申请日2019.07.11
公开(公告)日2019.09.10
IPC分类号C02F3/34; C02F3/28; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种农村生活污水处理的填料及挂膜的生物菌剂，按照体积比(2～3)：1向待治理污水中分别投放第一、第二生物菌剂进行富集驯化，分别得到SYJ培养液和GYJ富集培养液，用于裕隆填料挂膜和铁碳填料挂膜;其中包括第一生物菌剂培养液以及第二生物菌剂培养液的配制、裕隆填料的选取和铁碳填料的制备;挂膜填料挂膜由生物培养液浸泡处理获得。本发明经挂膜后的填料在处理农村生活污水中应用具有表面孔隙率高、孔隙分布均匀、比表面积大、不会聚结成块、强度高的优点。
权利要求书
1.一种农村生活污水处理的生物菌剂，其特征在于，按照体积比(2～3)：1向待治理污水中投放生物菌剂培养液进行富集驯化得到生物菌剂用于裕隆填料挂膜;
生物菌剂培养液包括如下质量份数的原料：
CH3COONa0.5-1.0份;NH4Cl0.02-0.05份;NaNO30.05-0.10份;KH2PO40.02-0.05份;CaCl20.01-0.03份;MgSO4·7H2O0.01-0.03份;微量元素溶液2份，蒸馏水1000份。
2.根据权利要求1所述的农村生活污水处理的生物菌剂，其特征在于，所述微量元素溶液按照质量浓度计：
0.03-0.05g/L CaCl2、0.4-0.6g/L EDTA、0.05-0.10g/L ZnSO4、0.2-0.3g/L MnCl2·4H2O、0.1-0.3g/L FeSO4·7H2O、0.20-0.30g/L CuSO4·5H2O、0.20-0.30g/L CoCl2·6H2O、0.15-0.25g/L NiCl2·6H2O的水溶液。
3.一种采用权利要求1所述的农村生活污水处理的生物菌剂挂膜的填料，其特征在于，采用裕隆YL-Ⅰ型活性生物填料，尺寸为10×10mm，比重>0.96g/cm3，有效表面积>850m2/m3，孔隙率>85%;
或采用YL-Ⅱ型活性生物填料，尺寸25×12mm，比重>0.96g/cm3，有效表面积>500m2/m3，孔隙率>90%。
4.一种农村生活污水处理的生物菌剂，其特征在于，按照体积比(2～3)：1向待治理污水中投放生物菌剂培养液进行富集驯化得到生物菌剂用于铁碳填料挂膜;
生物菌剂培养液包括如下质量份数的原料：
CH3COONa0.1-0.3份;NH4Cl0.2-0.5份;NaNO30.05-0.10份;KH2PO40.2-0.3份;CaCl20.8-1.0份;NaHCO3：1.5-2.0份;FeSO4·7H2O0.05-0.1份;微量元素溶液5份，蒸馏水1000份。
5.根据权利要求4所述的农村生活污水处理的生物菌剂，其特征在于，所述微量元素溶液按照质量浓度计：
0.03-0.05g/L CaCl2、0.4-0.6g/L EDTA、0.05-0.10g/L ZnSO4、0.2-0.3g/L MnCl2·4H2O、0.1-0.3g/L FeSO4·7H2O、0.20-0.30g/L CuSO4·5H2O、0.20-0.30g/L CoCl2·6H2O、0.15-0.25g/L NiCl2·6H2O的水溶液。
6.一种采用权利要求3所述的农村生活污水处理的生物菌剂挂膜的填料，其特征在于，采用包括如下质量比的原料制备填料：
25-35%铁粉，50-60%黏土，5-10%活性炭，2-3%镍粉，2-3%镁粉，1-4%石膏粉。
7.一种权利要求6所述的农村生活污水处理的生物菌剂挂膜的填料的制备方法，其特征在于，将质量比为25-35%铁粉，50-60%黏土，5-10%活性炭，2-3%镍粉，2-3%镁粉，5-8%石膏粉充分混合均匀，加水搅拌制成10-20mm的球体;在干燥箱中铺上碳粉，干燥;将干燥后的填料颗粒放入焙烧炉内，通入H2/CO气体，焙烧;最后通入N2，待其冷却后取出得到铁碳填料。
8.根据权利要求7所述的农村生活污水处理的生物菌剂挂膜的填料的制备方法，其特征在于，在120±2℃的干燥箱中铺上碳粉，干燥20-30min;将干燥后的填料颗粒放入800-1000℃的焙烧炉内，通入H2/CO气体，焙烧70-80min。
9.一种采用权利要求3或6所述填料进行生物菌剂挂膜的方法，其特征在于，挂膜填料由生物培养液浸泡处理获得;所述生物培养液为SYY培养液与生物菌剂的混合液，且SYY培养液与生物菌剂的体积比为1：(50～60);
SYY培养液按照积体比为500：1的灭菌后的待治理污染水与微量元素溶液混合制备而成。
10.根据权利要求9所述的填料进行生物菌剂挂膜的方法，其特征在于，所述微量元素溶液为：以质量浓度计，0.05g/L CaCl2、0.07g/L KH2PO4、0.15g/L EDTA、0.08g/L ZnSO4、0.05g/LMnCl2·4H2O、0.05g/LCuSO4·5H2O的水溶液。
说明书
一种农村生活污水处理的填料及挂膜的生物菌剂
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种针对农村污水处理的填料及挂膜的生物菌剂。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对生活污水处理也有较高的要求，人们在致力于对生活污水处理达到70%以上。我国目前农村污水处理工程应用最广泛的工艺是A2/O法和MBR法，虽然运行成熟，但缺点也很明显。A2/O法需连接湿地滤池，氮磷去除效果差，成本高;需要设置回流系统，部分沉淀污泥需回流排入缺氧池;需额外添加药剂。MBR法同样需要设置回流系统，MBR反应器底部污泥需回流排入缺氧池。另外，MBR法曝气量大、压力损失大、成本高;对堵塞敏感，增加人力消耗;膜寿命短，换模成本高;对水质变化适应性差。
发明内容
针对于农村污水集中处理普遍存在的问题，本发明的目的在于提供一种农村生活污水处理的填料及挂膜的生物菌剂。利用曝气池进行曝气处理，在裕隆生物填料的作用下去除污水中的COD，同时将氨氮转化为硝氮。利用铁碳微电解的产物Fe2+、H2作为生物反硝化的电子供体，去除来自曝气池的硝酸盐。同时，利用生物反硝化过程产生碱度的原理，在不用外加碱度的情况下，使氧化的Fe3+生成絮凝性极强的Fe(OH)3胶体，在沉淀池中达到去除水体中的TP、悬浮物及重金属离子等污染物的效果。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
本发明提供了一种农村生活污水处理的生物菌剂，按照体积比(2～3)：1向待治理污水中投放第一生物菌剂培养液进行富集驯化得到第一生物菌剂用于裕隆填料挂膜：
第一生物菌剂培养液包括如下质量份数的原料：
CH3COONa0.5-1.0份;NH4Cl0.02-0.05份;NaNO30.05-0.10份;KH2PO40.02-0.05份;CaCl20.01-0.03份;MgSO4·7H2O0.01-0.03份;微量元素溶液2份，蒸馏水1000份。
进一步，所述微量元素溶液按照质量浓度计：
0.03-0.05g/L CaCl2、0.4-0.6g/L EDTA、0.05-0.10g/L ZnSO4、0.2-0.3g/LMnCl2·4H2O、0.1-0.3g/L FeSO4·7H2O、0.20-0.30g/L CuSO4·5H2O、0.20-0.30g/LCoCl2·6H2O、0.15-0.25g/L NiCl2·6H2O的水溶液。
相应地，本发明给出了采用上述的农村生活污水处理的生物菌剂挂膜的填料，采用裕隆YL-Ⅰ型活性生物填料，尺寸为10×10mm，比重>0.96g/cm3，有效表面积>850m2/m3，孔隙率>85%;
或采用YL-Ⅱ型活性生物填料，尺寸25×12mm，比重>0.96g/cm3，有效表面积>500m2/m3，孔隙率>90%。
本发明还提供了另一种农村生活污水处理的生物菌剂，按照体积比(2～3)：1向待治理污水中投放第二生物菌剂培养液进行富集驯化得到第二生物菌剂用于铁碳填料挂膜：
第二生物菌剂培养液包括如下质量份数的原料：
CH3COONa0.1-0.3份;NH4Cl0.2-0.5份;NaNO30.05-0.10份;KH2PO40.2-0.3份;CaCl20.8-1.0份;NaHCO3：1.5-2.0份;FeSO4·7H2O0.05-0.1份;微量元素溶液5份，蒸馏水1000份。
进一步，所述微量元素溶液按照质量浓度计：
0.03-0.05g/L CaCl2、0.4-0.6g/L EDTA、0.05-0.10g/L ZnSO4、0.2-0.3g/LMnCl2·4H2O、0.1-0.3g/L FeSO4·7H2O、0.20-0.30g/L CuSO4·5H2O、0.20-0.30g/LCoCl2·6H2O、0.15-0.25g/L NiCl2·6H2O的水溶液。
本发明针对第二种农村生活污水处理的生物菌剂挂膜的填料，采用包括如下质量比的原料制备填料：
25-35%铁粉，50-60%黏土，5-10%活性炭，2-3%镍粉，2-3%镁粉，1-4%石膏粉。
针对第二种农村生活污水处理的生物菌剂挂膜的填料的制备方法，具体包括：将质量比为25-35%铁粉，50-60%黏土，5-10%活性炭，2-3%镍粉，2-3%镁粉，5-8%石膏粉充分混合均匀，加水搅拌制成10-20mm的球体;在干燥箱中铺上碳粉，干燥;将干燥后的填料颗粒放入焙烧炉内，通入H2/CO气体，焙烧;最后通入N2，待其冷却后取出得到铁碳填料。
其中制备方法中，在120±2℃的干燥箱中铺上碳粉，干燥20-30min;将干燥后的填料颗粒放入800-1000℃的焙烧炉内，通入H2/CO气体，焙烧70-80min。
本发明针对两种填料进行生物菌剂挂膜的方法，具体包括：挂膜填料由生物培养液浸泡处理获得;所述生物培养液为SYY培养液与生物菌剂的混合液，且SYY培养液与生物菌剂的体积比为1：(50～60);
SYY培养液按照体积比为500：1的灭菌后的待治理污水与微量元素溶液混合制备而成。
所述微量元素溶液为：以质量浓度计，0.05g/L CaCl2、0.07g/L KH2PO4、0.15g/LEDTA、0.08g/L ZnSO4、0.05g/LMnCl2·4H2O、0.05g/LCuSO4·5H2O的水溶液。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：
(1)相较于自然挂膜，发明利用待处理污水富集驯化获得高效菌群，利用高效菌群挂膜获得的生物填料具有生物活性高、适应能力强、处理效果好的优点。
(2)传统的微电解填料往往存在铁碳分离、易钝化板结、与污水接触面小等问题。本发明采用的新型铁碳填料，相比传统的微电解填料，具有表面孔隙率高、孔隙分布均匀、比表面积大、不会聚结成块、强度高的优点。另外其中的Fe3O4具有富集Fe2+的功能，有利于促进反应的进行。
(3)脱氮除磷过程与有机物去除部分在不同区域进行，在更换新型铁碳填料时不用更换裕隆填料，操作简便，运行费用降低;生物反硝化过程为Fe(OH)3胶体的形成提供了充足的碱度，无需外加碱度，成本降低。
(4)铁碳微电解过程不仅能够降解污水中的有机物，还能提供微生物反硝化所需的电子供体Fe2+、H2，解决了污水中有机碳源不足前提下硝氮去除效果差的问题，避免了低C/N比对生物反硝化的影响。
(5)铁碳生物反硝化池中由于不需额外添加有机物，不存在因有机物残留导致的二次污染问题，且降低了成本费用。自养菌生长速率比较缓慢，污泥产量少，也降低了出水中的含有微生物的风险。
