物膜堵塞，保证其正常运行，可采用水冲洗、气冲洗或二者相结合的方式，优选气、水联合反冲洗方式;
由于反洗排水中含有较高数量的微生物、悬浮物等污染物，反洗排水宜分离悬浮物后重新进入脱氮反应器进行处理。
本发明还提供一种脱除硝态氮污染物的水处理方法，其采用序批式进水方式，包括硝态氮污染物的主要富集过程与硝态氮污染物的主要降解过程，具体步骤包括：
a.将含硝态氮的原水注入脱氮反应器中，在原水流经微生物生长挂膜的填料生物床时，原水中的硝态氮等污染物被微生物及填料补捉富集，脱除氮污染物的水排出;
b.当含氮污染物在填料生物床内富集达到一定浓度后，停止原水的补给，同时停止排水;
c.向脱氮反应器中补充碳源至所需量并混合均匀，在适宜的溶解氧浓度条件下，填料生物床内的微生物通过反硝化作用将补充的碳源及补捉富集的硝态氮等污染物充分降解;
d.降解完成后，继续注入原水，如此循环。
其中，所述适宜的生物反硝化溶解氧浓度优选为0.2～1.0mg/L;
当填料生物床内的微生物量生长过多、流体阻力过大时，定期对所述填料生物床进行反冲洗，以防止生物膜堵塞，保证其正常运行，可采用水冲洗、气冲洗或二者相结合的方式，优选气、水联合反冲洗方式;
由于反洗排水中含有较高数量的微生物、悬浮物等污染物，反洗排水宜分离悬浮物后重新进入脱氮反应器进行处理。
本发明的优点在于，和传统的连续进水异养反硝化生物脱氮工艺相比，本发明将原水投加碳源的连续进水方式改为序批式进水方式，从时序上将硝态氮污染物的主要富集过程与硝态氮污染物的主要降解过程相分离，在硝态氮污染物的主要降解过程中，投入一定比例的碳源，在适宜的溶解氧浓度条件下，保证了硝态氮污染物和碳源污染物同时被微生物充分降解，本方法中碳源利用较充分因而处理成本较低，同时因间歇控制排水也防止了出水携带过量碳源而造成的二次污染问题。
