公布日：2022.09.20
申请日：2022.03.02
分类号：C02F3/34(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F1/50(2006.01)I;C02F1/28(2006.01)I;C02F9/14(2006.01)I;C02F11/00(2006.01)I;
C02F11/02(2006.01)I
摘要
本发明提供了一种利用土壤缩合作用的污水生物处理方法，属于污水处理领域。所述方法将土壤缩合单元加入到现有污水生物处理系统中，在土壤缩合单元中放置含有活性化的土壤矿物和含有土壤微生物及其代谢产物的腐殖质土，利用土壤微生物的缩合作用产生缩合中间产物并活化污泥中的微生物。含有活化微生物、土壤微生物和缩合中间产物的混合液流入污水生化池进行分解、缩合、缩聚、凝聚等生化反应去除污水中的污染物，提高污水处理效率，减少剩余污泥产量，稳定化剩余污泥并降低污水中致病菌数量。本发明可以减少污水和污泥的生物处理流程并降低对应处理单元规格。
权利要求书
1.利用土壤缩合作用的污水生物处理方法，其特征在于，所述污水生物处理方法在现有污水生物处理系统内设置土壤缩合单元，污泥回流至生化池进水端或调节池进水端前通过土壤缩合单元，利用土壤微生物的缩合作用产生缩合中间产物并活化污泥中的微生物，含有活化微生物、土壤微生物和缩合中间产物的混合液流入污水生化池与常规污水处理微生物共同去除污水中的污染物。
2.如权利要求1所述的土壤缩合单元，其特征在于，所述土壤缩合单元内放置活性化的土壤矿物和含有土壤微生物及其代谢产物的腐殖质土，放置的两种物料是缓释材料或者通过投加系统投加到土壤缩合单元，活性化的土壤矿物和含有土壤微生物的腐殖质土的缓释速度或投加量根据待处理污水处理规模和水质确定。
3.如权利要求1所述的土壤缩合单元，其特征在于，所述土壤缩合单元的水力停留时间为0.1-1h，具体停留时间根据污水水质确定；采用鼓风机进行24h曝气，曝气空气尽量不与土壤缩合单元内放置的物料直接接触，采用穿孔管曝气方式。
4.如权利要求2所述的活性化的土壤矿物，其特征在于，所述活化的土壤矿物为含有活性化的硅酸盐的物质，优选为包括安山岩、流纹岩、浮石、火山灰、硅藻土、沸石、玻璃轻石、粘土、花岗岩质物质等火山土壤岩石或粉末，优选土壤矿物中还包含铁、铝金属元素和其他有利于土壤微生物生长的常见金属元素和微量金属元素，有利于污水处理过程污染物吸附、金属螯合/沉淀反应和微生物生长，次选为人造活性硅酸盐中加入铁等金属元素的合成物。
5.如权利要求2所述的含有土壤微生物的腐殖质土，其特征在于，所述含有土壤微生物的腐殖质土包含土壤微生物代谢缩合中间产物及好氧土壤微生物、兼氧土壤微生物等微生物，优选为肥沃的沼泽地等的地下优质土、次选为一般沼泽地、田地等的低质土，比如腐殖土，草炭、泥炭、煤等物质。
6.如权利要求2所述的含有活性化的土壤矿物和含有土壤微生物的腐殖质土，其特征在于，所述土壤缩合单元内参与反应过程时的活性化的土壤矿物量为含有土壤微生物的腐殖质土量的5％-60％。
7.如权利要求2所述的土壤微生物，其特征在于，所述土壤微生物为含乳酸菌属细菌、小球菌属、链球菌属、芽孢杆菌属等兼氧性或厌氧性土壤微生物，可以进行缩合反应生成腐殖前驱物质等缩合中间产物。
8.如权利要求7所述的缩合中间产物，其特征在于，所述缩合中间产物为包含酚类化合物，苯基氧化酶的氧化酶，醌类化合物，多糖类和氨基酸等的微生物代谢产物及分泌物，这些物质具有灭菌功能和缩合中小分子污染物形成腐殖质的功能。
发明内容
本发明针对现有的污水生物处理技术生化池和泥水分离单元水力停留时间长，剩余污泥脱水性能差和易降解有机物含量高等污水生物处理效率低、污泥处理处置难的问题，提供一种利用土壤缩合作用的污水生物处理方法，该方法利用含乳酸菌属细菌、小球菌属、链球菌属、芽孢杆菌属等兼氧性或厌氧土壤微生物缩合污水中的污染物，污泥中的胞外聚合物等方式，通过降低污水污染负荷提高污水处理效率，通过吸收阻碍泥水分离性的胞外聚合物提升污泥泥水分离性能。土壤微生物及其代谢产物的缩合能力在降低污染负荷，减量剩余污泥产量的同时，通过腐殖化过程稳定化剩余污泥，并且通过代谢产物的杀菌能力抑制致病菌的生长。因此，利用土壤缩合作用可以简化现有污水处理过程中相应的处理处置流程或降低对应单元规格。
为实现以上技术目的，本发明的处理方法如下：
利用土壤缩合作用的污水生物处理方法在现有污水生物处理系统内设置土壤缩合单元，污泥回流至生化池进水端或调节池进水端前通过土壤缩合单元，利用土壤微生物的缩合作用产生缩合中间产物并活化污泥中的微生物，含有活化微生物、土壤微生物和缩合中间产物的混合液流入污水生化池与常规污水处理微生物共同去除污水中的污染物。在土壤微生物和缩合中间产物的作用下，快速缩合污水中的污染物和回流污泥间的聚合物，降低污水处理系统的污染物负荷并提高污泥沉降性能。
土壤微生物和和缩合中间产物通过土壤缩合单元内放置活性化的土壤矿物和含有土壤微生物及其代谢产物的腐殖质土释放到污水处理系统，放置的两种物料是可以为缓释材料或者是通过各自的投加系统投加到土壤缩合单元。活性化的土壤矿物和含有土壤微生物的腐殖质土的缓释速度或投加量需要根据待处理污水处理规模和水质进行确定，保证土壤缩合单位内的反应速率匹配对应的污水处理过程。
土壤缩合单元为土壤微生物在活性化的土壤矿物和土壤微生物代谢产物的腐殖质土环境中激活的单元，可以向物料中释放土壤微生物及其代谢产物。土壤缩合单元的水力停留仅为0.1-1h，具体停留时间需根据污水水质确定，并采用鼓风机进行24h曝气，进行反应单元供氧和搅拌激活土壤微生物并释放活性化的土壤矿物和土壤微生物代谢产物至水中，曝气空气尽量不与土壤缩合单元内放置的物料直接接触，采用穿孔管曝气方式。
土壤缩合单元采用的活性化的土壤矿物为含有活性化的硅酸盐的物质，优选为包括安山岩、流纹岩、浮石、火山灰、硅藻土、沸石、玻璃轻石、粘土、花岗岩质物质等火山土壤岩石或粉末，优选土壤矿物中还包含铁、铝金属元素和其他有利于土壤微生物生长的常见金属元素和微量金属元素，有利于污水处理过程污染物吸附、金属螯合/沉淀反应和微生物生长，次选为人造活性硅酸盐中加入铁等金属元素的合成物。
土壤缩合单元采用的含有土壤微生物的腐殖质土包含土壤微生物代谢缩合中间产物及好氧土壤微生物、兼氧土壤微生物等微生物，优选为肥沃的沼泽地等的地下优质土、次选为一般沼泽地、田地等的低质土，比如腐殖土，草炭、泥炭、煤等物质。
土壤缩合单元内参与反应过程时的活性化的土壤矿物量为含有土壤微生物的腐殖质土量的5％-60％，即两种物料在缓释或者外部投加时的质量比。
土壤缩合反应中参与反应的土壤微生物为含乳酸菌属细菌、小球菌属、链球菌属、芽孢杆菌属等兼氧性或厌氧性土壤微生物，可以进行缩合反应生成腐殖前驱物质等缩合中间产物。
缩合污水处理过程中污染物及污泥中聚合的缩合中间产物为包含酚类化合物，苯基氧化酶的氧化酶，醌类化合物，多糖类和氨基酸等的微生物代谢产物及分泌物，这些物质具有灭菌功能和缩合中小分子污染物形成腐殖质的功能。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1、本发明土壤缩合单元的缩合作用可以减少整个污水生化池污染物负荷,减少污水生化池的水力停留时间。
2、本发明土壤缩合单元的缩合作用缩合污泥胞外聚合物，提高污泥泥水分离性能，减少泥水分离设施体积。
3、本发明通过减少污染物负荷和提高泥水分离性能减量剩余污泥固体量，提高污泥脱水性能，并且可以稳定化剩余污泥，有利于剩余污泥后续处理处置过程。
4、本发明缩合中间产物的灭菌作用和中小分子缩合能力提高了污水的卫生指标并减少了污水生物处理过程中的臭味。
5、本发明方法可以方便地增设到已有的污水生物处理系统上，对原有系统干扰极小。
6、本发明方法操作和控制简单方便。
（发明人：金泰峰;李会娜）
