申请日2018.04.18
公开(公告)日2018.09.28
IPC分类号C02F3/32; C02F101/16; C02F103/10
摘要
本发明公开了一种利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，属于污水处理技术领域，所述处理稀土矿采矿水的方法包括以下步骤：1)用含磷化合物调节稀土矿采矿废水的氮磷比为0.5～1.5：2～3获得待净化废水;2)将富集微藻投加至待净化废水中进行净化处理，藻水分离后获得初步净化水;3)在所述初步净化水中加入活性污泥，进行再次净化处理，获得净化水;所述利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法利用栅藻和小球藻处理废水，能有效降低废水中氨氮和总氮含量，微藻处理时增加的COD经过活性污泥再次净化处理，COD值下降至32mg/L，符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918‑2002)的一级A标的排放要求。
权利要求书
1.一种利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)用含磷化合物调节稀土矿采矿废水的氮磷比为0.5～1.5：2～3，获得待净化废水;
2)将富集微藻投加至待净化废水中进行初步净化处理，藻水分离后获得初步净化水;所述富集微藻包括栅藻和类小球藻;所述栅藻与类小球藻质量比为7～9:0.5～1.5;
3)在步骤2)所述初步净化水中加入活性污泥，进行再次净化处理。
2.根据权利要求1所述的利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，其特征在于，步骤1)中含磷化合物为磷酸盐或磷酸氢盐。
3.根据权利要求1所述的利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，其特征在于，步骤2)中所述栅藻和类小球藻投加量按照干重计，为2～4g/L。
4.根据权利要求1或3所述的利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，其特征在于，步骤2)中所述初步净化处理的温度为27～29℃;所述初步净化处理的时间为20～30d;所述初步净化处理的光照强度为8000～12000lx;所述光照为全天光照;所述净化处理的湿度为50%～70%。
5.根据权利要求1所述的利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，其特征在于，步骤3)中所述初步净化水与活性污泥的体积比为(0.5～1.5):(7.5～9.5)。
6.根据权利要求1或5所述的利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，其特征在于，步骤3)中所述再次净化处理的处理温度为22～26℃。
7.根据权利要求5所述的利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，其特征在于，步骤3)中所述再次净化处理在震荡或搅拌的条件下进行。
8.根据权利要求1所述的利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，其特征在于，步骤2)中所述富集微藻的获得方法包括以下步骤：
用含磷化合物调节稀土矿采矿废水的氮磷比为(4～6)：(0.5～1.5)，获得微藻驯化废水，投加藻源水在光照条件下进行驯化，得到包含栅藻和类小球藻的驯化微藻;取所述驯化微藻进行富集扩增培养，得富集微藻。
9.根据权利要求8所述的利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，其特征在于，所述微藻驯化废水：藻源水的体积比为(0.5～1.5)L：(0.25～0.75)mL。
10.根据权利要求8所述的利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，其特征在于，所述驯化的温度为25～35℃;所述驯化的湿度为50%～80%;所述驯化的光照为自然光;所述驯化的时间为50～70d。
说明书
一种利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法。
背景技术
我国是世界上稀土储量最多的国家，江西省赣州地区稀土矿的开采十分活跃，在稀土矿开采过程中会使用大量的硫酸铵作为提取液，因此采矿产生的废水中硫酸根离子，铵根离子，以及硝酸根离子含量都很高，而废水中几乎没有有机物，对于这种成分特殊且污染严重的高氮废水，目前还缺乏很好的处理方法。
目前稀土矿采矿废水可用的处理的方法包括使用空气吹脱，折点加氯和离子交换的化学方法、膜滤反渗透的物理方法以及硝化反硝化和氧化塘等生物方法，但是空气吹脱和折点加氯仅对氨氮有效，对硝态氮等无效;离子交换和纳滤反渗透造价高，运行管理复杂;硝化反硝化微生物难以驯化培养，且后期运行还需要投加大量有机物，水中高浓度的硫酸根也会对活性污泥的生理活动造成不利影响，反硝化是在缺氧条件下，故其运行管理复杂，氧化塘中微生物未经驯化，很难适应这种特殊水质。因此现有技术稀土矿采矿废水的方法存在成本高、可行性差、不利于大规模处理的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，该方法具有成本低、实施难度小、绿色环保的优点。
3)本发明提供一种利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法，包括以下步骤：1)用含磷化合物调节稀土矿采矿废水的氮磷比为(0.5～1.5)：(2～3)获得待净化废水;2)将富集微藻投加至待净化废水中进行初步净化处理，藻水分离后获得初步净化水;所述富集微藻包括栅藻和类小球藻;所述栅藻与类小球藻质量比为7～9:0.5～1.5;3)在步骤2)所述初步净化水中加入活性污泥，进行再次净化处理，获得净化水。
优选的，步骤1)中所述含磷化合物为磷酸盐或磷酸氢盐。
优选的，步骤2)中所述所述栅藻和类小球藻投加量按照干重计，为2～4g/L。
优选的，所述初步净化处理的温度为27～29℃;所述初步净化处理的时间为20～30d;所述初步净化处理的光照强度为8000～12000lx;所述初步净化处理的湿度为50%～70%。
优选的，步骤3)中所述初步净化水与活性污泥的体积比(0.5～1.5):(7.5～9.5)。
优选的，步骤3)中所述再次净化处理的处理温度为22～26℃。
优选的，步骤3)中所述再次净化处理采用震荡或搅拌培养。
优选的，步骤2)中所述富集微藻获得方法包括以下步骤：
用含磷化合物调节稀土矿采矿废水的氮磷比为(4～6)：(0.5～1.5)，获得微藻驯化废水，接种藻源水在光照条件下进行驯化，得到包含栅藻和类小球藻的驯化微藻，所述藻源水包括江水或湖水;
取所述驯化微藻进行富集扩增培养，得富集微藻。
优选的，所述微藻驯化废水：藻源水的体积比为(0.5～1.5)L：(0.25～0.75)mL。
优选的，所述驯化的温度为25～35℃;所述驯化的湿度为50%～80%;所述驯化的光照为自然光;所述驯化的时间为50～70d。
本发明的有益效果是：本发明提供的利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法通过在含有高浓度的氨氮和硝态氮的稀土矿采矿废水中投加合适浓度的含磷化合物，使其满足栅藻和类小球藻的生长、繁殖要求，可以大大加快栅藻和类小球藻对水中氮的吸收速率同时不会产生磷残留。通过微藻处理，稀土矿采矿废水的氨氮和总氮含量可下降了99.8%和99.6%。但是，栅藻和类小球藻在生长和繁殖过程中分泌的有机物和死亡的细胞会使水中的COD和BOD上升。对此，本发明再次利用活性污泥对初步净化水进行再次净化处理，水质明显得到改善，出水的COD值下降至32mg/L，符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标(50mg/L)的排放要求。
并且，本发明具有操作简便、对设备要求低、运行费用低的优点，该方法的直接费用主要是购买磷肥和用电;微藻可以以通过重力沉降与水分离，不需要提供大型的分离设备;整个过程中不需要对废水进行消毒处理，且在开放体系中进行，有很强的实用性，大规模应用时类似于生物塘或氧化沟的操作管理。除此之外，本发明的微藻还可回收利用，具有很高的经济价值，例如，微藻能够固定大量CO2，具备碳交易潜力，回收后可以生产生物柴油或者作为动物饲料;藻类细胞具有广谱吸附作用，排出的藻类经脱水、干燥、焚烧处理后，灰分具有潜在稀土回收价值。
