公布日：2022.08.05
申請(qǐng)日：2022.04.29
分類號(hào)：C02F3/30(2006.01)I;C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，以亞硫酸氫鹽為還原劑調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的濃度≤100mg/L。本發(fā)明中，以亞硫酸氫鹽為還原劑，可實(shí)時(shí)、高效、準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)廢水中三價(jià)鐵離子濃度并使其降低至限值以下，而且由此產(chǎn)生的產(chǎn)物(如亞鐵離子、氫離子)也能作為厭氧氨氧化菌種生長(zhǎng)所需的微量元素以及調(diào)節(jié)堿度的酸，因而利用厭氧氨氧化工藝處理高鐵濃度含氮廢水時(shí)能夠顯著提高厭氧氨氧化的運(yùn)行穩(wěn)定性，有利于高效完成對(duì)高鐵濃度含氮廢水的脫氮處理。本發(fā)明調(diào)控方法，具有實(shí)時(shí)、高效等優(yōu)點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確調(diào)節(jié)廢水中三價(jià)鐵離子濃度，使用價(jià)值高，應(yīng)用前景好，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高鐵濃度含氮廢水的有效處理具有重要意義。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，其特征在于，以亞硫酸氫鹽為還原劑調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的濃度≤100mg/L，包括以下步驟：S1、將高鐵濃度含氮廢水進(jìn)行亞硝化反應(yīng)，得到亞硝化污泥；S2、將步驟S1中得到的亞硝化污泥進(jìn)行泥水分離，得到回流污泥和亞硝化清液；S3、將亞硫酸氫鹽加入到步驟S2中得到的亞硝化清液中進(jìn)行還原處理，使三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化成二價(jià)鐵離子；采用亞硫酸氫鹽調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子濃度的過(guò)程中，還包括以下處理：當(dāng)廢水中三價(jià)鐵離子的濃度低于60mg/L時(shí)，停止加入亞硫酸氫鹽；步驟S3中，調(diào)節(jié)三價(jià)鐵離子濃度完成后，還包括以下處理：對(duì)亞硝化清液進(jìn)行厭氧氨氧化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，其特征在于，所述亞硫酸氫鹽以溶液的形式加入到高鐵濃度含氮廢水中；所述亞硫酸氫鹽溶液的質(zhì)量濃度為1%-10%；所述亞硫酸氫鹽為亞硫酸氫鈉和/或亞硫酸氫鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，其特征在于，采用裝置調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的濃度；所述裝置包括通過(guò)管道依次連通的亞硝化反應(yīng)器、超濾器和厭氧氨氧化反應(yīng)器，所述超濾器和厭氧氨氧化反應(yīng)器之間的管道上設(shè)有用于還原三價(jià)鐵離子的調(diào)節(jié)槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，其特征在于，所述裝置還包括用于監(jiān)測(cè)管道中三價(jià)鐵離子含量的傳感器、用于往調(diào)節(jié)槽中添加還原劑的注入器和用于調(diào)節(jié)注入器注入量的調(diào)控器；所述傳感器設(shè)于調(diào)節(jié)槽和厭氧氨氧化反應(yīng)器之間的管道中；所述傳感器通過(guò)管線連接在調(diào)控器上，所述注入器與調(diào)控器之間通過(guò)管線連接，所述注入器和傳感器通過(guò)調(diào)控器實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖；所述調(diào)控器為PLC調(diào)控器或單片機(jī)；所述注入器上還連通有還原劑存儲(chǔ)罐。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，其特征在于，采用所述裝置調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的濃度時(shí)，包括以下步驟：（1）將高鐵濃度含氮廢水通入到亞硝化反應(yīng)器中進(jìn)行亞硝化反應(yīng)，得到亞硝化污泥；（2）將步驟（1）中得到的亞硝化污泥通入到超濾器中進(jìn)行泥水分離，得到回流污泥和亞硝化清液；（3）將步驟（2）中得到的亞硝化清液通入到調(diào)節(jié)槽中，加入亞硫酸氫鹽溶液對(duì)亞硝化清液中的三價(jià)鐵離子進(jìn)行還原處理，使三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化成二價(jià)鐵離子；（4）將步驟（3）中調(diào)節(jié)三價(jià)鐵離子濃度后的亞硝化清液通入到厭氧氨氧化反應(yīng)器中進(jìn)行厭氧氨氧化處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，其特征在于，步驟（3）中，在利用調(diào)節(jié)槽調(diào)節(jié)三價(jià)鐵離子濃度的過(guò)程中，還包括以下處理：采用傳感器監(jiān)測(cè)管道中三價(jià)鐵離子的濃度，當(dāng)管道中三價(jià)鐵離子的濃度超過(guò)100mg/L時(shí)，通過(guò)調(diào)控器調(diào)節(jié)注入器的注入量，將亞硫酸氫鹽溶液注入到調(diào)節(jié)槽中；當(dāng)管道中三價(jià)鐵離子的濃度低于60mg/L時(shí)，停止注入亞硫酸氫鹽溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，其特征在于，所述高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的初始濃度≥60mg/L。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，該調(diào)控方法能夠?qū)崟r(shí)、高效、準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的濃度，從而高鐵濃度含氮廢水的厭氧氨氧化處理工藝能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，以亞硫酸氫鹽為還原劑調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的濃度≤100mg/L。
上述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，包括以下步驟：
S1、將高鐵濃度含氮廢水進(jìn)行亞硝化反應(yīng)，得到亞硝化污泥；
S2、將步驟S1中得到的亞硝化污泥進(jìn)行泥水分離，得到回流污泥和亞硝化清液；
S3、將亞硫酸氫鹽加入到步驟S2中得到的亞硝化清液中進(jìn)行還原處理，使三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化成二價(jià)鐵離子。
上述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述亞硫酸氫鹽以溶液的形式加入到高鐵濃度含氮廢水中；所述亞硫酸氫鹽溶液的質(zhì)量濃度為1％-10％；所述亞硫酸氫鹽為亞硫酸氫鈉和/或亞硫酸氫鉀。
上述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，采用亞硫酸氫鹽調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子濃度的過(guò)程中，還包括以下處理：當(dāng)廢水中三價(jià)鐵離子的濃度低于60mg/L時(shí)，停止加入亞硫酸氫鹽。
上述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，步驟S3中，調(diào)節(jié)三價(jià)鐵離子濃度完成后，還包括以下處理：對(duì)亞硝化清液進(jìn)行厭氧氨氧化處理。
上述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，采用裝置調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的濃度；所述裝置包括通過(guò)管道依次連通的亞硝化反應(yīng)器、超濾器和厭氧氨氧化反應(yīng)器，所述超濾器和厭氧氨氧化反應(yīng)器之間的管道上設(shè)有用于還原三價(jià)鐵離子的調(diào)節(jié)槽。
上述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述裝置還包括用于監(jiān)測(cè)管道中三價(jià)鐵離子含量的傳感器、用于往調(diào)節(jié)槽中添加還原劑的注入器和用于調(diào)節(jié)注入器注入量的調(diào)控器；所述傳感器設(shè)于調(diào)節(jié)槽和厭氧氨氧化反應(yīng)器之間的管道中；所述傳感器通過(guò)管線連接在調(diào)控器上，所述注入器與調(diào)控器之間通過(guò)管線連接，所述注入器和傳感器通過(guò)調(diào)控器實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖；所述調(diào)控器為PLC調(diào)控器或單片機(jī)；所述注入器上還連通有還原劑存儲(chǔ)罐。
上述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，采用所述裝置調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的濃度時(shí)，包括以下步驟：
(1)將高鐵濃度含氮廢水通入到亞硝化反應(yīng)器中進(jìn)行亞硝化反應(yīng)，得到亞硝化污泥；
(2)將步驟(1)中得到的亞硝化污泥通入到超濾器中進(jìn)行泥水分離，得到回流污泥和亞硝化清液；
(3)將步驟(2)中得到的亞硝化清液通入到調(diào)節(jié)槽中，加入亞硫酸氫鹽溶液對(duì)亞硝化清液中的三價(jià)鐵離子進(jìn)行還原處理，使三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化成二價(jià)鐵離子；
(4)將步驟(3)中調(diào)節(jié)三價(jià)鐵離子濃度后的亞硝化清液通入到厭氧氨氧化反應(yīng)器中進(jìn)行厭氧氨氧化處理。
上述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，步驟(3)中，在利用調(diào)節(jié)槽調(diào)節(jié)三價(jià)鐵離子濃度的過(guò)程中，還包括以下處理：采用傳感器監(jiān)測(cè)管道中三價(jià)鐵離子的濃度，當(dāng)管道中三價(jià)鐵離子的濃度超過(guò)100mg/L時(shí)，通過(guò)調(diào)控器調(diào)節(jié)注入器的注入量，將亞硫酸氫鹽溶液注入到調(diào)節(jié)槽中；當(dāng)管道中三價(jià)鐵離子的濃度低于60mg/L時(shí)，停止注入亞硫酸氫鹽溶液。
上述的厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的初始濃度≥60mg/L。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
(1)本發(fā)明還提供了一種厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，是以亞硫酸氫鹽為還原劑，調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的濃度≤100mg/L，具體來(lái)說(shuō)，以亞硫酸氫鹽為還原劑，能夠?qū)U水中的三價(jià)鐵離子還原成二價(jià)鐵離子，可實(shí)時(shí)、高效、準(zhǔn)確的將廢水中三價(jià)鐵離子濃度降低至限值以下，進(jìn)而使得高鐵濃度含氮廢水的三價(jià)鐵離子濃度能夠滿足氧氨氧化工藝的進(jìn)水要求，因此利用厭氧氨氧化工藝處理高鐵濃度含氮廢水時(shí)，厭氧氨氧化菌活性及反應(yīng)速率能夠穩(wěn)定保持較高水平，由此能夠確保厭氧氨氧化工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，最終有利于實(shí)現(xiàn)廢水的有效脫氮，更為重要的是，由亞硫酸氫鹽還原而得的二價(jià)鐵離子，作為厭氧氨氧化菌生長(zhǎng)所需的微量元素，能促進(jìn)厭氧氨氧化菌中血紅蛋白的生成，而且還原過(guò)程中產(chǎn)生的氫離子則可以中和厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度，在有效減少酸投加量的前提下也能夠維持厭氧氨氧化系統(tǒng)pH穩(wěn)定，進(jìn)而也能進(jìn)一步確保厭氧氨氧化工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)還原過(guò)程中產(chǎn)生的硫酸根對(duì)厭氧氨氧化菌無(wú)影響。實(shí)際上，除亞硫酸氫鹽外，其他的鹽類，如碳酸氫鹽或磷酸氫鹽，無(wú)還原性，均不能用于調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的濃度。本發(fā)明厭氧氨氧化工藝中高鐵濃度含氮廢水的調(diào)控方法，具有實(shí)時(shí)、高效等優(yōu)點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確調(diào)節(jié)廢水中三價(jià)鐵離子的濃度，使用價(jià)值高，應(yīng)用前景好。
(2)本發(fā)明調(diào)控方法中，采用裝置調(diào)節(jié)高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子的濃度，該裝置包括通過(guò)管道依次連通的亞硝化反應(yīng)器、超濾器和厭氧氨氧化反應(yīng)器，超濾器和厭氧氨氧化反應(yīng)器之間的管道上設(shè)有用于還原三價(jià)鐵離子的調(diào)節(jié)槽。本發(fā)明中，通過(guò)在厭氧氨氧化反應(yīng)器之前的管道上設(shè)置調(diào)節(jié)槽，通過(guò)調(diào)節(jié)槽的調(diào)節(jié)作用先將三價(jià)鐵離子還原成二價(jià)鐵離子，因而廢水在進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器之前其含有三價(jià)鐵離子的含量能夠降低至閾值以下，從而能夠避免高濃度三價(jià)鐵對(duì)厭氧氨氧化菌種活性產(chǎn)生的抑制作用，同時(shí)，這些由三價(jià)鐵離子還原而得的二價(jià)鐵離子還能夠作為厭氧氨氧化菌種生長(zhǎng)所需的微量元素，因而有利于提高厭氧氨氧化的反應(yīng)速率，最終有利于提高脫氮效果。本發(fā)明用于調(diào)控高鐵濃度含氮廢水中三價(jià)鐵離子濃度的裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、自動(dòng)化程度高、控制精確度高等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中三價(jià)鐵離子濃度的有效調(diào)控，更利于實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。
(3)本發(fā)明調(diào)控方法中，采用裝置還包括用于監(jiān)測(cè)管道中三價(jià)鐵離子含量的傳感器、用于往調(diào)節(jié)槽中添加還原劑的注入器和用于調(diào)節(jié)注入器注入量的調(diào)控器，其中注入器通過(guò)管線與調(diào)控器連接，傳感器也通過(guò)管線連接在調(diào)控器上，由此注入器和傳感器通過(guò)調(diào)控器實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖。本發(fā)明中，傳感器的設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管道中鐵含量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三價(jià)鐵離子含量，及時(shí)獲知厭氧氨氧化反應(yīng)器的入水水質(zhì)情況(包括三價(jià)鐵離子的濃度)，從而及時(shí)調(diào)整廢水中厭氧氨氧化反應(yīng)器的入水水質(zhì)，從而能夠及時(shí)避免因入水中鐵含量過(guò)高而對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利影響；與此同時(shí)，傳感器監(jiān)測(cè)獲得的管道中三價(jià)鐵離子濃度數(shù)據(jù)，通過(guò)電信號(hào)傳遞給調(diào)控器，通過(guò)傳感器自動(dòng)控制注入器中還原劑的注入時(shí)機(jī)、注入量，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管道中三價(jià)鐵離子濃度的實(shí)時(shí)調(diào)控和自動(dòng)化控制，不僅自動(dòng)化程度高，而且控制精確度更高，更有利于節(jié)約勞動(dòng)力以及節(jié)省處理成本，同時(shí)能夠更加及時(shí)的緩解高鐵濃度含氮廢水對(duì)厭氧氨氧化工藝所帶來(lái)的眾多不利影響，最終更有利于實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化的穩(wěn)定運(yùn)行。
（發(fā)明人：張浩;代思蒙;劉曉峰;王勇）
