纳滤-亚硝化/厌氧氨氧化-非均相电催化反渗透浓水高效处理技术_重污染行业水污染控制_水专项_技术

应用领域：

技术应用形成：; 药剂; 菌剂; 材料; 仪器; 装备; 服务; 其他;

技术成熟度：; 示范工程; 中试; 推广应用; 产业化; 市场化;

知识产权形式：

技术简介/摘要

技术简介：反渗透浓水以及膜污染导致通量衰减一直以来都是膜技术应用所无法避免的难点和障碍。本技术以亚硝化/厌氧氨氧化-非均相电催化方法处理膜法浓水，并创新性提出壳聚糖改性方法制备抗污染、廉价膜材料，可有效解决以上难题，能够推进膜技术的广泛应用。

取得的技术突破：抚顺石化腈纶厂废水处理采用“厌氧（A）-生物好氧（O）-化学氧化-混凝沉淀-缺氧-生物流化-硝化-生物碳”工艺流程，虽然工艺中生物流化和硝化单元水力停留时间达到27 h，NH4+-N去除率却不足20.0%，出厂水中NH4+-N在170~190 mg/L左右，TN在200 mg/L以上，超标问题严重。研究确认腈纶废水中含有丙烯腈低聚物、烃类、二甲基甲酰胺等硝化抑制剂。针对抚顺腈纶厂废水处理现状，创新性提出纳滤-亚硝化/厌氧氨氧化技术，其中以纳滤单元完成NH4+-N与硝化抑制剂分离，使亚硝化单元能够完成NH4+-N氧化作用，以亚硝化/厌氧氨氧化单元实现高浓度NH4+-N无需外加碳源的自养脱氮，同时创新性提出了非均相电催化氧化技术，以负载型羟基氧化铁（FeOOH）作为固相催化剂和三维粒子扩展阴极，利用阴极区发生的异相Fenton-like反应生成的羟基自由基，无选择地与反渗透浓水中的NH4+-N、难降解有机污染物发生快速链式反应。固相催化剂可连续使用，运行成本低，处理费用省。该技术可有效处理含高浓度NH4+-N的膜分离法浓水，且运行成本低廉，具有广泛的应用前景。

推广应用案例

应用效果：小试试验表明，应用纳滤-亚硝化/厌氧氨氧化-非均相电催化技术处理抚顺石化腈纶厂二级处理出水，其优化的运行参数为：产水量500 L/h，过膜压差0.3 MPa，产水率40.0%~60.0%；COD去除率可达80.0%以上，产水COD浓度低于50 mg/L，其一价盐通过率为67.0%，二价盐通过率为15.0%。厌氧氨氧化单元控制反应温度为30~35℃，停留时间6 h，实现了厌氧氨氧化菌的快速倍增以及对实际腈纶废水的高效处理。厌氧氨氧化菌倍增时间为0.09 d-1，对NO2--N与NH4+-N的去除率均可达到90.0%以上；非均相电催化氧化技术处理抚顺石化腈纶厂纳滤浓水，在水力停留时间4.0 h，电解池槽压1.5~3.0 V，近中性和室温条件下，均取得了较好的处理效果，COD去除率可达80.0%以上，实现了对实际有机物污染废水的高效处理。

经济性分析：厌氧氨氧化过程以NH4+-N作为电子供体、亚硝酸盐作为电子受体，形成最终产物氮气，可以实现不需外加碳源的完全自养脱氮，大幅度减少曝气量，污泥产量和二氧化碳排放量可减少90.0%，是目前已知最为经济的生物脱氮途径；而与传统的生物硝化-反硝化相比较，亚硝化-厌氧氨氧化技术可减少64.0%左右的曝气量需求，纳滤-亚硝化/厌氧氨氧化技术可实现无需外加碳源的自养脱氮。负载型FeOOH催化剂的载体材料为煤质柱状活性炭，大约3500元/t。固相催化剂可连续使用，无需频繁更换，处理过程中产生的费用基本来自H2O2的投加。此外，该体系可在中性条件下运行，减少了酸碱用量；而处理过程中无化学污泥产生，避免了后期对铁泥的处理，大大降低了处理成本。吨水处理成本为7.8元/t。

先进性分析：该技术应用国际最新生物脱氮技术厌氧氨氧化来完成缺乏有机碳源的高浓度NH4+-N废水的高效生物脱氮，并耦合纳滤技术完成硝化抑制剂的有效分离，对于含有硝化抑制成分的工业废水处理提供了创新性思路和技术，纳滤-亚硝化/厌氧氨氧化技术从单元和流程方面都具有先进性。而非均相电催化技术可无选择地将不可生化的高分子转化为可生化处理的小分子化合物，有机污染物降解处理的反应过程迅速，废水停留时间短；所需设备体积小，占地面积小，建设工期短，运行成本低，处理费用省；可多组串、并联，处理能力扩充灵活，与其他处理工艺配套性强；催化剂使用寿命长，经济有效。

应用前景分析：该技术可在不投加外加碳源的条件下实现膜法浓水的脱碳和除氮的功能，可解决膜法浓水处理空白和瓶颈的问题，且曝气量、剩余污泥产生量和二氧化碳排放量均大幅度降低，因此，对于日益增多的膜分离法处理项目浓水的处理具有很好的适用性和应用前景。

图片及案例

工艺流程图：