申请日2015.09.30
公开(公告)日2017.04.05
IPC分类号C02F3/12; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种含氨废水的生物处理方法，包括以活性污泥作为载体，在MLSS为1000～2000mg/L条件下投加微生物生长促进剂，控制DO为2.0～4.0mg/L;待氨氮去除率达到50%～70%时投加脱氮微生物菌剂和微生物生长促进剂，同时降低DO至1.0～2.0mg/L;待氨氮去除率达80%以上时，降低DO至0.1～1.0mg/L;所述微生物生长促进剂包括金属盐和多胺类物质，其中金属盐为40～100重量份，多胺类物质为5～30重量份，所述金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成。本发明通过向处理系统中投加脱氮微生物菌剂和特定微生物生长促进剂，并结合溶解氧浓度的控制，不仅能实现同一反应器内氨氮、总氮的高效脱除，还能够高效去除废水中的难降解有机物，提高出水水质。
权利要求书
1.一种含氨废水的生物处理方法，其特征在于包括如下内容：以污水处理厂活性污泥作为微生物载体，在污泥浓度为1000～2000mg/L条件下投加微生物生长促进剂，在起始阶段控制溶解氧浓度为2.0～4.0mg/L;待氨氮去除率达到50%～70%时投加脱氮微生物菌剂和微生物生长促进剂，同时降低溶解氧浓度至1.0～2.0mg/L;待氨氮去除率达到80%以上时，降低溶解氧浓度至0.1～1.0mg/L;所述的微生物生长促进剂包括金属盐和多胺类物质，其中金属盐为40～100重量份，多胺类物质为5～30重量份;所述的金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂中的金属盐是钙盐、镁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩尔比为(5～15):(5～25):(0.5～5);或者是钙盐、亚铁盐和铜盐，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为(5～15):(1～8):(0.5～5);或者是钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为(5～15):(5～25):(1～8):(0.5～5)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂中的钙盐为CaSO4或者CaCl2，镁盐为MgSO4或者Mg Cl2，亚铁盐为FeSO4或者FeCl2，铜盐为CuSO4或者CuCl2。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂中的多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂中还包括无机酸羟胺，含量为0.5～15重量份。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述无机酸羟胺为盐酸羟胺、硫酸羟胺或者磷酸羟胺中的一种或几种，含量为2～10重量份。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：起始阶段微生物生长促进剂的投加量按照污水处理系统中促进剂浓度10～40mg/L进行投加。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：污水处理厂活性污泥可以来自炼油污水处理厂、催化剂污水处理厂或者是城市污水处理厂。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：脱氮微生物菌剂含有节杆菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1和水氏黄杆菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2中的一种或两种，脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3和甲基杆菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3中的一种或两种，同时含有沼泽考克氏菌(Kocuria palustris)FSDN-A和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)FSDN-C，六种菌株为CN102465105、CN102465106、CN102465104、CN102465103、CN103103141、CN103103142所述的菌株。
10.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于：待氨氮去除率达到50%～70%时，每天按照每小时所处理废水体积的0.001%～0.01%向系统内投加菌剂，同时按照污水处理系统中促进剂浓度5～25mg/L投加微生物生长促进剂。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所处理废水中氨氮浓度为30～400mg/L，COD为600～2000mg/L，BOD为100～500mg/L;控制废水处理过程中温度为20～40℃，pH为7.0～9.0。
说明书
一种含氨废水的生物处理方法
技术领域
本发明属于废水生物处理技术领域，具体涉及一种含氨废水的生物处理方法。
背景技术
随着氮素污染的加剧和公众环保意识的不断增强，社会对环境的要求日益提高，目前对外排废水中氨氮污染物的限制更加严格。2002年国家新颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》则提出了更高的氨氮排放标准(≤8mg/L，若回用≤5mg/L)。“十二五”规划中将氨氮列为总量控制指标之一，同时部分行业和地方将陆续制定更严格的总氮控制标准。因此，解决氨氮污染问题已成为环保科技工作的重要任务。
生物脱氮是解决氮素污染较为经济有效的方法之一。不管是传统的微生物附着型废水处理构筑物还是新开发的高效生物膜处理系统，负责脱氮的微生物主要是自养硝化菌。自养细菌自身的增殖速度慢、在混合培养的活性污泥系统中无法与异养细菌竞争、难以获得较高的生物量、硝化效率低，导致自养微生物脱氮系统抗冲击能力弱、硝化作用不完全、总氮去除率低。所以一些新型的、效果更好的脱氮微生物，如异养硝化细菌、好氧反硝化细菌、厌氧氨氧化细菌等相继被发现。
异养硝化细菌生长速度快、细胞产率高、要求溶解氧浓度低、对环境的适应能力也强，与自养型硝化菌相比，虽然单位生物量的异养菌氧化铵盐的速率比自养菌慢，但其总体的氧化铵盐的速率并不比自养菌慢。有些异养微生物可在缺少有机碳源的条件下，进行氨的氧化获得生长所需的能量，也可以在有机物存在的条件下进行氨氧化，不获得能量，是一种次代谢过程，氨的氧化不受有机物的限制。因此异养硝化细菌作为一种新型的脱氮微生物倍受关注。国内外研究者在异养硝化微生物筛选、功能代谢途径、酶和基因等方面进行了广泛的研究，但是目前仍仅停留在实验室研究阶段，真正将异养硝化菌应用于实际工程中处理废水的实例并不多见。
CN101302485A公开了一种异养硝化微生物菌剂、其培养方法和用途，该菌剂含有嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophiliastrain DN 1.1)和恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida strain DN 1.2)，该菌剂能够有效脱除水体中的氨氮和总氮，还可以同时去除有机废水中的COD，适用于高浓度养殖废水处理。该菌剂在处理氨氮浓度为455～600mg/L的猪场废水时，实验运行至94～95h，对废水中氨氮的去除率达87%～88%，处理出水氨氮含量为59～72mg/L;处理95h后能够将进水790mg/L的总氮处理至164mg/L，总氮去除率为79.2%。CN200910021020.7公开了一种降氨氮和亚硝酸氮的水质改良微生态制剂的制备方法，该菌剂中涉及一株节杆菌CGMCC No.1282，但该发明的微生态制剂属于水产养殖技术及生态环境保护技术领域。CN201210130644.3公开了一种耐盐微生物菌剂及其制备方法，该微生物菌剂含有科氏葡萄球菌FSDN-C、节杆菌FDN-1、水氏黄杆菌FDN-2、脱氮副球菌DN-3和甲基杆菌SDN-3。CN201210130645.8公开了一种废水处理微生物菌剂及其制备方法，该微生物菌剂含有沼泽考克氏菌FSDN-A、节杆菌FDN-1、水氏黄杆菌FDN-2、脱氮副球菌DN-3和甲基杆菌SDN-3。但是，以上发明所涉及的微生物菌剂主要适用于处理含低COD且可生化性较好的废水，未见其在处理含难降解有机污染物的含氨废水时的效果。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种含氨废水的生物处理方法。本发明通过向处理系统中投加脱氮微生物菌剂和特定的微生物生长促进剂，并结合溶解氧浓度的控制，不仅能实现同一反应器内氨氮、总氮的高效脱除，还能够去除废水中的难降解有机污染物，提高出水水质。
本发明含氨废水的生物处理方法，包括如下内容：(1)以污水处理厂活性污泥作为微生物载体，在污泥浓度(MLSS)为1000～2000mg/L条件下投加微生物生长促进剂，控制溶解氧浓度(DO)为2.0～4.0mg/L，优选为2.0～3.0mg/L;(2)待氨氮去除率达到50%～70%时投加脱氮微生物菌剂和微生物生长促进剂，同时降低溶解氧浓度至1.0～2.0mg/L，优选为1.0～1.5mg/L;(3)待氨氮去除率达到80%以上时，降低溶解氧浓度至0.1～1.0mg/L，优选为0.1～0.5mg/L;所述的微生物生长促进剂包括金属盐和多胺类物质，其中金属盐为40～100重量份，优选为50～80重量份，多胺类物质为5～30重量份，优选为10～20重量份;所述的金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成。
本发明所述微生物生长促进剂中的金属盐可以是钙盐、镁盐和铜盐和/或亚铁盐，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩尔比为(5～15):(5～25):(0.5～5)，优选为(8～12):(10～20):(1～4);或者是钙盐、亚铁盐和铜盐，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为(5～15):(1～8):(0.5～5)，优选为(8～12):(2～6):(1～4);或者是钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为(5～15):(5～25):(1～8):(0.5～5)，优选为(8～12):(10～20):(2～6):(1～4)。
本发明所述微生物生长促进剂中的钙盐为CaSO4或者CaCl2，优选CaSO4;镁盐为MgSO4或者Mg Cl2，优选MgSO4;亚铁盐为FeSO4或者FeCl2，优选FeSO4;铜盐为CuSO4或者CuCl2，优选CuSO4。所述微生物生长促进剂中的多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物。
本发明所述微生物生长促进剂还可以包括无机酸羟胺，含量为0.5～15重量份，优选为2～10重量份。所述无机酸羟胺为盐酸羟胺、硫酸羟胺或者磷酸羟胺中的一种或几种，优选为硫酸羟胺。无机酸羟胺的适量加入可以作为羟胺氧还酶的基质直接参与硝化细菌的代谢过程、缩短酶促反应进程，同时作为细胞的激活剂可以加速细胞生长。
本发明步骤(1)中微生物生长促进剂的投加量按照污水处理系统中促进剂浓度10～40mg/L进行投加，优选20～30mg/L进行投加。
本发明步骤(1)污水处理厂活性污泥可以来自炼油污水处理厂、催化剂污水处理厂或者是城市污水厂等。对新开工的系统首先向污水处理构筑物中投放污水处理厂的活性污泥，活性污泥用量为按1000～2000mg/L投加。活性污泥闷曝适宜时间后投加促进剂，闷曝过程中DO控制在3.0～5.0mg/L，一般闷曝24～168小时。对于正在运行的系统，可通过调节系统内污泥浓度1000～2000mg/L的条件下投加促进剂。
本发明步骤(2)使用的脱氮微生物菌剂为现有的一切具有脱氮性能的菌剂。优选使用含有节杆菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1和水氏黄杆菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2中的一种或两种，脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3和甲基杆菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3中的一种或两种，同时含有沼泽考克氏菌(Kocuria palustris)FSDN-A和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)FSDN-C，六种菌株为CN102465105、CN102465106、CN102465104、CN102465103、CN103103141、CN103103142所述的菌株。
本发明步骤(2)中每天按照每小时所处理废水体积的0.001%～0.01%向系统内投加菌剂，投加菌剂的同时投加微生物生长促进剂，微生物生长促进剂的投加量按照污水处理系统中促进剂浓度5～25mg/L进行投加，优选10～20mg/L进行投加。
本发明中，所处理废水中氨氮浓度为30～400mg/L，COD为600～2000mg/L(Cr法，以下同)，BOD为100～500mg/L，控制废水处理过程中温度为20～40℃，pH为7.0～9.0。
本发明根据脱氮微生物生长特性和脱氮机理的差异，通过向处理系统中投加脱氮微生物菌剂和特定的微生物生长促进剂，并通过调控处理体系不同脱氮阶段的溶解氧浓度，加强了不同微生物之间的协同作用，消除了彼此之间的不利影响，不仅能实现同一反应器内氨氮、总氮的高效脱除，还能够去除废水中的难降解有机污染物，提高出水水质。
本发明在投加菌剂的同时配合投加微生物生长促进剂，使得所投加的菌剂能够与活性污泥快速的结合，使得活性污泥中脱氮微生物在金属盐、多胺类物质及无机酸羟胺的共同作用下，实现细胞的快速增殖，可以快速降解底物，提高整个系统的脱氮速率。所述不同的微生物和生长促进剂的配合使用，可以明显降低菌剂的投加量，提高菌剂对环境的适应能力，维持系统长期稳定运行。
