公布日：2022.09.27
申请日：2022.07.26
分类号：C02F3/00(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;C02F3/12(2006.01)I
摘要
本发明提供了一种污水深度处理方法及系统，所述方法包括以下步骤：(1)在污水中投加碳基生物菌剂，然后同时进行搅拌和曝气；所述碳基生物菌剂包括改性生物炭粉末、复合菌群和营养物质；(2)将步骤(1)处理过的污水通过MBR膜进行膜过滤，回收碳基载体和生物菌种用于步骤(1)的处理，膜过滤出水进入下一工艺段或直接排放。本发明将碳基生物菌剂与膜过滤工艺组合，是一种深度处理污水中难降解性COD的工艺技术，尤其适用于工业园区污水厂出水的深度处理，具有以下优点：难降解性有机物去除率高，出水COD低、出水水质好，微生物菌种富集生长快等特点。
权利要求书
1.一种污水深度处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在污水中投加碳基生物菌剂，然后同时进行搅拌和曝气；所述碳基生物菌剂包括改性生物炭粉末、复合菌群和营养物质；(2)将步骤(1)处理过的污水通过MBR膜进行膜过滤，回收碳基载体和生物菌种用于步骤(1)的处理，膜过滤出水进入下一工艺段或直接排放。
2.根据权利要求1所述的污水深度处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述污水是二沉池出水或二沉池之后的其他工艺段出水，指标包括如下：COD为30-100mg/L，氨氮为0-10mg/L，总氮为5-20mg/L，总磷为0.1-1.5mg/L。
3.根据权利要求1所述的污水深度处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述改性生物炭粉末粒径为20-300μm的改性生物炭，改性后生物炭含有FeCl2/FeCl3盐；优选的，所述改性生物炭的制备方法包括如下步骤：将生物炭粉末在酸性FeCl2/FeCl3溶液中浸泡，浸泡后烘干，生物炭粉末与FeCl2/FeCl3溶液质量比为10％-30％，FeCl2/FeCl3溶液中FeCl2/FeCl3浓度为8-12％，溶液pH在2-3。
4.根据权利要求1所述的污水深度处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述复合菌群包括COD高效降解菌、硝化细菌和反硝化细菌；所述的COD降解菌包括诺卡氏菌、伯克氏菌属、绿脓假单胞菌和布鲁氏菌，所述复合菌群中各种菌有效活菌数均不低于2.0×109cfu/g；所述营养物质包括活化酶、多糖和谷氨酸，其中活化酶含量不低于5％，多糖含量不低于10％，谷氨酸含量不低于2％。
5.根据权利要求1所述的污水深度处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碳基生物菌剂投加量为0.5-10‰。
6.根据权利要求1所述的污水深度处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述进行搅拌和曝气的时间为2-12h。
7.根据权利要求1所述的污水深度处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的MBR膜选自平板膜或中空纤维膜；所述膜过滤通量为5-50L/m2.h。
8.根据权利要求1所述的污水深度处理方法，其特征在于，步骤(2)中，采用回流的形式回收碳基载体和生物菌种，回流比为50-300％。
9.一种污水深度处理系统，其特征在于，包括反应池(1)和膜池(2)，所述反应池(1)内设有与外部连接的进水管道(3)、以及设于池底的搅拌系统(4)和曝气系统(5)，反应池(1)还与外部的碳基生物菌剂投加装置(6)连接；所述膜池(2)内设有MBR膜组件(7)，MBR膜组件(7)与膜池(2)外部的膜过滤气洗鼓风机(8)和抽吸泵(9)连接；所述反应池(1)和膜池(2)内部通过孔洞相通，底部通过设置在池外的回流泵(10)连接。
10.根据权利要求9所述的污水深度处理系统，其特征在于，所述曝气系统(5)包括曝气器(51)和曝气鼓风机(52)，所述曝气器(51)位于反应池(1)的底部，并且与反应池(1)外部的曝气鼓风机(52)连接；所述反应池(1)和膜池(2)内部通过两者分界上的孔洞相通。
发明内容
发明目的：为了解决工业园区污水厂出水COD较高，水质差，深度处理能耗高等问题，本发明提供了一种污水深度处理方法及系统，可以在污水厂现有设施的基础上，将碳基高效生物菌和膜分离技术耦合，实现工业园区污水厂出水中难降解性有机物的去除，保证了出水的COD、氨氮、SS、总氮达到高标准的出水排放。
技术方案：本发明提供了一种污水深度处理方法，包括以下步骤：
(1)在污水中投加碳基生物菌剂，然后同时进行搅拌和曝气；所述碳基生物菌剂包括改性生物炭粉末、复合菌群和营养物质；
(2)将步骤(1)处理过的污水通过MBR膜进行膜过滤，回收碳基载体和生物菌种用于步骤(1)的处理，膜过滤出水进入下一工艺段或直接排放。
通过采用上述技术方案，将碳基生物菌剂投加到污水中，生物炭粉末吸附污水中难降解性有机物，通过搅拌、曝气提供充足氧气，复合生物菌群降解有机物，并且在生物炭载体上生长繁殖，最后再通过膜过滤将生物增效剂与污水分离，保证反应池中的生物炭载体、复合生物菌群不会随水流失。
优选的，步骤(1)中，所述污水是二沉池出水或二沉池之后的其他工艺段出水，指标包括如下：COD为30-100mg/L，氨氮为0-10mg/L，总氮为5-20mg/L，总磷为0.1-1.5mg/L。
优选的，步骤(1)中，所述改性生物炭粉末粒径为20-300μm，更优选50-100μm，改性后生物炭含有FeCl2/FeCl3盐；优选的，所述改性生物炭的制备方法包括如下步骤：将生物炭粉末在酸性FeCl2/FeCl3溶液中浸泡，浸泡后烘干，即得；生物炭粉末与FeCl2/FeCl3溶液质量比为10％-30％，FeCl2/FeCl3溶液中FeCl2/FeCl3浓度为8-12％，溶液pH在2-3。
优选的，所述复合菌群包括COD高效降解菌、硝化细菌和反硝化细菌；所述的COD降解菌包括诺卡氏菌、伯克氏菌属、绿脓假单胞菌、布鲁氏菌等菌种，对酚类、石油烃类、多环芳烃类、杂环类等有机物具有有效降解能力，所述复合菌群中各种菌有效活菌数均不低于
2.0×109cfu/g；所述营养物质包括活化酶、多糖和谷氨酸，其中活化酶含量不低于5％，多糖含量不低于10％，谷氨酸含量不低于2％。
优选的，步骤(1)中，所述碳基生物菌剂投加量为0.5-10‰，更优选2-3‰。
优选的，步骤(1)中，所述进行搅拌和曝气的时间为2-12h，更优选6-8h。
优选的，步骤(2)中，所述的MBR膜选自平板膜或中空纤维膜；所述膜过滤通量为5-50L/m2.h，更优选10-15L/m2.h。
优选的，步骤(2)中，采用回流的形式回收碳基载体和生物菌种，回流比为50-300％，更优选50-100％。
本发明还提供了一种污水深度处理系统，包括反应池和膜池，所述反应池内设有与外部连接的进水管道、以及设于池底的搅拌系统和曝气系统，反应池还与外部的碳基生物菌剂投加装置连接；所述膜池内设有MBR膜组件，MBR膜组件与膜池外部的膜过滤气洗鼓风机和抽吸泵连接；所述反应池和膜池内部通过孔洞相通，底部通过设置在池外的回流泵连接。
作为优选方案，所述曝气系统包括曝气器和曝气鼓风机，所述曝气器位于反应池的底部，并且与反应池外部的曝气鼓风机连接。
所述反应池和膜池内部通过两者分界上的孔洞相通，孔洞位置不限，可以位于上部、中部或下部。
有益效果：本发明方法和系统尤其适用于工业园区污水处理厂高标准出水提标改造深度处理，具有以下优点：
1)在二沉池之后投加改性生物炭有助于针对污水中难降解性有机物吸附去除，为COD高效降解复合菌群提供充足碳源，有助于复合菌群快速生长繁殖，成为优势菌。生物炭负载的FeCl2/FeCl3盐不仅可以微生物反硝化提供电子，也可以去除污水中的总磷。
2)通过将定向筛选出的多种高效降解菌复合，可以高效降解去除污水中难降解性有机物，同时多种菌群可在生物炭上共生生长，在生物酶系统作用下协同降解，对有机物的降解更彻底，工业园区污水厂出水COD更低。
3)通过膜过滤系统，将生物炭载体和生物菌体截留，有助于微生物菌种的快速富集生长。
4)在污水厂尾水深度处理上，与利用高级氧化技术去除COD的方式相比，吸附加生物降解的方式更加低碳，能耗更低。
（发明人：陈道康;陈梦雪;吴飞;黄勇;俞朝庭;谈帅;韩笑;陈枫）
