公布日：2023.09.05
申請日：2023.07.12
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/78(2023.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種焦化廢水的物化‑生物相結合的高效脫氮技術，涉及廢水處理技術領域，所述方法為：選擇性吸附‑預氧化，焦化廢水中的含氮雜環類物質和硫氰化物毒性物質被選擇性吸附‑預氧化轉化，含氮雜環被轉化而不是被礦化，因此能節約大量的氧化劑，同時解決了傳統的預氧化工藝如臭氧、芬頓等，選擇性差、優先氧化小分子有機物、停留時間短，氧利用率低等問題，提高了廢水的生物可利用度；穩定亞硝化，采用載體強化的穩定亞硝化技術，可實現氨氧化菌的固定，使亞硝酸鹽的穩定生成；厭氧氨氧化，采用載體強化的厭氧氨氧化技術，可避免厭氧氨氧化菌的生長緩慢、敏感、容易被洗出反應器等問題。
權利要求書
1.一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術，其特征在于：所述方法為：步驟一：選擇性吸附-預氧化，將經過脫氨和脫油處理的焦化廢水首先輸送進入預處理池，經由特殊吸附位點的固體吸附材料，定向吸附含氮雜環類物質，吸附后的污染物經氧化劑定向轉化，最后將經過吸附-預氧化后的焦化廢水進行調堿或調酸，使pH能滿足后續生化的進水條件；步驟二：穩定亞硝化單元，經過預氧化的焦化廢水輸送至亞硝化容器內部，通過采用載體強化的穩定亞硝化技術，可實現亞硝酸鹽的穩定生成，所述載體強化的穩定亞硝化，材料采用對微生物無害的材質，且載體強化的穩定亞硝化，載體采用粗糙表面制造，使生物膜快速附著和定殖；步驟三：厭氧氨氧化單元，采用載體強化的厭氧氨氧化技術，可避免厭氧氨氧化菌的生長緩慢、敏感、容易被洗出反應器，材料采用對微生物無害的材質，以促進厭氧氨氧化菌的快速生長和定殖，且載體采用比表面較大的殼聚糖材質，給厭氧氨氧化菌巨大的附著位點，其中收集所產氮氣進行回流攪拌，以防止厭氧氨氧化顆粒污泥沉降所引起的傳質減弱。
2.根據權利要求1所述一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術，其特征在于：所述步驟一中通過含氮雜環類有機物的選擇性吸附的有機物為喹啉、吡啶。
3.根據權利要求1所述一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術，其特征在于：所述選擇性吸附以聚丙烯、纖維活性炭、硅酸鹽等為原料，進行吸附材料的合成，為含氮雜環提供多種特異性吸附位點。
4.根據權利要求1所述一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術，其特征在于：所述選擇性吸附的材料需要均勻的涂抹在無機陶瓷膜表面。
5.根據權利要求1所述一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術，其特征在于：所述選擇性吸附配以攪拌，以提高吸附材料對含氮雜環的吸附效果。
6.根據權利要求1所述一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術，其特征在于：所述選擇性吸附處理單元的水力停留時間不低于35-50分鐘。
7.根據權利要求1所述一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術，其特征在于：所述原位氧化采用以氧化鋁、氧化鈦、氧化硅等為骨架的無機陶瓷膜為載體和預氧化通道。
8.根據權利要求1所述一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術，其特征在于：所述原位氧化采用臭氧、芬頓、過硫酸鹽等氧化劑通過陶瓷膜通道與吸附在選擇性吸附材料表面的有機物相互作用，所述原位氧化的氧化劑投加量控制在礦化含氮雜環使用量的20％-30％，使含氮雜環類有機物發生輕微轉化，所述原位氧化的對含氮雜環的去除率約為60％-70％，所述原位氧化的氧化劑投加量控制在礦化含氮雜環使用量的20％-30％，使含氮雜環類有機物發生輕微轉化。
9.根據權利要求1所述一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術，其特征在于：所述的穩定亞硝化，主要包括載體強化、曝氣量和污泥齡的控制，所述穩定亞硝化出水的氨氮與亞硝酸鹽比值約為0.95-1.05，所述載體強化的穩定亞硝化，載體采用片狀復合載體，以減少生物膜在不同深度DO發生梯度衰減的效果，保持DO穩定，沒有死區的存在，曝氣量控制的穩定亞硝化，DO需控制在0.75-1.20mg/L，以生成的硝酸鹽含量很少，且曝氣裝置采用曝氣盤和旋流攪拌相結合的曝氣方式，以更好的洗出亞硝酸鹽氧化菌，污泥齡控制的穩定亞硝化，污泥齡控制在8-12d。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供了一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術，解決了背景技術中所提出的傳統的預氧化工藝如臭氧、芬頓等，選擇性差，會優先氧化小分子有機物，對吡啶、喹啉的轉化作用有限，臭氧氧化還存在停留時間短，氧利用率低等問題，限制了這些方法的應用和推廣的問題。
為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術，所述方法為：
步驟一：選擇性吸附-預氧化，將經過脫氨和脫油處理的焦化廢水首先輸送進入預處理池，經由特殊吸附位點的固體吸附材料，定向吸附含氮雜環類物質，吸附后的污染物經氧化劑定向轉化，最后將經過吸附-預氧化后的焦化廢水進行調堿或調酸，使pH能滿足后續生化的進水條件；
步驟二：穩定亞硝化單元，經過預氧化的焦化廢水輸送至亞硝化容器內部，通過采用載體強化的穩定亞硝化技術，可實現亞硝酸鹽的穩定生成，所述載體強化的穩定亞硝化，材料采用對微生物無害的材質，且載體強化的穩定亞硝化，載體采用粗糙表面制造，使生物膜快速附著和定殖；
步驟三：厭氧氨氧化單元，采用載體強化的厭氧氨氧化技術，可避免厭氧氨氧化菌的生長緩慢、敏感、容易被洗出反應器，材料采用對微生物無害的材質，以促進厭氧氨氧化菌的快速生長和定殖，且載體采用比表面較大的殼聚糖材質，給厭氧氨氧化菌巨大的附著位點，其中收集所產氮氣進行回流攪拌，以防止厭氧氨氧化顆粒污泥沉降所引起的傳質減弱。
優選的，所述步驟一中通過含氮雜環類有機物的選擇性吸附的有機物為喹啉、吡啶。
優選的，所述選擇性吸附以聚丙烯、纖維活性炭、硅酸鹽等為原料，進行吸附材料的合成，為含氮雜環提供多種特異性吸附位點。
優選的，所述選擇性吸附的材料需要均勻的涂抹在無機陶瓷膜表面。
優選的，所述選擇性吸附配以攪拌，以提高吸附材料對含氮雜環的吸附效果。
優選的，所述選擇性吸附處理單元的水力停留時間不低于35-50分鐘。
優選的，所述原位氧化采用以氧化鋁、氧化鈦、氧化硅等為骨架的無機陶瓷膜為載體和預氧化通道。
優選的，所述原位氧化采用臭氧、芬頓、過硫酸鹽等氧化劑通過陶瓷膜通道與吸附在選擇性吸附材料表面的有機物相互作用，所述原位氧化的氧化劑投加量控制在礦化含氮雜環使用量的20％-30％，使含氮雜環類有機物發生輕微轉化，所述原位氧化的對含氮雜環的去除率約為60％-70％，所述原位氧化的氧化劑投加量控制在礦化含氮雜環使用量的20％-30％，使含氮雜環類有機物發生輕微轉化。
優選的，所述的穩定亞硝化，主要包括載體強化、曝氣量和污泥齡的控制，所述穩定亞硝化出水的氨氮與亞硝酸鹽比值約為0.95-1.05，所述載體強化的穩定亞硝化，載體采用片狀復合載體，以減少生物膜在不同深度DO發生梯度衰減的效果，保持DO穩定，沒有死區的存在，曝氣量控制的穩定亞硝化，DO需控制在0.75-1.20mg/L，以生成的硝酸鹽含量很少，且曝氣裝置采用曝氣盤和旋流攪拌相結合的曝氣方式，以更好的洗出亞硝酸鹽氧化菌，污泥齡控制的穩定亞硝化，污泥齡控制在8-12d。
本發明提供了一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術。具備以下有益效果：
該一種焦化廢水的物化-生物相結合的高效脫氮技術，焦化廢水中的含氮雜環類物質被選擇性吸附-預氧化去除；含氮雜環被轉化而不是被礦化，因此能節約大量的氧化劑；采用載體強化的穩定亞硝化技術，可實現亞硝酸鹽的穩定生成；采用載體強化的厭氧氨氧化技術，可避免厭氧氨氧化菌的生長緩慢、敏感、容易被洗出反應器等缺點，解決了傳統的預氧化工藝如臭氧、芬頓等，選擇性差，會優先氧化小分子有機物，對吡啶、喹啉的轉化作用有限，臭氧氧化還存在停留時間短，氧利用率低等問題，限制了這些方法的應用和推廣的問題。
（發明人：賀裕鵬;云洋;李秀麗;武曉暉;趙仲鶴;劉旭;李娟娟）
