申请日2019.02.25
公开(公告)日2019.04.23
IPC分类号C02F3/34; C02F3/30; C02F3/02
摘要
本发明公开了一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺，属于污水处理技术领域。本发明是将反应器进行多级串联或多级并联安装后，再对污水进行处理;所述反应器内填充介质材料，下层填充空心砖，中层填充煤渣、火山岩、石英砂，上层不填充;将待处理污水转入反应器中，再投放异养生物菌，用原水激活生物菌种;污水采用连续进水方式，每个反应器均由增氧机对上层液进行给氧，当污水游离氨低于25mg/L时，采用间歇给氧;以上处理过程中，水温保持在12‑40℃。本发明能够有效处理高浓度富营养化的污水，而且处理速度快，能耗大大降低。
权利要求书
1.一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺，其特征在于：将反应器进行多级串联或多级并联安装后，再对污水进行处理;具体包括如下步骤：
S1、在所述反应器内填充介质材料，下层填充空心砖，中层填充煤渣、火山岩、石英砂中的一种或几种，上层不填充;
S2、用原水激活异养生物菌：将待处理污水转入反应器中，再投放异养生物菌，搅拌均匀完成激活后，静置14-21天以繁殖异养生物菌;所述异养生物菌的投放量为每吨污水投放1-2g;所述异养生物菌每3-5年投放一次;
S3、污水采用连续进水方式，当污水溶解氧低于0.8mg/L时，每个反应器均由增氧机对上层液进行给氧，每吨污水供气量为12m3/h以上，当污水游离氨低于25mg/L时，采用间歇给氧;
S4、以上处理过程中，水温保持在12-40℃。
2.如权利要求1所述的一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺，其特征在于：步骤S2中，所述异养生物菌的菌群为轮虫、兼性菌、嗜氧菌中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺，其特征在于：所述反应器串联后，步骤S3中，污水采用连续进水方式，上一级反应器与下一级反应器通过输水管连接，所述输水管的一端连接上一级反应器的上端，输水管的另一端连接下一级反应器的下端，输水管设置有水泵，水泵将上一级反应器的上层水通过输水管抽到下一级反应器的下层，形成推流式进水。
4.如权利要求3所述的一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺，其特征在于：所述反应器串联后，最后一级反应器通过回流管与第一级反应器连接，回流管上安装有回流阀门和回流水泵，最后一级反应器还设置有排水口，当最后一级反应器排出的水符合排水标准时，则直接由排水口排出;当最后一级反应器排出的水不符合排水标准时，打开回流阀门和回流水泵，将水通过回流管抽回第一级反应器进行重新处理。
5.如权利要求3所述的一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺，其特征在于：步骤S3中，所述第一级反应器的供气量为12m3/h，后每加一级反应器，则供气量相应增加0.5m3/h。
6.如权利要求1所述的一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺，其特征在于：所述污水含氨氮>10000mg/L;总磷>2000mg/L;COD>20000mg/L。
7.如权利要求1所述的一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺，其特征在于：所述反应器设置为密封式，在处理污水过程中投放厌氧菌和兼氧菌。
8.如权利要求1所述的一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺，其特征在于：步骤S1中，所述反应器中层填充混合均匀后的煤渣、火山岩和石英砂，所述煤渣、火山岩和石英砂的质量比为1-2：0.5-1：1。
9.如权利要求8所述的一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺，其特征在于：步骤S1中，所述反应器的下层、中层、上层的体积比为1：3-4：1.5-2。
说明书
一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺。
背景技术
随着我国城市化的发展，生活污水的总量急剧上升。城镇生活污水营养物质高，属于一种富营养化废水。富营养化废水处理不当排放极易造成排放地水体富营养化。富营养化是指在人类活动影响下，水体接纳了过量的氨氮磷等营养物质，使得藻类和其他浮游动物迅速繁殖，水体变色、变臭、变浊，造成水体不断恶化，从而使水体生态系统和水功能受到阻碍和破坏的现象。富营养化严重到一定程度时，水体会爆发“水华”，水体中藻类大量繁殖，溶解氧急剧降低，导致鱼类等水生生物大量死亡。且爆发的藻类中，微囊藻以及其他产毒的淡水藻会产生藻毒素，直接威胁到水生动物甚至人类的健康。同时由于富营养化，水体的生态系统平衡被打破，导致水体生物多样性减少。水体富营养化不仅制约了河湖泊资源的可利用性，而且直接影响了人类的健康生存与社会经济的持续发展，已经是一个全球性的重大环境问题。
富营养化污水的处理主要是降解脱除污水中的氨氮磷等营养物质，脱氮是当今水污染控制领域研究的热点和难点之一，为了高效而经济地去除氮，研究人员开发了许多工艺和方法。根据传统的脱氮理论，同一工艺中不能同时进行硝化反硝化。另外，传统的污水处理工艺普遍存在处理效率不高、能耗大、不能处理超高浓度的污水等问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺，本发明能够处理高浓度富营养化的污水，而且处理速度快，能耗大大降低。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种快速降解高浓度富营养化污水的工艺，是将反应器进行多级串联或多级并联安装后，再对污水进行处理;具体包括如下步骤：
S1、在所述反应器内填充介质材料，下层填充空心砖，中层填充煤渣、火山岩、石英砂中的一种或几种，上层不填充;
S2、用原水激活异养生物菌：将待处理污水转入反应器中，再投放异养生物菌，搅拌均匀完成激活后，静置14-21天以繁殖异养生物菌;所述异养生物菌的投放量为每吨污水投放1-2g;所述异养生物菌每3-5年投放一次;
S3、污水采用连续进水方式，当污水溶解氧低于0.8mg/L时，每个反应器均由增氧机对上层液进行给氧，每吨污水供气量为12m3/h以上，当污水游离氨低于25mg/L时，采用间歇给氧;
S4、以上处理过程中，水温保持在12-40℃。
进一步的，步骤S2中，所述异养生物菌的菌群为轮虫、兼性菌、嗜氧菌中的一种或几种;所述异养生物菌的菌群优选为轮虫，钟虫，反硝化细菌的一种或几种。
进一步的，所述反应器串联后，步骤S3中，污水采用连续进水方式，上一级反应器与下一级反应器通过输水管连接，所述输水管的一端连接上一级反应器的上端，输水管的另一端连接下一级反应器的下端，输水管设置有水泵，水泵将上一级反应器的上层水通过输水管抽到下一级反应器的下层，形成推流式进水。
进一步的，所述反应器串联后，最后一级反应器通过回流管与第一级反应器连接，回流管上安装有回流阀门和回流水泵，最后一级反应器还设置有排水口，当最后一级反应器排出的水符合排水标准时，则直接由排水口排出;当最后一级反应器排出的水不符合排水标准时，打开回流阀门和回流水泵，将水通过回流管抽回第一级反应器进行重新处理。
进一步的，步骤S3中，所述第一级反应器的供气量为12m3/h，后每加一级反应器，则供气量相应增加0.5m3/h。
进一步的，所述污水含氨氮>10000mg/L;总磷>2000mg/L;COD>20000mg/L。
进一步的，所述反应器设置为密封式，在处理污水过程中投放厌氧菌和兼氧菌。
进一步的，步骤S1中，所述反应器中层填充混合均匀后的煤渣、火山岩和石英砂，所述煤渣、火山岩和石英砂的质量比为1-2：0.5-1：1。
进一步的，步骤S1中，所述反应器的下层、中层、上层的体积比为1：3-4：1.5-2。
进一步的，步骤S4中，所述水温保持在18-25℃。
有益效果：
1、本发明对高浓度富营养化污水的处理率高，总处理率达95%;并且能够处理氨氮含量>10000mg/L、总磷>2000mg/L、COD>20000mg/L的超高浓度污水。
2、与传统工艺相比，本发明的污水处理工艺可以连续进水，污水停留时间短，处理效率高，整体工艺节省能耗比传统工艺节省达90%。另外，本工艺处理过程污水无需停留，可以设计在河道中使用。
3、本发明使用一定量的介质材料填充于反应器中，其中，火山岩材料有很多孔，具有吸附游离氨氮的功能，并且火山岩颗粒在水体中可使用寿命50年以上;煤渣适应正负电荷，可吸附水体中的粉尘，具有脱色除尘作用;各介质材料相互配合作用，拦截异养生物菌外流，异养生物菌在介质中产生生物膜，拦截有机物并分解。
本发明直接用污水原水激活异养生物菌，并静置14-21天进行最大化培育繁殖，微生物被激活后附着在介质的缝隙里，介质相互依附链接，生物膜附着在载体中，形成生物膜将载体连接起来，形成多层菌群，由于表面积大于水的表面积，起到过滤和同步硝化和反硝化作用。本发明中，由于在反应器内各层设置各类介质材料配合初始的菌群激活繁殖，每吨污水仅添加异养生物菌1-2g，只需一次添加，可保持3年至5年才需要保养一次，大大降低成本;异养生物菌种的优势菌群以轮虫，兼性菌和嗜氧菌为主，配合推进式进水方式，异养生物菌在介质材料中，底部形成厌氧段，中上部形成兼氧段和好氧段，整体形成硝化和反硝化过程，氨氮被分解成气和水，磷被生物吸收固化;通过反应器的各部分反应，能够快速降解高浓度富营养化污水，达到高效处理污水的目的。
4、水温能够影响处理工艺的硝化反硝化程度，现有研究认为硝化菌属在10～20℃时很活跃，无论游离氨浓度多大，氨氮的积累率都很低，此条件下温度对硝化菌活性的影响比游离氨浓度对其抑制作用大;当温度为20～25℃时硝化反应速率降低而亚硝化反应速率增大;当温度>25℃时游离氨浓度对硝化菌的抑制作用大于温度的作用，可能因游离氨浓度的抑制造成氨氮的积累，亚硝化菌在数量上可能形成优势的温度范围为30～34℃。而本发明通过试验发现，本发明的工艺在12～40℃实现了同步硝化反硝化，并不符合上述现有文献中的观点，即使温度在18～25℃变化时，本发明系统仍能实现同步硝化反硝化过程，并且系统内的氨氮的积累比较稳定，系统氨氮的去除比较稳定，说明本发明通过各步骤的工艺设定可实现常温硝化反硝化。
