一种基于沸石吸附-好氧生物再生氨氮废水亚硝化高效启动及活性恢复办法

本发明属于环境工程废水处理，公开了一种基于沸石吸附-好氧生物再生氨氮废水亚硝化高效启动及活性恢复办法，具体地说是涉及长期使用沸石滤料柱的生物膜法的效果恢复方法，使用稀释酸液对沸石滤料进行酸洗，实现氨氮废水的稳定亚硝化。

背景技术：

1、氨氮是水污染的主要污染物之一，水体环境和水质情况恶化形势不容乐观。加大水污染防治工作力度，进一步研发和应用更为先进的废水处理技术，已是目前水处理领域的迫切需求。

2、与传统生物脱氮技术相比，厌氧氨氧化技术可节约60％的曝气能耗与避免反硝化碳源的使用，是目前公认的低碳节能生物脱氮技术。该技术以氨氮废水稳定的亚硝化为基础，并要求进水中亚硝酸盐与氨氮浓度比值稳定在1.32左右，所以为了配合后续厌氧氨氧化，需要提供亚硝化溶液供给后续处理工序。

3、吸附法是一种常见的氨氮废水物理化学处理方法，通过氨氮吸附材料与水中铵离子进行离子交换以达到去除废水中氨氮的目的。在吸附完成后，需对吸附剂进行再生，如化学解吸再生或者生物化学再生，使吸附剂所吸附的氨氮释放出来，实现吸附剂的循环利用。有报道提出了一种“吸附联合厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法(申请号：201711478996.7)”，在该方法中，低浓度氨氮废水首先经过吸附处理，出水氨氮可达到一级a排放标准；在解吸再生过程中生物与化学解吸过程在同一个反应器中完成，从而获得同时含有亚硝酸盐与氨氮的再生液；最后再生液进行厌氧氨氧化处理，实现低碳脱氮。上述方法已在实验室阶段取得阶段性成果，然而在工程试验阶段，会出现诸多问题。第一，工程中需要使用大量滤料，滤料堆积，会影响布水效果，导致部分滤料吸附饱和而另外部分滤料吸附未达到极限；第二，氨氮废水的ph不会是理想状态，废水中通常含有较多钙镁离子，长期通入此种废水，钙镁离子与碱度反应产生碳酸钙、碳酸氢镁水垢，影响滤料吸附氨氮效果；第三，长期通入此种废水产生水垢，滤料孔隙表面堵塞，生物膜附着效果变差，无法发挥生化解吸的最大效率，降低生化解吸出水亚硝酸盐浓度，不利于反应器的持续稳定运行。

技术实现思路

1、为了解决相关问题，本发明的目的在于提供一种基于沸石吸附-好氧生物再生氨氮废水亚硝化高效启动及活性恢复办法。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现：

3、一种基于沸石吸附-好氧生物再生氨氮废水亚硝化高效启动及活性恢复办法，包括如下步骤：

4、s1、使用吸附-好氧生物再生方法处理氨氮废水，选取沸石作为吸附-好氧生物再生滤料，使用稀释酸液对吸附-再生滤料柱进行清洗，稀释酸液没过滤料，控制ph值为2～5，浸泡时间1～6小时；开启循环曝气，曝气频率为20～50hz；排出酸洗液，吸附-再生滤料柱亚硝化效果启动；

5、s2、向吸附-再生滤料柱通入氨氮废水，随着吸附进行，出水中氨氮浓度达到污水排放标准中的氨氮浓度限值时，停止进水；停止进水后，对吸附-再生滤料柱通入曝气，进行内循环好氧曝气生化解吸，同时投加碱度，发生亚硝化反应将氨氮转化为亚硝酸盐，获得的亚硝酸盐废水供给短程硝化反硝化和厌氧氨氧化工段使用；

6、s3、重复步骤s2，当运行到发现滤料结块现象、出水中氨氮浓度高于污水排放标准中的氨氮浓度限值、转化亚硝酸盐浓度低于平均值时，使用稀释酸液对吸附-再生滤料柱进行清洗，稀释酸液没过滤料，控制ph值为2～5，浸泡时间1～6小时；开启循环曝气，曝气频率为20～50hz；排出酸洗液，吸附-再生滤料柱吸附-再生亚硝化效果恢复，再继续重复步骤s2。氨氮的亚硝化转化速率下降的原因是通入的氨氮废水通常含有大量钙镁离子等，长期通入此种废水，钙镁离子与碱度反应产生碳酸钙、碳酸氢镁水垢，滤料会发生板结现象，无法均匀布水，其吸附效果会大打折扣，内部同时产生碳酸钙水垢等堵塞滤料孔隙，影响整体吸附-再生亚硝化效果，其氨氮转化效果也急剧变差，氨氮的亚硝化转化速率会下降80％以上。

7、进一步地，步骤s1和s3中所述的酸液为盐酸、氨基磺酸、柠檬酸中的任意一种或多种。

8、进一步地，步骤s1和s3中所述的沸石为对氨氮有吸附能力的天然沸石或人造沸石。

9、进一步地，步骤s1和s3中所述的沸石为40±10目。

10、进一步地，步骤s2中所述的氨氮废水进水氨氮浓度为90～120mg/l，进水硝氮浓度为40～60mg/l，ph为8.5～9.5。

11、进一步地，步骤s2中所述的碱度为碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的任意一种，投加量为0.6～1g/l。

12、进一步地，步骤s2中所述的曝气的条件为，溶解氧浓度5.0±1mg/l，时间12±4h。

13、进一步地，步骤s2中投加碱度后，调节ph为至8.5～9.5。

14、进一步地，步骤s2中所述的氨氮废水进水氨氮浓度为90～120mg/l，进水硝氮浓度为40～60mg/l，ph为8.5～9.5。

15、一种吸附-再生氨氮废水亚硝化装置，所述装置包括氨氮废水进水池1、吸附-再生滤料反应器4、吸附出水池7、亚硝化液储水池8、碱液加药桶12、稀释酸液加药桶15；

16、所述的氨氮废水进水池1通过进水泵2进入吸附-再生滤料反应器4，所述吸附-再生滤料柱反应器4设有进水口和出水口，进水口通入实际氨氮废水，连接的管道上设有进水泵2和进水阀门3，吸附出水排入吸附出水池7，解吸出水排入亚硝化液储水池8；

17、所述吸附出水池7管道上设有出水阀门6；

18、所述亚硝化液储水池8管道上设有解吸出水阀门9；

19、所述吸附-再生滤料柱反应器4内部填入沸石5，底部连接曝气风机11，碱度加药桶12和稀释酸液加药桶15连接管道进入吸附-再生滤料柱反应器4；

20、所述曝气风机11通过管道与吸附-再生滤料柱反应器4连接，管道上设有曝气阀门10。

21、所述碱度加药桶12通过管道与吸附-再生滤料柱反应器4连接，碱液通过加药泵13泵入吸附-再生滤料柱反应器4，同时设有加药阀门14进行调控；

22、所述稀释酸液加药桶15通过管道与吸附-再生滤料柱反应器4连接，用于添加稀释酸液。

23、上述吸附-再生氨氮废水亚硝化装置的使用方法，包括如下步骤：

24、(1)在稀释酸液加药桶15中加入稀释酸液，使用稀释酸液对吸附-再生滤料柱反应器4中的滤料进行清洗，稀释酸液没过滤料，控制ph值为2～5，浸泡时间1～6小时；开启循环曝气，曝气频率为20～50hz；排出酸洗液，吸附-再生滤料柱亚硝化效果启动；

25、(2)按照吸附-好氧生物再生方法运行设备；当运行到发现滤料结块现象、出水中氨氮浓度高于污水排放标准中的氨氮浓度限值、转化亚硝酸盐浓度低于平均值时，停止运行，并在稀释酸液加药桶15中加入稀释酸液，使用稀释酸液对吸附-再生滤料柱反应器4中的滤料进行清洗，稀释酸液没过滤料，控制ph值为2～5，浸泡时间1～6小时；开启循环曝气，曝气频率为20～50hz；排出酸洗液，吸附-再生滤料柱亚硝化效果恢复，再继续按照吸附-好氧生物再生方法运行设备。

26、进一步地，所述的按照吸附-好氧生物再生方法运行设备是指：氨氮废水进水池1中的氨氮废水通过进水泵2不断泵入吸附-再生滤料柱反应器4，随着吸附进行，出水排入吸附出水池7，其出水中氨氮浓度会逐渐增大，当出水中氨氮浓度达到污水排放标准中的氨氮浓度限值时，停止进水，关闭进水阀门3和出水阀门6；停止进水后，曝气风机11开启，对吸附-再生滤料柱反应器4通入曝气，进行内循环曝气生化解吸，曝气同时投加碱度，碱度加药桶12中碱液通过加药泵13泵入吸附-再生滤料柱反应器4，发生亚硝化反应将氨氮转化为亚硝酸盐，当解吸水亚硝酸盐浓度达到预设值，关闭加药泵13，关闭加药阀门14，开启解吸出水阀门9，解吸出水流入亚硝化液储水池8，获得的亚硝酸盐废水。

27、本发明的原理：氨氮的稳定亚硝化是低碳节能的生物脱氮技术—短程硝化反硝化，以及厌氧氨氧化的关键工序。采用沸石吸附-好氧生物再生氨氮废水亚硝化，往往进水中含有较高的钙镁等硬度，而在沸石滤料柱长期进入含钙镁离子的氨氮废水，其滤料会发生板结现象，内部同时产生碳酸钙水垢等堵塞滤料孔隙，影响整体吸附-再生亚硝化效果；无法均匀布水，其氨氮转化效果也急剧变差，氨氮的亚硝化转化速率会下降80％以上。使用氨基磺酸，柠檬酸，盐酸对滤料柱进行酸洗浸泡，控制酸洗浸泡的ph值为2～5，浸泡时间1～6小时，酸洗后，排出酸洗液，沸石滤料柱吸附-好氧生物再生亚硝化效果迅速得到恢复，即解决了沸石填料柱的结垢堵塞问题，微生物氨氧化菌(aob)活性恢复更快使之受酸洗影响小，而亚硝酸盐氧化菌(nob)被酸洗淘汰，亚硝酸盐累积率(nar)迅速达到90％以上。此方法同样适用于反应器快速启动淘洗nob，由于氨氧化菌(aob)的富集速度快，使得反应器快速淘汰杂菌，保留aob，保证稳定亚硝化。本发明的方法提供了一种长期使用沸石滤料柱的生物膜法的效果高效恢复方法，实现氨氮废水的稳定亚硝化和低碳节能地处理。

28、本发明具有以下优点与技术效果：

29、本发明通过吸附处理保证氨氮废水的达标处理，而被吸附的氨氮则通过生化解吸转化为亚硝酸盐。在工程实际运用中，沸石滤料柱长期进入含钙镁离子的氨氮废水，滤料产生结块和结垢，吸附/再生滤料反应器效果变差，氨氮的亚硝化转化速率，即可使用此方法，稀释酸液清洗滤料孔隙的水垢氨氧化菌受酸洗影响小，滤料柱吸附-好氧生物再生亚硝化效果快速恢复，同时亦可实现反应器初期启动快速淘汰杂菌，保留aob，实现氨氮废水的稳定亚硝化和低碳节能地处理。