申请日2015.09.30
公开(公告)日2017.04.05
IPC分类号C02F3/30; C02F101/38
摘要
本发明公开了一种难降解有机废水的生物处理方法，包括缺氧单元、好氧单元和脱氮单元，在好氧单元投加亚硝化优势菌和亚硝酸菌生长促进剂，控制出水中亚硝化率在65%-80%，其中好氧单元的出水一部分回流至缺氧单元，控制回流比在25%-50%，另一部分进入脱氮单元，经脱氮单元处理后排放;所述生长促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和Na2SO3，所述金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成。本发明通过投加生长促进剂和调控好氧单元出水的回流比来发挥菌群之间的协同作用，进而实现废水中COD和总氮的双重达标处理。本发明方法具有流程短、占地省、回流比低、菌剂投加量少、控制稳定、处理效率高等特点。
权利要求书
1.一种难降解有机废水的生物处理方法，其特征在于包括缺氧单元、好氧单元和脱氮单元，在好氧单元投加亚硝化优势菌和亚硝酸菌生长促进剂，控制出水中亚硝化率在65%-80%，其中好氧单元出水一部分回流至缺氧单元，控制回流比在25%-50%，另一部分进入脱氮单元，经脱氮单元处理后排放;所述生长促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和Na2SO3，所述金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂中的金属盐为40-100重量份，多胺类物质为5-30重量份，有机酸羟胺为0.05-1.5重量份，Na2SO3为10-40重量份。
3.按照权利要求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、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、镁盐、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)。
4.按照权利要求1或3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MgCl2，铜盐为CuSO4或者CuCl2，铁盐为FeSO4或者FeCl2。
5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂中的多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物;有机酸羟胺为甲酸羟胺、乙酸羟胺或者两者的混合物。
6.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述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。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述缺氧单元的操作条件为pH为7.5-8.5，DO<0.2mg/L，温度为30-40℃;所述好氧单元的亚硝化优势菌只需要在启动期投加，投加CN201010221166.8所述方法获得的优势菌群;好氧单元控制DO在0.5-2.5mg/L，pH在8.2-8.5之间，温度为30-35℃。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的好氧单元出水一部分回流至缺氧单元，回流比控制在25%-50%，开工启动阶段采取逐渐提高回流比的方式;具体的回流比需要根据COD：(NO2--N+NO3--N)的比值来确定，当COD：(NO2--N+NO3--N) 的比值小于25时需要降低回流比，当COD：(NO2--N+NO3--N) 的比值大于50时，需要增加回流比，降低和增加回流比的幅度不超过20%。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：在脱氮单元投加CN201210130645.8或CN201210130644.3所述的微生物菌剂，投加量为每小时所处理废水体积的0.01%-0.1%。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：在脱氮单元投加同时含有甲基杆菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3、脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3、节杆菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1、水氏黄杆菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2、沼泽考克氏菌(Kocuria palustris)FSDN-A和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)FSDN-C六种菌株的菌剂，六种菌的菌体体积比为1：1：1-5：1-5：1-10：1-3，投加量为每小时所处理废水体积的0.01%-0.05%。
说明书
一种难降解有机废水的生物处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种难降解有机废水的生物处理方法。
背景技术
随着石油化工、塑料、合成纤维、印染、煤化工等行业的迅速发展，特别是新技术、新材料的不断使用，使这些企业产生的废水中难降解有机污染物种类逐渐增多，废水的处理难度增大。高级氧化等物理化学方法虽然可以处理难降解有机废水，但是因存在成本高、矿化不完全、易产生二次污染等不足，故常用于生物处理的预处理，以提高可生化性。生物处理因投资小、处理成本低、矿化完全，并且作为废水处理的终端技术，在难降解有机废水的处理过程中日益受到关注。
难降解有机废水中的污染物主要包括烃类、酚类、多环芳香族、硝基化合物、含氮杂环化合物等，特别是由人工合成的某些有机物大多不能被微生物快速识别且对微生物有抑制作用，在短期内不能被微生物分解利用，因此传统的生物处理方法用活性污泥进行自然培养驯化的微生物已不能有效去除废水中的污染物。
吴玉成等(反硝化条件下微生物降解地下水中的苯和甲苯，中国环境科学，1999(06))开展了反硝化条件下微生物降解地下水中苯的研究，发现在强化反硝化条件下，微生物可利用硝酸盐作为电子受体降解苯。李咏梅等(焦化废水中几种含氮杂环化合物缺氧降解机理，同济大学学报，2001(06))对焦化废水中几种含氮杂环化合物进行了缺氧反硝化研究。申海虹等(缺氧反硝化去除难降解杂环化合物吡啶研究，上海环境科学2001(11))利用缺氧反硝化对杂环化合物吡啶进行了研究，都肯定了缺氧反硝化去除难降解有机物的效果。因此，缺氧条件下向有毒或较难降解有机废水中加入硝酸盐作为电子受体去除水中有机物是一种新的污水处理手段。厌氧水解酸化过程对难降解有机废水处理具有一定优势，但是仍然存在生物转化率低、厌氧水解酸化微生物对污染物浓度的耐受程度有限和水解酸化系统存在有机酸积累等问题。随着传统活性污泥法处理工艺流程长、占地面积大，操作复杂的矛盾日益突出，人们试图通过对代谢菌种改良和反应工艺改进与优化来提高难降解有机废水的降解效率。
CN201010218533.9公开了一种用于难降解废水处理的复合高效微生物制剂及制备和应用，该发明通过投加菌剂解决了难降解有机废水的处理难题，但是没有对工艺进行优化，废水处理的停留时间仍高达60小时以上。CN200710090244.3公开了一种高浓度有机废水深度脱氮处理方法，该方法包括顺次串联在一起的厌氧除碳区、好氧亚硝化区加厌氧氨氧化脱氮区和传统硝化反硝化区组成，需要由六个独立的反应池组成，处理工艺较长，且未涉及含有难降解有机物的废水的处理效果。CN201110007336.7公开了一种处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，主要由前置缺氧池、硝化池、后置缺氧池和MBR四个主要功能单元组成，通过设置硝化液和污泥浓缩液的双回流系统实现有机物和氨氮的去除。该发明与回流比200%-400%的普通前置式“缺氧-好氧”型MBR反应器相比，好氧池硝化液回流比为150%，降低了38%-45%的运行成本，总水力停留时间30小时、COD 去除率达70%-80%，出水COD浓度为190-360mg/L，出水中的COD还需要进一步处理才能达到排放标准。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种难降解有机废水的生物处理方法。本发明通过投加生长促进剂和调控好氧单元出水的回流比来发挥菌群之间的协同作用，进而实现废水中COD和总氮的双重达标处理。本发明方法具有流程短、占地省、回流比低、菌剂投加量少、控制稳定、处理效率高等特点。
本发明难降解有机废水的生物处理方法，包括缺氧单元、好氧单元和脱氮单元，在好氧单元投加亚硝化优势菌和亚硝酸菌生长促进剂，控制出水中亚硝化率在65%-80%，其中好氧单元出水一部分回流至缺氧单元，控制回流比在25%-50%，另一部分进入脱氮单元，经脱氮单元处理后排放;所述生长促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和Na2SO3，所述金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成。
本发明所述生长促进剂中的金属盐为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，有机酸羟胺为0.05-1.5重量份，优选为0.1-1.0重量份，Na2SO3为10-40重量份，优选为20-30重量份。
本发明所述生长促进剂中的金属盐包括钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐，如可以是钙盐、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、镁盐和铜盐，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、镁盐、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)。
本发明所述生长促进剂中的钙盐为CaSO4或者CaCl2，优选CaCl2;镁盐为MgSO4或者MgCl2，优选MgCl2;铜盐为CuSO4或者CuCl2，优选CuCl2;铁盐为FeSO4或者FeCl2 ，优选FeCl2。
本发明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。所述的有机酸羟胺为甲酸羟胺、乙酸羟胺或者两者的混合物。
本发明所述的好氧单元需要控制亚硝化率在65%-80%之间，才能保证好氧单元出水回流至缺氧区对有毒和难降解物质的去除有促进作用，并能够提高降解速率。在好氧单元需要投加亚硝化优势菌，同时投加亚硝酸菌生长促进剂，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。一方面通过人为改变活性污泥中的生物量，提高处理效率，另一方面可以缩短硝化反应时间，节约成本。投加亚硝化优势菌的好氧单元与普通的曝气单元相比，所需溶解氧浓度低，可以大大降低曝气量，降低因曝气产生的运行费用;同时不会有过多的溶解氧随回流污水进入前端的缺氧区，使得缺氧区内主要发生厌氧菌厌氧代谢有机物和兼性菌利用亚硝氮中的氧代谢有机物两个过程。
本发明所述缺氧单元的操作条件为pH为7.5-8.5，DO<0.2mg/L，温度为30-40℃。本发明好氧单元的亚硝化优势菌只需要在启动期投加，亚硝化优势菌的获得是本领域技术人员所熟知的，优选投加CN201010221166.8所述方法获得的优势菌群。好氧单元控制DO在0.5-2.5mg/L，pH在8.2-8.5之间，温度为30-35℃。
本发明所述的好氧单元出水一部分回流至缺氧单元，回流比控制在25%-50%，开工启动阶段采取逐渐提高回流比的方式。具体的回流比需要根据COD：(NO2--N+NO3--N)的比值来确定，当COD：(NO2--N+NO3--N) 的比值小于25时需要降低回流比，当COD：(NO2--N+NO3--N) 的比值大于50时，需要增加回流比，降低和增加回流比的幅度不超过20%。
本发明在脱氮单元投加微生物菌剂，优选投加CN201210130645.8或CN201210130644.3所述的微生物菌剂，投加量为每小时所处理废水体积的0.01%-0.1%。更优选投加同时含有甲基杆菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3、脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3、节杆菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1、水氏黄杆菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2、沼泽考克氏菌(Kocuria palustris)FSDN-A和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)FSDN-C六种菌株的菌剂，六种菌的菌体体积比为1：1：1-5：1-5：1-10：1-3(按菌体体积计，菌体体积为含培养液的菌液在1万转条件下离心分离5min得到的菌体体积，下同)，投加量为每小时所处理废水体积的0.01%-0.05%。六种菌株为CN102465103、CN102465104、CN102465105、CN102465106、CN103103141、CN103103142所述的菌株。脱氮单元在菌剂投加前需要按照MLSS为1000-2000mg/L先投加脱氮活性污泥。
本发明中采取缺氧单元混合好氧单元出水的方式，一方面对难降解有机废水起到稀释作用、降低生物毒性;另一方面好氧单元出水中含有大量硝化产物，在缺氧状态下，反硝化菌将利用难降解有机物作为电子供体，以硝态氮和亚硝态氮中的氧作为电子受体来进行代谢活动，进而在缺氧单元通过反硝化作用协同降解难降解物质，进一步降低微生物毒性并提高难降解有机物的降解速率，提高生物转化率的同时可以解决系统内有机酸积累问题。
本发明投加亚硝酸菌生长促进剂后，可以使活性污泥中的亚硝酸细菌在金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺及Na2SO3的共同作用下实现快速增值，降低亚硝酸菌的投加量，有机酸羟胺和Na2SO3的配合加入，可有效控制体系的溶解氧，有助于抑制亚硝酸盐氮进一步转化成硝酸盐氮，进而可以控制硝化反应进程，提高废水的处理效果。本发明采用投加亚硝酸菌生长促进剂配合多种菌群及工艺的共同作用，具有废水处理效果好、废水处理流程短、成本低、菌剂投加量少、过程可控、可实现稳定运行的特点。
