申請日2015.09.30

　　公開(公告)日2017.04.05

　　IPC分類號C02F3/30; C02F101/38

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種難降解有機廢水的生物處理方法，包括缺氧單元、好氧單元和脫氮單元，在好氧單元投加亞硝化優(yōu)勢菌和亞硝酸菌生長促進劑，控制出水中亞硝化率在65%-80%，其中好氧單元的出水一部分回流至缺氧單元，控制回流比在25%-50%，另一部分進入脫氮單元，經(jīng)脫氮單元處理后排放;所述生長促進劑包括金屬鹽、多胺類物質(zhì)、有機酸羥胺和Na2SO3，所述金屬鹽由鈣鹽、銅鹽、鎂鹽和/或亞鐵鹽組成。本發(fā)明通過投加生長促進劑和調(diào)控好氧單元出水的回流比來發(fā)揮菌群之間的協(xié)同作用，進而實現(xiàn)廢水中COD和總氮的雙重達標(biāo)處理。本發(fā)明方法具有流程短、占地省、回流比低、菌劑投加量少、控制穩(wěn)定、處理效率高等特點。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種難降解有機廢水的生物處理方法，其特征在于包括缺氧單元、好氧單元和脫氮單元，在好氧單元投加亞硝化優(yōu)勢菌和亞硝酸菌生長促進劑，控制出水中亞硝化率在65%-80%，其中好氧單元出水一部分回流至缺氧單元，控制回流比在25%-50%，另一部分進入脫氮單元，經(jīng)脫氮單元處理后排放;所述生長促進劑包括金屬鹽、多胺類物質(zhì)、有機酸羥胺和Na2SO3，所述金屬鹽由鈣鹽、銅鹽、鎂鹽和/或亞鐵鹽組成。

　　2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述生長促進劑中的金屬鹽為40-100重量份，多胺類物質(zhì)為5-30重量份，有機酸羥胺為0.05-1.5重量份，Na2SO3為10-40重量份。

　　3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述生長促進劑中的金屬鹽是鈣鹽、鐵鹽和銅鹽，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩爾比為(5-15):(1-8):(0.5-5);或者是鈣鹽、鎂鹽和銅鹽，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩爾比為(5-15):(5-25):(0.5-5);或者是鈣鹽、鎂鹽、鐵鹽和銅鹽，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩爾比為(5-15):(5-25):(1-8):(0.5-5)。

　　4.按照權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于：所述生長促進劑中的鈣鹽為CaSO4或者CaCl2，鎂鹽為MgSO4或者MgCl2，銅鹽為CuSO4或者CuCl2，鐵鹽為FeSO4或者FeCl2。

　　5.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述生長促進劑中的多胺類物質(zhì)為精胺、亞精胺或者兩者的混合物;有機酸羥胺為甲酸羥胺、乙酸羥胺或者兩者的混合物。

　　6.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述生長促進劑的投加量按照污水處理系統(tǒng)中促進劑濃度10-40mg/L進行投加。

　　7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述缺氧單元的操作條件為pH為7.5-8.5，DO<0.2mg/L，溫度為30-40℃;所述好氧單元的亞硝化優(yōu)勢菌只需要在啟動期投加，投加CN201010221166.8所述方法獲得的優(yōu)勢菌群;好氧單元控制DO在0.5-2.5mg/L，pH在8.2-8.5之間，溫度為30-35℃。

　　8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的好氧單元出水一部分回流至缺氧單元，回流比控制在25%-50%，開工啟動階段采取逐漸提高回流比的方式;具體的回流比需要根據(jù)COD：(NO2--N+NO3--N)的比值來確定，當(dāng)COD：(NO2--N+NO3--N) 的比值小于25時需要降低回流比，當(dāng)COD：(NO2--N+NO3--N) 的比值大于50時，需要增加回流比，降低和增加回流比的幅度不超過20%。

　　9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：在脫氮單元投加CN201210130645.8或CN201210130644.3所述的微生物菌劑，投加量為每小時所處理廢水體積的0.01%-0.1%。

　　10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：在脫氮單元投加同時含有甲基桿菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3、脫氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3、節(jié)桿菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1、水氏黃桿菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2、沼澤考克氏菌(Kocuria palustris)FSDN-A和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)FSDN-C六種菌株的菌劑，六種菌的菌體體積比為1：1：1-5：1-5：1-10：1-3，投加量為每小時所處理廢水體積的0.01%-0.05%。

　　說明書

　　一種難降解有機廢水的生物處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種難降解有機廢水的生物處理方法。

　　背景技術(shù)

　　隨著石油化工、塑料、合成纖維、印染、煤化工等行業(yè)的迅速發(fā)展，特別是新技術(shù)、新材料的不斷使用，使這些企業(yè)產(chǎn)生的廢水中難降解有機污染物種類逐漸增多，廢水的處理難度增大。高級氧化等物理化學(xué)方法雖然可以處理難降解有機廢水，但是因存在成本高、礦化不完全、易產(chǎn)生二次污染等不足，故常用于生物處理的預(yù)處理，以提高可生化性。生物處理因投資小、處理成本低、礦化完全，并且作為廢水處理的終端技術(shù)，在難降解有機廢水的處理過程中日益受到關(guān)注。

　　難降解有機廢水中的污染物主要包括烴類、酚類、多環(huán)芳香族、硝基化合物、含氮雜環(huán)化合物等，特別是由人工合成的某些有機物大多不能被微生物快速識別且對微生物有抑制作用，在短期內(nèi)不能被微生物分解利用，因此傳統(tǒng)的生物處理方法用活性污泥進行自然培養(yǎng)馴化的微生物已不能有效去除廢水中的污染物。

　　吳玉成等(反硝化條件下微生物降解地下水中的苯和甲苯，中國環(huán)境科學(xué)，1999(06))開展了反硝化條件下微生物降解地下水中苯的研究，發(fā)現(xiàn)在強化反硝化條件下，微生物可利用硝酸鹽作為電子受體降解苯。李詠梅等(焦化廢水中幾種含氮雜環(huán)化合物缺氧降解機理，同濟大學(xué)學(xué)報，2001(06))對焦化廢水中幾種含氮雜環(huán)化合物進行了缺氧反硝化研究。申海虹等(缺氧反硝化去除難降解雜環(huán)化合物吡啶研究，上海環(huán)境科學(xué)2001(11))利用缺氧反硝化對雜環(huán)化合物吡啶進行了研究，都肯定了缺氧反硝化去除難降解有機物的效果。因此，缺氧條件下向有毒或較難降解有機廢水中加入硝酸鹽作為電子受體去除水中有機物是一種新的污水處理手段。厭氧水解酸化過程對難降解有機廢水處理具有一定優(yōu)勢，但是仍然存在生物轉(zhuǎn)化率低、厭氧水解酸化微生物對污染物濃度的耐受程度有限和水解酸化系統(tǒng)存在有機酸積累等問題。隨著傳統(tǒng)活性污泥法處理工藝流程長、占地面積大，操作復(fù)雜的矛盾日益突出，人們試圖通過對代謝菌種改良和反應(yīng)工藝改進與優(yōu)化來提高難降解有機廢水的降解效率。

　　CN201010218533.9公開了一種用于難降解廢水處理的復(fù)合高效微生物制劑及制備和應(yīng)用，該發(fā)明通過投加菌劑解決了難降解有機廢水的處理難題，但是沒有對工藝進行優(yōu)化，廢水處理的停留時間仍高達60小時以上。CN200710090244.3公開了一種高濃度有機廢水深度脫氮處理方法，該方法包括順次串聯(lián)在一起的厭氧除碳區(qū)、好氧亞硝化區(qū)加厭氧氨氧化脫氮區(qū)和傳統(tǒng)硝化反硝化區(qū)組成，需要由六個獨立的反應(yīng)池組成，處理工藝較長，且未涉及含有難降解有機物的廢水的處理效果。CN201110007336.7公開了一種處理干法腈綸廢水的雙回流脫氮MBR工藝，主要由前置缺氧池、硝化池、后置缺氧池和MBR四個主要功能單元組成，通過設(shè)置硝化液和污泥濃縮液的雙回流系統(tǒng)實現(xiàn)有機物和氨氮的去除。該發(fā)明與回流比200%-400%的普通前置式“缺氧-好氧”型MBR反應(yīng)器相比，好氧池硝化液回流比為150%，降低了38%-45%的運行成本，總水力停留時間30小時、COD 去除率達70%-80%，出水COD濃度為190-360mg/L，出水中的COD還需要進一步處理才能達到排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種難降解有機廢水的生物處理方法。本發(fā)明通過投加生長促進劑和調(diào)控好氧單元出水的回流比來發(fā)揮菌群之間的協(xié)同作用，進而實現(xiàn)廢水中COD和總氮的雙重達標(biāo)處理。本發(fā)明方法具有流程短、占地省、回流比低、菌劑投加量少、控制穩(wěn)定、處理效率高等特點。

　　本發(fā)明難降解有機廢水的生物處理方法，包括缺氧單元、好氧單元和脫氮單元，在好氧單元投加亞硝化優(yōu)勢菌和亞硝酸菌生長促進劑，控制出水中亞硝化率在65%-80%，其中好氧單元出水一部分回流至缺氧單元，控制回流比在25%-50%，另一部分進入脫氮單元，經(jīng)脫氮單元處理后排放;所述生長促進劑包括金屬鹽、多胺類物質(zhì)、有機酸羥胺和Na2SO3，所述金屬鹽由鈣鹽、銅鹽、鎂鹽和/或亞鐵鹽組成。

　　本發(fā)明所述生長促進劑中的金屬鹽為40-100重量份，優(yōu)選為50-80重量份，多胺類物質(zhì)為5-30重量份，優(yōu)選為10-20重量份，有機酸羥胺為0.05-1.5重量份，優(yōu)選為0.1-1.0重量份，Na2SO3為10-40重量份，優(yōu)選為20-30重量份。

　　本發(fā)明所述生長促進劑中的金屬鹽包括鈣鹽、銅鹽、鎂鹽和/或亞鐵鹽，如可以是鈣鹽、鐵鹽和銅鹽，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩爾比為(5-15):(1-8):(0.5-5)，優(yōu)選為(8-12):(2-6):(1-4);或者是鈣鹽、鎂鹽和銅鹽，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩爾比為(5-15):(5-25):(0.5-5)，優(yōu)選為(8-12):(10-20):(1-4);或者是鈣鹽、鎂鹽、鐵鹽和銅鹽，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩爾比為(5-15):(5-25):(1-8):(0.5-5)，優(yōu)選為(8-12):(10-20):(2-6):(1-4)。

　　本發(fā)明所述生長促進劑中的鈣鹽為CaSO4或者CaCl2，優(yōu)選CaCl2;鎂鹽為MgSO4或者MgCl2，優(yōu)選MgCl2;銅鹽為CuSO4或者CuCl2，優(yōu)選CuCl2;鐵鹽為FeSO4或者FeCl2 ，優(yōu)選FeCl2。

　　本發(fā)明所述生長促進劑中的多胺類物質(zhì)為精胺、亞精胺或者兩者的混合物。所述的有機酸羥胺為甲酸羥胺、乙酸羥胺或者兩者的混合物。

　　本發(fā)明所述的好氧單元需要控制亞硝化率在65%-80%之間，才能保證好氧單元出水回流至缺氧區(qū)對有毒和難降解物質(zhì)的去除有促進作用，并能夠提高降解速率。在好氧單元需要投加亞硝化優(yōu)勢菌，同時投加亞硝酸菌生長促進劑，促進劑的投加量按照污水處理系統(tǒng)中促進劑濃度10-40mg/L進行投加，優(yōu)選20-30mg/L進行投加。一方面通過人為改變活性污泥中的生物量，提高處理效率，另一方面可以縮短硝化反應(yīng)時間，節(jié)約成本。投加亞硝化優(yōu)勢菌的好氧單元與普通的曝氣單元相比，所需溶解氧濃度低，可以大大降低曝氣量，降低因曝氣產(chǎn)生的運行費用;同時不會有過多的溶解氧隨回流污水進入前端的缺氧區(qū)，使得缺氧區(qū)內(nèi)主要發(fā)生厭氧菌厭氧代謝有機物和兼性菌利用亞硝氮中的氧代謝有機物兩個過程。

　　本發(fā)明所述缺氧單元的操作條件為pH為7.5-8.5，DO<0.2mg/L，溫度為30-40℃。本發(fā)明好氧單元的亞硝化優(yōu)勢菌只需要在啟動期投加，亞硝化優(yōu)勢菌的獲得是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，優(yōu)選投加CN201010221166.8所述方法獲得的優(yōu)勢菌群。好氧單元控制DO在0.5-2.5mg/L，pH在8.2-8.5之間，溫度為30-35℃。

　　本發(fā)明所述的好氧單元出水一部分回流至缺氧單元，回流比控制在25%-50%，開工啟動階段采取逐漸提高回流比的方式。具體的回流比需要根據(jù)COD：(NO2--N+NO3--N)的比值來確定，當(dāng)COD：(NO2--N+NO3--N) 的比值小于25時需要降低回流比，當(dāng)COD：(NO2--N+NO3--N) 的比值大于50時，需要增加回流比，降低和增加回流比的幅度不超過20%。

　　本發(fā)明在脫氮單元投加微生物菌劑，優(yōu)選投加CN201210130645.8或CN201210130644.3所述的微生物菌劑，投加量為每小時所處理廢水體積的0.01%-0.1%。更優(yōu)選投加同時含有甲基桿菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3、脫氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3、節(jié)桿菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1、水氏黃桿菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2、沼澤考克氏菌(Kocuria palustris)FSDN-A和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)FSDN-C六種菌株的菌劑，六種菌的菌體體積比為1：1：1-5：1-5：1-10：1-3(按菌體體積計，菌體體積為含培養(yǎng)液的菌液在1萬轉(zhuǎn)條件下離心分離5min得到的菌體體積，下同)，投加量為每小時所處理廢水體積的0.01%-0.05%。六種菌株為CN102465103、CN102465104、CN102465105、CN102465106、CN103103141、CN103103142所述的菌株。脫氮單元在菌劑投加前需要按照MLSS為1000-2000mg/L先投加脫氮活性污泥。

　　本發(fā)明中采取缺氧單元混合好氧單元出水的方式，一方面對難降解有機廢水起到稀釋作用、降低生物毒性;另一方面好氧單元出水中含有大量硝化產(chǎn)物，在缺氧狀態(tài)下，反硝化菌將利用難降解有機物作為電子供體，以硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮中的氧作為電子受體來進行代謝活動，進而在缺氧單元通過反硝化作用協(xié)同降解難降解物質(zhì)，進一步降低微生物毒性并提高難降解有機物的降解速率，提高生物轉(zhuǎn)化率的同時可以解決系統(tǒng)內(nèi)有機酸積累問題。

　　本發(fā)明投加亞硝酸菌生長促進劑后，可以使活性污泥中的亞硝酸細菌在金屬鹽、多胺類物質(zhì)、有機酸羥胺及Na2SO3的共同作用下實現(xiàn)快速增值，降低亞硝酸菌的投加量，有機酸羥胺和Na2SO3的配合加入，可有效控制體系的溶解氧，有助于抑制亞硝酸鹽氮進一步轉(zhuǎn)化成硝酸鹽氮，進而可以控制硝化反應(yīng)進程，提高廢水的處理效果。本發(fā)明采用投加亞硝酸菌生長促進劑配合多種菌群及工藝的共同作用，具有廢水處理效果好、廢水處理流程短、成本低、菌劑投加量少、過程可控、可實現(xiàn)穩(wěn)定運行的特點。