公布日：2022.08.30
申请日：2022.05.13
分类号：C02F9/14(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种高盐含氮废水处理方法，将高盐含氮废水去除固体杂质后通入铁碳微电解池进行电解反应；将铁碳微电解池反应后的出水和复合耐盐菌剂混合后加入生物吸附池中，对生物吸附池中的污泥进行驯化及富集，得到耐盐菌强化污泥；将耐盐菌强化污泥对生物泥膜混合池的填料进行挂膜培养，将耐盐菌强化污泥和生物吸附池中的出水通入反硝化滤池，对反硝化滤池内的填料进行挂膜培养；将生物泥膜混合池的填料放入生物泥膜混合池内，将高盐含氮废水去除固体杂质后依次通入铁碳微电解池、生物吸附池、生物泥膜混合池、反硝化滤池和电渗析装置进行处理并达标排放或回用。本发明可高效原位驯化耐盐菌强化污泥，实现高盐含氮废水的达标排放及回用。
权利要求书
1.一种高盐含氮废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：培养阶段：将高盐含氮废水去除固体杂质后通入铁碳微电解池进行电解反应；（2）将步骤（1）中的铁碳微电解池反应后的出水和复合耐盐菌剂混合后加入生物吸附池中，对生物吸附池中的污泥进行驯化及富集，得到耐盐菌强化污泥；（3）将步骤（2）中的耐盐菌强化污泥对生物泥膜混合池的填料进行挂膜培养，将步骤（2）中的耐盐菌强化污泥和生物吸附池中的出水通入反硝化滤池，对反硝化滤池内的填料进行挂膜培养；运行阶段：（4）将步骤（3）中培养的生物泥膜混合池的填料放入生物泥膜混合池内，调整好铁碳微电解池、生物吸附池、生物泥膜混合池、反硝化滤池、电渗析装置内的运行条件；将高盐含氮废水去除固体杂质后依次通入铁碳微电解池、生物吸附池、生物泥膜混合池、反硝化滤池和电渗析装置进行处理并达标排放或回用。
2.根据权利要求1所述的高盐含氮废水处理方法，其特征在于，所述步骤（1）中的铁碳微电解池中pH控制为4-5，铁碳颗粒投加量为120-160g/L，铁碳颗粒的铁碳质量比为1-2:1，水力停留时间为3-5h。
3.根据权利要求1所述的高盐含氮废水处理方法，其特征在于，所述步骤（2）中的复合耐盐菌剂包括混合耐盐菌株、无菌培养液及L-谷氨酸，其中混合耐盐菌株为海水、高盐湖水或高盐废水中经稀释涂布平板法分离的一种或几种耐盐脱氮菌，无菌培养液为由葡萄糖、氯化铵、磷酸二氢钾、碳酸氢钠、氯化钠及微量元素组成，无菌培养液各物质的浓度需满足不同驯化阶段生物吸附池进水COD、TN及TP浓度比为100:5:1，pH为6.5-7.5，且不同驯化阶段生物吸附池进水和铁碳微电解池反应后出水的TN比值为1:0.8-1.2。
4.根据权利要求3所述的高盐含氮废水处理方法，其特征在于，所述步骤（2）中生物吸附池中的污泥进行驯化及富集步骤如下：S1：调控铁碳微电解池反应后的出水及无菌培养液，使生物吸附池进水盐度为高盐含氮废水的10-20%，控制生物吸附池污泥浓度为3-5g/L，溶解氧为0.6-1.0mg/L，加入L-谷氨酸，L-谷氨酸的浓度为1-2mM，水力停留时间为18-24h，稳定培养2-7d；S2：调控铁碳微电解池出水及无菌培养液比例，使生物吸附池进水盐度为高盐含氮废水的40-60%，溶解氧为0.6-1.0mg/L，水力停留时间为10-12h，加入L-谷氨酸，L-谷氨酸的浓度为1-2mM，稳定培养2-7d；S3：调控铁碳微电解池出水及无菌培养液比例，使生物吸附池进水盐度为高盐含氮废水的80-90%，加入混合耐盐菌株，混合耐盐菌株湿重投加量为0.06-0.1g/(L∙2d)，溶解氧为0.6-1.0mg/L，水力停留时间为10-12h，稳定培养7-10d；S4：调控铁碳微电解池出水及无菌培养液比例，使生物吸附池进水盐度为高盐含氮废水的90-110%，溶解氧为0.6-1.0mg/L，水力停留时间为8-10h，稳定培养7-10d，最终获得耐盐菌强化污泥。
5.根据权利要求1所述的高盐含氮废水处理方法，其特征在于，所述步骤（3）中的生物泥膜混合池内的填料为K3悬浮填料，比表面积为400-1000m2/m3，挂膜培养时首先将耐盐菌强化污泥与K3悬浮填料混合，控制耐盐菌强化污泥浓度为2-4g/L，然后对耐盐菌强化污泥及K3悬浮填料混合曝气，控制曝气量为20-30L/h，闷曝20-24h，最后排空污泥，重复操作2-3d。
6.根据权利要求1所述的高盐含氮废水处理方法，其特征在于，所述步骤（3）中所述的反硝化滤池中的填料为陶粒，粒径为3-5mm，孔隙率≥40%，挂膜培养时首先将耐盐菌强化污泥及生物吸附池的出水通入反硝化滤池，控制耐盐菌强化污泥浓度为4-6g/L，然后对反硝化滤池进行曝气，曝气量控制在20-30L/h，闷曝20-24h，最后排空反硝化滤池内的污水，重复操作6-8d。
7.根据权利要求1所述的高盐含氮废水处理方法，其特征在于，所述步骤（4）中铁碳微电解池中控制pH为3-6，铁碳颗粒投加量为40-160g/L，铁碳颗粒的铁碳质量比为0.5-3:1，水力停留时间为2-5h；步骤（4）中生物吸附池中控制pH为6-9，污泥浓度为1.8-3.0g/L，污泥负荷为3.5-5.5kgBOD5/(kgMLSS∙d)，污泥回流比为40-60%，污泥龄为0.5-0.7d，水力停留时间为0.2-0.4h，溶解氧为0.4-0.8mg/L;步骤（4）中生物泥膜混合池中控制pH为6-8，污泥浓度为2.5-4.5g/L，污泥负荷为0.08-0.28kgBOD5/(kgMLSS∙d)，污泥回流比为90-100%，污泥龄为5-15d，水力停留时间为3-5h，溶解氧为2-4mg/L，悬浮填料填充率为30-50%;步骤（4）中反硝化滤池中控制反硝化滤池表面负荷为8.0-12.0m3/(m2∙h)，反硝化负荷为1.5-3.0kgNO3-N/(m3∙d)，空床水力停留时间为15.0-25.0min，反冲洗周期为24-48h，气-水联合冲洗气洗强度为90-120m3/(m2∙h)，水洗强度为15-25m3/(m2∙h)，冲洗历时为10-20min；步骤（4）中电渗析装置中控制进水压力为0.10-0.25MPa，进水流量为5-15m3/h,输入电压为370-390V，电流为60-75A，输出电压为240-260V，电流为135-155A，单台电渗析装置配送电流为25-35A，隔板厚度为0.5-2.0mm。
发明内容
本发明的目的是提供一种高盐含氮废水处理方法。
本发明的创新点在于本方法可高效原位驯化耐盐菌强化污泥，构建外源耐盐菌与原始污泥菌群协同体系，显著提高生物处理系统中的耐盐菌丰度及活性，并进一步优化生物及物化处理工艺流程，实现高盐含氮废水的达标排放及回用。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种高盐含氮废水处理方法，包括以下步骤：培养阶段：将高盐含氮废水去除固体杂质后通入铁碳微电解池进行电解反应；（2）将步骤（1）中的铁碳微电解池反应后的出水和复合耐盐菌剂混合后加入生物吸附池中，对生物吸附池中的污泥进行驯化及富集，得到耐盐菌强化污泥；（3）将步骤（2）中的耐盐菌强化污泥对生物泥膜混合池的填料进行挂膜培养，将步骤（2）中的耐盐菌强化污泥和生物吸附池中的出水通入反硝化滤池，对反硝化滤池内的填料进行挂膜培养；运行阶段：（4）将步骤（3）中培养的生物泥膜混合池的填料放入生物泥膜混合池内，调整好铁碳微电解池、生物吸附池、生物泥膜混合池、反硝化滤池及电渗析装置内的运行条件；将高盐含氮废水去除固体杂质后依次通入铁碳微电解池、生物吸附池、生物泥膜混合池、反硝化滤池和电渗析装置进行处理并达标排放或回用。
进一步地，所述步骤（1）中的铁碳微电解池中pH控制为4-5，铁碳颗粒投加量为120-160g/L，铁碳颗粒的铁碳质量比为1-2:1，水力停留时间为3-5h。
进一步地，所述步骤（2）中的复合耐盐菌剂包括混合耐盐菌株、无菌培养液及L-谷氨酸，其中混合耐盐菌株为海水、高盐湖水或高盐废水中经稀释涂布平板法分离的一种或几种耐盐脱氮菌，无菌培养液为由葡萄糖、氯化铵、磷酸二氢钾、碳酸氢钠、氯化钠及微量元素组成，无菌培养液各物质的浓度需满足不同驯化阶段生物吸附池进水COD、TN及TP浓度比为100:5:1，pH为6.5-7.5，且不同驯化阶段生物吸附池进水和铁碳微电解池反应后出水的TN比值为1:0.8-1.2。
进一步地，所述步骤（2）中生物吸附池中的污泥进行驯化及富集步骤如下：S1：调控铁碳微电解池反应后的出水及无菌培养液，使生物吸附池进水盐度为高盐含氮废水的10-20%，控制生物吸附池污泥浓度为3-5g/L，溶解氧为0.6-1.0mg/L，加入L-谷氨酸，L-谷氨酸的浓度为1-2mM，水力停留时间为18-24h，稳定培养2-7d；S2：调控铁碳微电解池出水及无菌培养液比例，使生物吸附池进水盐度为高盐含氮废水的40-60%，溶解氧为0.6-1.0mg/L，水力停留时间为10-12h，加入L-谷氨酸，L-谷氨酸的浓度为1-2mM，稳定培养2-7d；S3：调控铁碳微电解池出水及无菌培养液比例，使生物吸附池进水盐度为高盐含氮废水的80-90%，加入混合耐盐菌株，混合耐盐菌株湿重投加量为0.06-0.1g/(L∙2d)，溶解氧为0.6-1.0mg/L，水力停留时间为10-12h，稳定培养7-10d；S4：调控铁碳微电解池出水及无菌培养液比例，使生物吸附池进水盐度为高盐含氮废水的90-110%，溶解氧为0.6-1.0mg/L，水力停留时间为8-10h，稳定培养7-10d，最终获得耐盐菌强化污泥。
进一步地，所述步骤（3）中的生物泥膜混合池内的填料为K3悬浮填料，比表面积为400-1000m2/m3，挂膜培养时首先将耐盐菌强化污泥与K3悬浮填料混合，控制耐盐菌强化污泥浓度为2-4g/L，然后对耐盐菌强化污泥及K3悬浮填料混合曝气，控制曝气量为20-30L/h，闷曝20-24h，最后排空污泥，重复操作2-3d。
进一步地，所述步骤（3）中所述的反硝化滤池中的填料为陶粒，粒径为3-5mm，孔隙率≥40%，挂膜培养时首先将耐盐菌强化污泥及生物吸附池的出水通入反硝化滤池，控制耐盐菌强化污泥浓度为4-6g/L，然后对反硝化滤池进行曝气，曝气量控制在20-30L/h，闷曝20-24h，最后排空反硝化滤池内的污水，重复操作6-8d。
进一步地，所述步骤（4）中铁碳微电解池中控制pH为3-6，铁碳颗粒投加量为40-160g/L，铁碳颗粒的铁碳质量比为0.5-3:1，水力停留时间为2-5h；步骤（4）中生物吸附池中控制pH为6-9，污泥浓度为1.8-3.0g/L，污泥负荷为3.5-5.5kgBOD5/(kgMLSS∙d)，污泥回流比为40-60%，污泥龄为0.5-0.7d，水力停留时间为0.2-0.4h，溶解氧为0.4-0.8mg/L;步骤（4）中生物泥膜混合池中控制pH为6-8，污泥浓度为2.5-4.5g/L，污泥负荷为0.08-0.28kgBOD5/(kgMLSS∙d)，污泥回流比为90-100%，污泥龄为5-15d，水力停留时间为3-5h，溶解氧为2-4mg/L，悬浮填料填充率为30-50%;步骤（4）中反硝化滤池中控制反硝化滤池表面负荷为8.0-12.0m3/(m2∙h)，反硝化负荷为1.5-3.0kgNO3-N/(m3∙d)，空床水力停留时间为15.0-25.0min，反冲洗周期为24-48h，气-水联合冲洗气洗强度为90-120m3/(m2∙h)，水洗强度为15-25m3/(m2∙h)，冲洗历时为10-20min；步骤（4）中电渗析装置中控制进水压力为0.10-0.25MPa，进水流量为5-15m3/h,输入电压为370-390V，电流为60-75A，输出电压为240-260V，电流为135-155A，单台电渗析装置配送电流为25-35A，隔板厚度为0.5-2.0mm。
本发明的有益效果是：（1）本发明采用目标高盐含氮废水混合培养液作为耐盐菌强化污泥驯化剂，利用铁碳微电解法提升原始废水可生化性，降低其生物毒性，并配合L-谷氨酸钠作为耐盐助剂提升原始污泥菌群的耐盐能力，较现有工艺中直接采用原始废水或模拟废水驯化更具针对性，大大缩短了耐盐驯化时间，所产生耐盐菌强化污泥生物群落更为丰富，对目标高盐含氮废水的适应及处理能力更强。
（2）本发明采用生物吸附池作为耐盐菌强化污泥的驯化反应器，充分利用生物吸附池的高负荷，外源微生物输入及生物系统隔离优势，为耐盐菌强化污泥的驯化及富集提供原位场地，无需外设装置，较现有工艺操作简便且更具成本优势。
（3）本发明在后续生物处理工艺中设置生物泥膜混合池及反硝化滤池，通过生物膜系统富集硝化及反硝化细菌，极大地丰富了功能微生物种类，满足高盐含氮废水的脱氮需求，并利用生物吸附池驯化的耐盐菌强化污泥分别对悬浮填料和反硝化填料进行生物接种挂膜，提高了后续生物系统的耐盐能力和整体生物系统的协同效应。
（4）本发明综合设计“铁碳微电解-生物吸附池-生物泥膜混合池-反硝化滤池-电渗析”整套工艺流程，该流程既实现了耐盐菌强化污泥的原位驯化富集，又结合高盐含氮废水特征完善了脱氮除盐单元，实现了高盐废水的达标排放及回用。
（发明人：惠二青;淦方茂;陈文然;周小国;卫朋飞）
