申请日20200308
公开(公告)日20200626
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16; C02F103/36
摘要
本发明涉及一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，过程如下：1.将二甲胺废水输送至调节池调节pH值;2.将经过pH调节的二甲胺废水输送至含有专性氨化菌的氨化池内进行氨化处理;3.进行硝化处理;4.进行反硝化脱氮处理;5.将经过反硝化处理的废水回流至氨化池，并重复步骤2‑4的操作，直至废水中氨氮含量、总氮含量满足要求。专性氨化菌通过利用培养液对活性污泥中的氨化菌进行序批式富集培养获得;硝化池内和反硝化池内均设置有生物活性填料。本发明培养的专性氨化菌能够高效地将二甲胺转化为无机氨氮，解决了二甲胺生物脱氮最核心的环节;同时，在硝化、反硝化过程中引入生物活性填料，提高了硝化和反硝化的效率。
权利要求书
1.一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，其特征在于：步骤1.将二甲胺废水输送至调节池，并均和池内水质，加入酸或碱，控制调节池内废水pH值至6.5-8.5;
步骤2.将调节池内的废水输送至含有专性氨化菌的氨化池内进行氨化处理;其中专性氨化菌通过利用培养液对活性污泥中的氨化菌进行富集培养获得;
步骤3.将经过步骤2氨化处理的废水输送至硝化池，加入酸或碱调节废水pH值至7.5-8.5后进行硝化处理;
步骤4.将经过步骤3硝化处理的废水输送至反硝化池，加入酸或碱调节废水pH值至6.5-7.5，再加入碳源后进行反硝化脱氮处理;
步骤5.将经过步骤4反硝化处理的废水回流至氨化池，并持续重复执行步骤2～4，直至废水满足排放要求。
2.根据权利要求1所述的一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，其特征在于：步骤2中，富集培养采用逐步提高培养液中的二甲胺浓度的序批式培养方式;富集培养温度为10-40℃;培养液为二甲胺、甲醇、碳酸氢钠、硫酸亚铁、硫酸镁、磷酸氢钾和磷酸二氢钾的水溶液;培养液中二甲胺的初始浓度为20mg/L，二甲胺浓度递增梯度为10-50mg/L，每一个二甲胺浓度下氨化菌的富集培养周期为1-7天，最高二甲胺浓度为500mg/L。
3.根据权利要求2所述的一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，其特征在于：培养液中甲醇和碳酸氢钠总浓度为二甲胺浓度的1-20倍，硫酸亚铁浓度为1-10mg/L，硫酸镁浓度为1-10mg/L，磷酸氢钾和磷酸二氢钾总浓度为0.5-5mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，其特征在于：步骤2中，活性污泥取自工厂的二甲胺废水处理池。
5.根据权利要求1所述的一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，其特征在于：步骤1中，二甲胺废水初始浓度范围为50-500mg/L;所用的酸为硫酸、盐酸、磷酸、甲酸、草酸和醋酸中的一种;所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的一种;步骤3中，所用的酸为硫酸、盐酸、磷酸、甲酸、草酸和醋酸中的一种;所用的碱为碳酸氢钠和碳酸钠中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，其特征在于：步骤3中，硝化池内设置有利于硝化菌生长的生物活性填料;该生物活性填料组分为聚乙烯。
7.根据权利要求1所述的一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，其特征在于：步骤3中，硝化过程中水中溶解氧浓度控制在2-10mg/L。
8.根据权利要求1所述的一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，其特征在于：步骤4中，反硝化池内设置有利于反硝化菌生长的生物活性填料;该生物活性填料组分为聚氨酯。
9.根据权利要求1所述的一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，其特征在于：步骤4中，所用的酸为硫酸、盐酸、磷酸、甲酸、草酸和醋酸中的一种;所用的碱为碳酸氢钠和碳酸钠中的一种或两种;所用的碳源为葡萄糖、甲醇、乙醇、乙酸和乙酸钠中的一种或数种;碳源浓度为水中总氮浓度的0.5-3倍。
10.根据权利要求1所述的一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，其特征在于：步骤5中所述的排放要求为水中氨氮含量低于5mg/L，总氮含量低于15mg/L，符合一级A排放标准;水中氨氮含量测定方法为中华人民共和国国家环境保护标准《水质氨氮的测定流动注射-水杨酸分光光度法》;步骤5中，水中总氮含量测定方法为中华人民共和国国家环境保护标准《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》。
说明书
一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及的是一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法。
背景技术
二甲胺(dimethylamine，DMA)又名N-甲基甲胺或氨基二甲烷，易溶于水，是一种重要的化学中间体，广泛用作橡胶硫化促进剂、医药(如抗菌素)、染料、农药(如福美双、杀虫脒等)、工业溶剂(如N，N-二甲基甲酰胺)和和推进剂的原料。二甲胺易挥发，对眼睛和呼吸道具有强烈的刺激作用，废水中含有较低浓度的二甲胺时即会产生难闻的鱼腥臭味，若直接排入水体则会对人体、生物和环境造成极大的影响。目前二甲胺废水的处理方法主要有精馏法、萃取法、焚烧法、空气吹脱法、离子交换法、化学沉淀法和膜处理法。这些方法存在能耗大、成本高、处理效果不够理想和操作繁琐等缺点。因此，很有必要寻找一种能耗小、成本低、处理效果好和操作简单的二甲胺废水处理方法。生物脱氮技术是一种很有前途的包括二甲胺在内的含氮有机物处理方法，具有反应条件温和、操作简便和处理效果好等优点。整个生物脱氮过程主要包括氨化、硝化和反硝化三个过程。其中，氨化过程是将有机氮转化为无机氨氮的过程，作为生物脱氮的第一个环节，是保证后续硝化和反硝化过程顺利进行的前提，也是总氮脱除的关键所在。因此，培养具有高效氨化能力的专性氨化菌，对于提高二甲胺废水的脱氮处理效率具有重要的意义。选择合适的操作条件，为硝化过程和反硝化过程创造合适的反应条件，可进一步提高二甲胺废水的脱氮处理效率，使出水水质更加稳定，氨氮和总氮等水质指标符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A排放标准。
发明内容
本发明的目的在于上述针对现有技术的不足，提供一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，该处理方法通过序批式培养具有高效氨化能力的专性氨化菌，使二甲胺废水高效率地氨化，为后续硝化和反硝化过程提供便利。同时，在硝化和反硝化过程中设置生物活性填料，进一步提高整个生物处理过程的脱氮效率，保证出水具有优异的水质，达到高效、稳定地处理二甲胺废水的目的。
本发明通过如下技术方案来实现：
一种二甲胺废水的生物脱氮处理方法，其具体处理工艺流程包括如下步骤：
1.将二甲胺废水输送至调节池，并均和池内水质，加入酸或碱，控制调节池内废水pH值至6.5-8.5;
2.将调节池内的废水输送至含有专性氨化菌的氨化池内进行氨化处理;其中专性氨化菌通过利用培养液对活性污泥中的氨化菌进行富集培养获得;
3.将经过步骤2氨化处理的废水输送至硝化池，加入酸或碱调节废水pH值至7.5-8.5后进行硝化处理;
4.将经过步骤3硝化处理的废水输送至反硝化池，加入酸或碱调节废水pH值至6.5-7.5，再加入碳源后进行反硝化脱氮处理;
5.将经过步骤4反硝化处理的废水回流至氨化池，并持续重复执行步骤2～4，直至废水满足排放要求。
优选地，步骤2中，富集培养采用逐步提高培养液中的二甲胺浓度的序批式培养方式;富集培养温度为10-40℃;培养液为二甲胺、甲醇、碳酸氢钠、硫酸亚铁、硫酸镁、磷酸氢钾和磷酸二氢钾的水溶液;培养液中二甲胺的初始浓度为20mg/L，二甲胺浓度递增梯度为10-50mg/L，每一个二甲胺浓度下氨化菌的富集培养周期为1-7天，最高二甲胺浓度为500mg/L。
优选地，步骤2中，培养液中甲醇和碳酸氢钠总浓度为二甲胺浓度的1-20倍，硫酸亚铁浓度为1-10mg/L，硫酸镁浓度为1-10mg/L，磷酸氢钾和磷酸二氢钾总浓度为0.5-5mg/L。
优选地，步骤2中，活性污泥取自工厂的二甲胺废水处理池;
优选地，步骤1中，二甲胺废水初始浓度范围为50-500mg/L;所用的酸为硫酸、盐酸、磷酸、甲酸、草酸和醋酸中的一种;所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的一种。
优选地，步骤3中，所用的酸为硫酸、盐酸、磷酸、甲酸、草酸和醋酸中的一种;所用的碱为碳酸氢钠和碳酸钠中的一种或两种。
优选地，步骤3中，硝化池内设置有利于硝化菌生长的生物活性填料;该生物活性填料组分为聚乙烯。
优选地，步骤3中，硝化过程中水中溶解氧浓度控制在2-10mg/L。
优选地，步骤4中，反硝化池内设置有利于反硝化菌生长的生物活性填料;该生物活性填料组分为聚氨酯。
优选地，步骤4中，所用的酸为硫酸、盐酸、磷酸、甲酸、草酸和醋酸中的一种;所用的碱为碳酸氢钠和碳酸钠中的一种或两种;所用的碳源为葡萄糖、甲醇、乙醇、乙酸和乙酸钠中的一种或数种;
优选地，碳源浓度为水中总氮浓度的0.5-3倍。
优选地，步骤5中所述的排放要求为水中氨氮含量低于5mg/L，总氮含量低于15mg/L，符合一级A排放标准;水中氨氮含量测定方法为中华人民共和国国家环境保护标准《水质氨氮的测定流动注射-水杨酸分光光度法》;步骤5中，水中总氮含量测定方法为中华人民共和国国家环境保护标准《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》。
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明通过特定的富集方式培养出高效专性氨化菌，能够通过氨化作用高效率地将二甲胺转化为无机氨氮，解决了二甲胺生物脱氮最核心的一个环节。
2、本发明在后续硝化过程中和反硝化过程中引入相应的生物活性填料，提高了硝化和反硝化的效率，进而提升整个二甲胺生物脱氮的处理效率。
3、本发明提供的二甲胺废水生物脱氮处理方法具有处理效果好、运行条件温和、脱氮率高的优点，出水氨氮和总氮水质指标可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中规定的水中氨氮浓度和总氮浓度的一级A排放标准。（发明人陈世良;谢文杰;洪秋林;朱佳妮;黄嘉驰）
