一種生化處理高濃度硝酸鹽廢水的方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)及水處理領(lǐng)域，具體的說是一種生化處理高濃度硝酸鹽廢水的方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生高濃度硝酸鹽廢水。例如，離子交換法處理硝酸鹽污染水產(chǎn)生的次生廢水，其硝態(tài)氮濃度一般在500-1000mg/L之間。鈾礦開采、加工和使用過程中產(chǎn)生的廢水，其硝態(tài)氮濃度常常超過1500mg/L。這樣的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過世界衛(wèi)生組織有關(guān)飲用水硝態(tài)氮的安全閾值(10mg/L)。如此高濃度硝酸鹽廢水不治理就進(jìn)入地表或地下水體，會(huì)造成水體的硝酸鹽污染，嚴(yán)重威脅人類的飲用水安全。硝酸鹽不利于人體腸道系統(tǒng)內(nèi)有益功能菌群的活動(dòng)，硝酸鹽在人體內(nèi)也可能轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽后與血紅蛋白結(jié)合使其失去輸氧能力，或與有機(jī)胺類物質(zhì)結(jié)合，生成有致癌作用的有害物質(zhì)。水的硝酸鹽污染也不利于在水產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖。
[0003]為了消除這類高濃度硝酸鹽廢水的不利影響，可以通過化學(xué)還原法或生物反硝化法徹底去除廢水中的硝酸鹽?；瘜W(xué)還原法，包括活潑金屬還原法、催化還原法和電化學(xué)還原法，反應(yīng)速率快，但以氮?dú)鉃槟繕?biāo)產(chǎn)物的選擇性不易控制，產(chǎn)生的亞硝酸鹽或銨鹽類副產(chǎn)物需要繼續(xù)處理。
[0004]生物反硝化法是反硝化細(xì)菌以硝酸根為電子受體將其還原為氮?dú)獾倪^程，廣泛應(yīng)用于廢水硝酸鹽的去除。生物反硝化包括兩個(gè)主要還原步驟，先從硝酸鹽到亞硝酸酸鹽，然后從亞硝酸鹽到氮?dú)?。一般情況下，前一步驟常?？煊诤笠徊襟E，在硝酸鹽徹底還原為氮?dú)庵?，?huì)形成一定濃度的亞硝酸鹽累積。亞硝酸鹽過量累積會(huì)對(duì)上述兩個(gè)步驟產(chǎn)生抑制，降低反硝化速率。當(dāng)廢水中硝態(tài)氮濃度很高時(shí)，亞硝酸鹽的累積濃度很容易升高而產(chǎn)生明顯的抑制作用，顯著降低整個(gè)反硝化速率。
[0005]因此，為了提高生物反硝化處理高濃度硝酸鹽廢水的穩(wěn)定性和效率，尋找合適的途徑，降低亞硝酸鹽累積及其抑制作用，就顯得尤為重要。在亞硝酸鹽濃度較高的環(huán)境中馴化反硝化菌群，提高其對(duì)亞硝酸鹽的耐受性，可以一定程度上降低亞硝酸鹽的抑制作用，使得反硝化可以進(jìn)行下去。不過，當(dāng)硝酸鹽濃度很高時(shí)，亞硝酸鹽的累積及其抑制作用就比較難以控制，從而降低反硝化的效率與穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種生化處理高濃度硝酸鹽廢水的方法及其裝置。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種生化處理高濃度硝酸鹽廢水的方法:向反硝化處理系統(tǒng)中添加鐵和錳的氧化物，添加有限有機(jī)碳源和少量硫化物，對(duì)反硝化活性污泥進(jìn)行富集和馴化培養(yǎng)，進(jìn)而提高反硝化處理系統(tǒng)中反硝化活性污泥的濃度和沉降性以及相關(guān)反硝化相關(guān)菌群協(xié)同除硝能力，而后在碳源添加適量或不足的上述反硝化活性污泥中反硝化處理高濃度硝酸鹽廢水。
[0009]所述高濃度硝酸鹽廢水中硝態(tài)氮濃度范圍為100-10000mg/L。
[0010]所述鐵和錳的氧化物的添加量占反硝化處理系統(tǒng)中反硝化活性污泥質(zhì)量的10-90% ;其中鐵和猛的氧化物為二氧化猛與氧化鐵和/或磁鐵。
[0011]所述有限有機(jī)碳源的添加量占去除反硝化系統(tǒng)所有硝酸鹽所需碳源的90-70%，還原態(tài)硫添加量為30-150mg/L。
[0012]在碳源添加適量或不足的上述反硝化活性污泥中利用二氧化碳?xì)怏w和碳酸鹽之間動(dòng)態(tài)平衡，使所述反硝化處理系統(tǒng)PH維持在7.5-9.5之間進(jìn)行反硝化處理高濃度硝酸鹽廢水。
[0013]專用裝置:
[0014]包括原水池(I)、反硝化反應(yīng)器(2)、反硝化反應(yīng)器內(nèi)壓平衡裝置(3)、液封池(4)、碳源供給池(5)、硫化物供給池(6)、出水沉淀池(7)和剩余污泥池(8)；
[0015]其中，原水池(I)的出水口通過帶有閥門的管路與反硝化反應(yīng)器(2)側(cè)壁的進(jìn)水口相連，反應(yīng)器內(nèi)壓平衡裝置(3)的進(jìn)氣口通過管路與反硝化反應(yīng)器(2)上端相通，其出氣口與通過管路與反硝化反應(yīng)器(2)底部相通，其溢氣口連接有膠管，膠管的另一端浸入液封池(4)內(nèi)液面下；碳源供給池(5)、硫化物供給池(6)和剩余污泥池(8)分別通過帶有閥門的管路與反硝化反應(yīng)器(2)底部進(jìn)料口并聯(lián)式相連；
[0016]反硝化反應(yīng)器(2)側(cè)壁的出水口通過帶有閥門的管路與出水沉淀池(7)進(jìn)口相連通，出水沉淀池(7)底部的剩余污泥出口通過帶有閥門的管路與剩余污泥池(8)相連。
[0017]本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn):在提高反硝化活性污泥濃度和沉降性的基礎(chǔ)上協(xié)同馴化硝酸鹽還原菌和亞硝酸鹽還原菌，進(jìn)而可以在碳源添加適量或不足的情況下，降低亞硝酸鹽累積及其對(duì)反硝化菌群的不利影響，提高反硝化處理高濃度硝酸廢水的效率和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的生化處理高濃度硝酸鹽廢水方法的裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
[0020]生化處理高濃度硝酸鹽廢水方法的裝置包括:原水池(I)、反硝化反應(yīng)器(2)、反硝化反應(yīng)器內(nèi)壓平衡裝置(3)、液封池(4)、碳源供給池(5)、硫化物供給池(6)、出水沉淀池
(7)和剩余污泥池(8)。其中，原水池(I)的出水口通過帶有閥門的管路與反硝化反應(yīng)器(2)側(cè)壁的進(jìn)水口相連，反應(yīng)器內(nèi)壓平衡裝置(3)的進(jìn)氣口通過管路與反硝化反應(yīng)器(2)上端相通，其出氣口與通過管路與反硝化反應(yīng)器(2)底部相通，其溢氣口連接有膠管，膠管的另一端浸入液封池(4)內(nèi)液面下；碳源供給池(5)、硫化物供給池(6)和剩余污泥池(8)分別通過帶有閥門的管路與反硝化反應(yīng)器(2 )底部進(jìn)料口并聯(lián)式相連。反硝化反應(yīng)器(2 )側(cè)壁的出水口通過帶有閥門的管路與出水沉淀池(7)進(jìn)口相連通，出水沉淀池(7)底部的剩余污泥出口通過帶有閥門的管路與剩余污泥池(8 )相連。
[0021]所述反硝化反應(yīng)器(2)高100cm、內(nèi)徑9cm，有效體積為5.0L。反應(yīng)器內(nèi)壓平衡裝置(3)為一個(gè)10L的氣袋，其進(jìn)氣口與反硝化反應(yīng)器(2)上端相通，出氣口與反硝化反應(yīng)器(