一種處理高氨氮制藥廢水的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于廢水處理技術領域，更具體地說，涉及一種處理高氨氮制藥廢水的方 法。
【背景技術】
[0002] 高氨氮廢水是化工行業常見的難處理廢水，主要來自于制藥、焦化、煤氣、味精、化 肥、養殖等行業，其氨氮濃度高于市政污水，直接排入水體將引起富營養化，對自然水體的 水質具有破壞作用并使得水體感官惡化。氨氮(NH 3-N)即氨態氮，就是以氨的形態存在于水 中的氮。氨氮都是以銨鹽(NH4+)和游離氨(NH 3)兩種形態存在，其比例高低取決于廢水的pH 值。當pH值高時，游離氨的比例就高，pH值低時，銨鹽的比例就高，銨鹽和游離氨的比例隨著 廢水pH值的變化而變化。處理高氨氮廢水的方法通常包括物化法和生化法。
[0003] 例如，中國專利申請號為201510371316.6,申請公布日為2015年9月9日的專利申 請文件公開了一種高濃度氨氮廢水的處理系統，該處理系統包括依次相連的預處理系統、 增濃節能裝置、汽提塔、冷凝器和氨水儲罐，該發明的處理系統操作簡單、設備投資少。中國 專利申請號為201510532798.9,申請公布日為2015年12月16日的專利申請文件公開了一種 高濃度氨氮廢水處理設備及工藝，包括內部設置調節單元、吹脫塔、短程硝化單元、反硝化 單元和設備間。其工藝是將高濃度氨氮廢水先進入調節單元，調節pH到10.0~11.0后提升 到吹脫塔，吹脫塔出水回調pH至6~9,然后進入短程硝化單元，最后進入反硝化單元。該發 明適合于高濃度氨氮廢水處理，采用吹脫去氮和短程硝化反硝化生物除氮相結合，設備簡 單，操作方便。但是采用氨吹脫工藝時，吹脫效果不穩定，而且吹脫的廢氣不做二次處理將 對大氣環境造成污染;采用閃蒸技術時效果較好但是運行費用較高;直接外排會破壞接納 水體水質，降低水體經濟價值和美學價值;采用常規生化技術處理時，會因氨氮含量過高而 對生物菌種產生抑制作用，嚴重制約了生化處理效果，使得工廠的廢水無法達標排放。因 此，防止水體高氨氮污水污染社會經濟與環境的可持續發展至關重要。
[0004]在廢水中，銨鹽(NH4+)和游離氨(NH3)可以相互轉化，其計算公式如公式（1)所示。 已有文獻和自身試驗表明，廢水中NH3超過10mg/L就會對氨氧化菌(AOB)活性產生抑制作 用，使得NH/無法被氧化，已有文獻和專利中有利用游離氨對亞硝酸鹽氧化菌(NOB)的抑制 實現短程硝化的報道，但是通過解除游離氨對AOB的抑制實現正常氨氧化的技術并未見于 相關文獻和專利。
【發明內容】
[0005] 1.要解決的問題
[0006] 針對現有的高濃度氨氮廢水處理方法存在成本高、處理效果不穩定等問題，本發 明提供一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，通過解除游離氨對AOB的抑制作用，以達 到提高氨氮氧化效率的目的。
[0007] 2.技術方案
[0008] 為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：
[0009] -種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，其步驟為：
[0010] ⑴實時監測厭氧系統出水或A/ο系統進水中的即時NH4+-N濃度、溫度T和pH;
[0011] (2)根據步驟（1)中測定的即時NH/-N濃度、溫度T和pH計算水中即時游離氨濃度， 比較即時游離氨濃度與游離氨對AOB的抑制閾值，如果即時游離氨濃度超過抑制閾值則根 據抑制閾值、即時NH4+-N濃度和溫度T計算出相應的臨界pH值；
[0012] ⑶調節控制硝化過程中廢水的pH值恒定在稍低于臨界pH值的條件下運行。
[0013]優選地，所述步驟(2)中計算水中即時游離氨濃度和臨界pH值的公式為：
[0015] 其中，為水中即時游離氨NH3-N的濃度，mg/L;
[0016] Y為步驟(1)中測定的即時NH4+-N濃度，mg/L;
[0017] T為步驟(1)中測定的水溫，°C ;
[0018] pH為步驟(1)中測定的pH值，無量綱。
[0019] 優選地，所述游離氨對氨氧化菌的抑制閾值為l〇mg/L，即超過此值就會出現游離 氨對AOB的抑制作用。
[0020] 優選地，所述步驟(3)中控制硝化過程中廢水的運行pH值比臨界pH值低0.2~0.5， 此數據由試驗得出。
[0021] 優選地，所述步驟(3)中用NaOH或HCl溶液調節控制硝化過程中廢水的運行pH值。
[0022] 3.有益效果
[0023] 相比于現有技術，本發明的有益效果為：
[0024] (1)本發明不改變現有工藝，不增加額外構筑物，僅需要增加在線監測系統和PLC 加藥控制系統；
[0025] (2)本發明使得整個硝化過程運行在接近臨界pH值的較高pH值下，可以解除游離 氨對氨氧化菌的抑制作用，并可以有效增加氨氮氧化率，使得整體氨氧率達到95 %以上； [0026] (3)本發明避免了物化法處理高氨氮時工藝復雜、效果不夠穩定、易造成二次污染 的弊端；
[0027] (4)本發明為高氨氮廢水生化處理這一難題提供了有益的技術支撐；
[0028] (5)本發明的方法適用于一切需要處理高濃度氨氮廢水的好氧池(0段）。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發明的工藝流程示意圖；
[0030] 圖2為本發明中pH值對氨氮轉化率的影響圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合具體實施例對本發明進一步進行描述。
[0032] 實施例1
[0033]本處理方法應用于江蘇濱海化工園區某制藥廠廢水處理站（圖1所示）高氨氮廢 水，其UASB反應器出水NH4+-N為116mg/L~446mg/L。
[0034] 如圖1所示，本實施例的高濃度氨氮廢水采用厭氧污泥床反應器(UASB)+A/0的工 藝進行生化處理，含氮廢水先經過UASB進行厭氧發酵和氨化，在此過程去除大部分的COD， 然后進入A/0系統完成反硝化和硝化，并進一步去除C0D，為了提高高氨氮廢水的處理效率， 增強脫氮效果，采用以下方法：
[0035] (1)高氨氮廢水流經厭氧反應器后發生氨化反應，大量NH4+釋放到水中，在線監測 厭氧反應器的出水中即時NH/-N濃度、溫度T和pH值，在線監測數據傳入電腦，根據公式（1) 并按如上所述技術方案，首先根據監測的即時NH/-N濃度、溫度T和pH值計算出，即為 水中即時游離氨Mfe-N的濃度，如果計算出的.大于制閾值(10mg/L)，則根據抑制閾值、 即時NH4+-N濃度和溫度T計算出相應的臨界pH值；
[0037] 其中，為水中即時游離氨NH3-N的濃度，mg/L;本實施例中以抑制閾值10mg/L 計算；
[0038] J為步驟（1)中測定的即時NH4+-N濃度，mg/L;
[0039] T為步驟(1)中測定的水溫，°C;
[0040 ] pH為步驟(1)中測定的pH值，無量綱。
[0041 ]本實施例中的臨界pH是即時在線變化的，平均值約為8.5。
[0042]游離氨對氨氧化菌的抑制閾值為10mg/L，即超過此值即會出現游離氨對AOB的抑 制作用，本實施例的抑制閾值是在現有文獻的基礎上結合試驗得到的。
[0043] (2)根據抑制閾值計算得到的臨界pH值，通過酸堿加藥罐向好氧池投加酸或者堿， 將硝化階段運行PH值調制接近臨界pH值運行，即臨界pH值向下波動0.2~0.5，試驗結果表 明相對較高的運行pH值有利于提高氨氧化率，硝化過程中氨氧化率隨著pH的增加而增加 (圖2所示）；
[0044] (3)通過此控制方法，控制游離氨一直處于抑制閾值以下，硝化過程將運行在無游 離氨抑制的條件下，并把曝氣池溶解氧控制在4~6mg/L，有利于氨氧化菌對NH 4+的氧化。
[0045] 經此方法連續運行1個月，此廢水處理站的氨氮去除率達95%以上，比沒有采用此 方案時提高了 45%左右，且出水NH/-N穩定，均小于50mg/L，達到園區污水廠接管標準。采用 此方法處理高氨氮廢水效果良好，達到一定的經濟和社會效益。
[0046] 本實施例中，臨界pH與運行pH均是隨著進水NH/-N濃度和溫度動態變化的，并在較 大的進水氨氮范圍內反復證明可靠，適用于一切高氨氮進水的曝氣池。
【主權項】
1. 一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，其步驟為： (1) 實時監測厭氧系統出水或A/0系統進水中的即時NH4+-腳農度、溫度T和pH值； (2) 根據步驟（1)中測定的即時NH4+-腳^度、溫度T和pH計算水中即時游離氨濃度，比較 即時游離氨濃度與游離氨對AOB的抑制闊值，如果即時游離氨濃度超過抑制闊值則根據抑 審IJ闊值、即時NH4+-腳農度和溫度T計算出相應的臨界pH值； (3) 調節控制硝化過程中廢水的pH值恒定在稍低于臨界pH值的條件下運行。2. 根據權利要求1所述的一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，其特征在于:所述 步驟(2)中計算水中即時游離氨濃度和臨界pH值的公式為：化)： 其中，為水中即時游離氨畑3-N的濃度，mg/L; Aw; -y為步驟（1)中測定的即時N也+-腳農度，mg/L; T為步驟(1)中測定的水溫，°C; pH為步驟（1)中測定的pH值，無量綱。3. 根據權利要求1所述的一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，其特征在于:所述 游離氨對氨氧化菌的抑制闊值為lOmg/L，即超過此值就會出現游離氨對AOB的抑制作用。4. 根據權利要求1所述的一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，其特征在于:所述 步驟(3)中控制硝化過程中廢水的運行抑值比臨界抑值低0.2~0.5。5. 根據權利要求4所述的一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，其特征在于:所述 步驟(3)中用NaOH或肥1調節控制硝化過程中廢水的運行抑值。
【專利摘要】本發明公開了一種提高高濃度氨氮廢水處理效率的方法，屬于廢水處理技術領域。本發明通過解除游離氨對硝化的抑制作用，以達到氨氧化菌去除高氨氮的目的，包括如下步驟：(1)實時監測A/O系統進水的即時NH4+-N濃度、溫度T和pH值；(2)由游離氨計算公式算出即時游離氨濃度，如果即時游離氨濃度超過游離氨對氨氧化菌(AOB)的抑制閾值，則根據抑制閾值計算出相應的臨界pH值；(3)調節控制硝化過程中廢水的pH值恒定在稍低于臨界pH值的條件下運行。通過調節硝化過程的pH值解除游離氨對AOB抑制作用的方法，能使高氨氮制藥廢水中的氨氮去除率達到95％以上。此方法易于操作，不需要改進工藝，簡單實用。
【IPC分類】C02F3/34, C02F3/30, C02F101/16
【公開號】CN105540851
【申請號】CN201610152698
【發明人】戴建軍, 李鵬章
【申請人】南京大學鹽城環保技術與工程研究院
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年3月17日