申请日2015.03.12
公开(公告)日2015.07.08
IPC分类号C02F3/34; C02F3/12
摘要
本发明涉及一种快速恢复活性污泥硝化功能的技术方法，包括如下步骤：(1)调整活性污泥系统的进水pH值，调整活性污泥系统的曝气量，然后向进水中投加碳酸钙;(2)向曝气池投加硝化细菌;(3)投加硝化细菌后，向曝气池的好氧区投加酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂;(4)投加硝化细菌后，投加三氯化铁，稳定运行2天后，即可。本发明所述方法，可以在事故工况下，不需停止活性污泥系统进水，达到快速恢复活性污泥系统的硝化功能，与传统停止进水“闷曝”的方式相比，可在硝化功能恢复期间大幅度削减污染物排放量，减轻水环境污染。
权利要求书
1.一种快速恢复活性污泥硝化功能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)调整活性污泥系统的进水pH值至6.5～8，调整活性污泥系统的曝气量，使曝气池 的溶解氧浓度为2～6mg/L，然后向进水中投加碳酸钙，碳酸钙投加质量为氨氮含量的4～6 倍;
(2)向曝气池的好氧区单次或多次投加硝化细菌，投加的硝化细菌活菌数量与每日进水 氨氮总量的比例关系为(1～1.5)105亿个/kg，投加硝化细菌后，维持曝气池的好氧区溶解氧 浓度为2～6mg/L;
(3)每次投加硝化细菌40～80min后，向曝气池的好氧区投加酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂， 其中酵母菌菌剂与乳酸菌菌剂的投加质量比为(2～4):1，酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂的投加菌 体数总量为硝化细菌投加菌体数总量的10%～30%;
(4)初次投加硝化细菌100～150min后，投加三氯化铁，三氯化铁投加量与曝气池容积 之比为10～30g/m3，稳定运行2天后，即可。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的碳酸钙为粒度60～90纳 米、碳酸钙含量在95%以上的纳米活性碳酸钙。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的硝化细菌为投加了沸石改 性硅藻精土的硝化细菌菌液;进一步优选的，所述步骤(2)中的硝化细菌为菌液硝化细菌含 量大于100亿个/mL，部分菌体附着在粒径0.5～1.0mm的沸石改性硅藻精土颗粒上，沸石改性 硅藻精土颗粒的比表面积>60m2/g，沸石改性硅藻精土在菌液中所占的质量比为6～10%;
优选的，所述沸石改性硅藻精土按如下方法制备：
将粒径为0.5～1.0mm的斜发沸石粉、硅藻精土按照质量比1:(6～10)混合，加入水， 水与斜发沸石粉的质量比为(100～150):1，常温下搅拌1.5～3h，过滤，在400～500℃下焙 烧1.5～3h，研磨，过100目筛，即得。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的多次投加的投加次数为3～ 5次，投加间隔时间为7～12小时。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的投加次数为4次，每次投 加硝化细菌的量占总量的比例分别为50%、30%、15%和5%，每次投加间隔时间为9小时。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中酵母菌菌剂与乳酸菌菌剂的 投加质量比为3:1;进一步优选的，酵母菌菌剂与乳酸菌菌剂的投加步骤为：先将酵母菌菌剂 与乳酸菌菌剂混合后，加水配制成质量浓度为5～15%的混悬液进行投加。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中酵母菌制剂含活菌数量≥70 亿cfu/g，固态粉末，细度≥100目;乳酸菌为固态粉末，活菌数量≥70亿cfu/g，细度≥100 目。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中三氯化铁投加量与曝气池容 积的比例为15～25g/m3。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中三氯化铁投加至曝气池中。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中三氯化铁有效含量≥96%; 进一步优选的，所述步骤(4)中，三氯化铁投加步骤为：将三氯化铁配制成质量浓度为25～ 35%的溶液，进行一次投加。
说明书
一种快速恢复活性污泥硝化功能的方法
技术领域
本发明涉及一种快速恢复活性污泥硝化功能的技术方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
氮元素是造成水体富营养化的原因之一，废水排入自然水体之前必须进行脱氮处理。生物 脱氮是应用最普遍的脱氮技术，其原理是首先通过硝化细菌的硝化作用将废水中的氨氮转化为 硝态氮，然后通过普通异养菌的反硝化作用将硝态氮转化为氮气，从废水中逸出而脱除。因此， 活性污泥的硝化功能是实现生物脱氮的必要前提。
硝化作用须由硝化细菌来完成，而硝化细菌属于化能自养菌，世代时间较长，对生存环境 要求较苛刻，废水水质的波动极易对硝化细菌造成冲击而使活性污泥丧失硝化功能。工业废水 水质水量波动较大，其活性污泥系统尤其易受到冲击，硝化功能一旦丧失就很难自然恢复。自 然恢复的手段主要是停止向生化系统进水，持续鼓风曝气，俗称“闷曝”。这种做法所需时间 长(通常需要十几天)，见效慢，恢复期间污水的难于处置，通常采用的超越生化系统排放入 水体的做法势必造成污染。
专利文献CN102863083A(申请号201210224233.0)公开了一种硝化装置及具有该硝化装 置的废水处理装置。该装置由硝化槽、固液分离槽和固定化填料床组成，装置较为复杂，管理 难度大。中文文献《悬浮填料强化硝化功能即温度影响试验研究》公开了一种通过投加悬浮填 料强化低温条件下污水生化处理系统硝化功能的方法，但是该方法的功能在于不利条件下对硝 化功能的强化作用，而不是硝化功能受到冲击破坏后的快速恢复作用。
以上技术或见效慢，或管理难度大，或者仅有强化作用而无恢复功能，均不能满足事故状 态下快速重建硝化功能的要求。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种快速恢复活性污泥硝化功能的方法，该方法可以在 活性污泥系统的硝化功能受到冲击破坏的情况下，通过投加硝化细菌，快速恢复其硝化功能。
一种快速恢复活性污泥硝化功能的方法，包括如下步骤：
(1)调整活性污泥系统的进水pH值至6.5～8，调整活性污泥系统的曝气量，使曝气池 的溶解氧浓度为2～6mg/L，然后向进水中投加碳酸钙，碳酸钙投加质量为氨氮含量的4～6 倍;
(2)向曝气池的好氧区单次或多次投加硝化细菌，投加的硝化细菌活菌数量与每日进水 氨氮总量的比例关系为(1～1.5)×105亿个/kg，投加硝化细菌后，维持曝气池的好氧区溶解 氧浓度为2～6mg/L;
(3)每次投加硝化细菌40～80min后，向曝气池的好氧区投加酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂， 其中酵母菌菌剂与乳酸菌菌剂的投加质量比为(2～4):1，酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂的投加菌 体数总量为硝化细菌投加菌体数总量的10%～30%;
(4)初次投加硝化细菌100～150min后，投加三氯化铁，三氯化铁投加量与曝气池容积 之比为10～30g/m3，稳定运行2天后，即可。
根据本发明优选的，所述步骤(1)中的碳酸钙为粒度60～90纳米、碳酸钙质量含量在 95%以上的纳米活性碳酸钙。
根据本发明优选的，所述步骤(2)中的硝化细菌为投加了沸石改性硅藻精土的硝化细菌 菌液。进一步优选的，所述步骤(2)中的硝化细菌为菌液硝化细菌含量大于100亿个/mL，部 分菌体附着在粒径0.5～1.0mm的沸石改性硅藻精土颗粒上，沸石改性硅藻精土颗粒的比表面 积>60㎡/g，沸石改性硅藻精土在菌液中所占的质量比为6～10%。
上述沸石改性硅藻精土按如下方法制备：
将粒径为0.5～1.0mm的斜发沸石粉、硅藻精土按照质量比1:(6～10)混合，加入水， 水与斜发沸石粉的质量比为(100～150):1，常温下搅拌1.5～3h，过滤，在400～500℃下焙 烧1.5～3h，研磨，过100目筛，即得。
根据本发明优选的，所述步骤(2)中的多次投加的投加次数为3～5次，投加间隔时间为 7～12小时。
进一步优选的，所述步骤(2)中的投加次数为4次，每次投加硝化细菌的量占总量的比 例分别为50%、30%、15%和5%，每次投加间隔时间为9小时。
根据本发明优选的，所述步骤(3)中酵母菌菌剂与乳酸菌菌剂的投加质量比为3:1;进 一步优选的，酵母菌菌剂与乳酸菌菌剂的投加步骤为：先将酵母菌菌剂与乳酸菌菌剂混合后， 加水配制成质量浓度为5～15%的混悬液进行投加。
根据本发明优选的，所述步骤(3)中酵母菌制剂含活菌数量≥70亿cfu/g，固态粉末， 细度≥100目;乳酸菌为固态粉末，活菌数量≥70亿cfu/g，细度≥100目。
根据本发明优选的，所述步骤(4)中三氯化铁投加量与曝气池容积的比例为15～25g/m3。
根据本发明优选的，所述步骤(4)中三氯化铁投加至曝气池中。
根据本发明优选的，所述步骤(4)中三氯化铁有效含量≥96%;进一步优选的，所述步骤 (4)中，三氯化铁投加步骤为：将三氯化铁配制成质量浓度为25～35%的溶液，进行一次投 加。
有益效果
1、本发明所述方法，可以在事故工况下，不需停止活性污泥系统进水，达到快速恢复活 性污泥系统的硝化功能，与传统停止进水“闷曝”的方式相比，可在硝化功能恢复期间大幅 度削减污染物排放量，减轻水环境污染;
2、本发明向进水中加入碳酸钙，由于碳酸钙在水中溶解度低，在硝化过程消耗碱度使pH 值趋于降低的情况下，碳酸钙会缓慢溶解，逐渐释放并补充碱度，且不会导致废水pH值的显 著上升。这对稳定污水pH值，为微生物提供适宜的生长环境是十分有利的。纳米活性碳酸钙 易于在水中悬浮，既能在硝化过程中随着废水中碱度降低而缓慢溶解，及时补充硝化所需碱度， 又不至于造成pH的较大波动。
3、本发明所述方法需要投加外源性的菌剂，外源性微生物在与土著微生物竞争生存空间 的过程中会有所损耗，本发明采用分批次投加外源性的菌剂可减弱损耗，逐步稳定硝化细菌在 活性污泥中的比例;
4、本发明使用投加了沸石改性硅藻精土的硝化细菌菌液，硅藻精土起附着固定硝化细菌 的作用;沸石吸附富集水中氨氮，在颗粒附近的局部形成较高的氨氮浓度，有利于提高硝化反 应速率;
5、本发明投加的酵母菌制剂中含有丰富的蛋白质、氨基酸、核酸和酶，乳酸菌可以分解 活性污泥胞外聚合物中的多糖，产生维生素B族等有益物质，促进矿物质的吸收。投加酵母菌 和乳酸菌混合菌剂可以为活性污泥微生物提供均衡全面的营养物质，提高其新陈代谢活性，一 方面强化同化吸收作用对氨氮的去除，另一方面为硝化细菌提供其生长繁殖必须而又无法自身 合成的矿物质和营养元素，促进增殖从而迅速增加菌体数量。
6、本发明投加的三氯化铁中，铁是细胞色素和多种生物酶的重要组成部分，微量铁元素 可以强化硝化过程中电子传递体系的活性，提高硝化细菌的代谢和硝化反应速率。在曝气池中 投加铁元素使硝化反应进行的更加彻底，使出水氨氮浓度更低;此外，投加的硝化细菌少数以 悬浮状态存在，三氯化铁有絮凝作用，能够强化泥水分离效果，避免这部分硝化细菌随水流失。
