公布日：2022.09.27
申請日：2022.07.26
分類號：C02F3/00(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;C02F3/12(2006.01)I
摘要
本發(fā)明提供了一種污水深度處理方法及系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：(1)在污水中投加碳基生物菌劑，然后同時進(jìn)行攪拌和曝氣；所述碳基生物菌劑包括改性生物炭粉末、復(fù)合菌群和營養(yǎng)物質(zhì)；(2)將步驟(1)處理過的污水通過MBR膜進(jìn)行膜過濾，回收碳基載體和生物菌種用于步驟(1)的處理，膜過濾出水進(jìn)入下一工藝段或直接排放。本發(fā)明將碳基生物菌劑與膜過濾工藝組合，是一種深度處理污水中難降解性COD的工藝技術(shù)，尤其適用于工業(yè)園區(qū)污水廠出水的深度處理，具有以下優(yōu)點：難降解性有機(jī)物去除率高，出水COD低、出水水質(zhì)好，微生物菌種富集生長快等特點。
權(quán)利要求書
1.一種污水深度處理方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)在污水中投加碳基生物菌劑，然后同時進(jìn)行攪拌和曝氣；所述碳基生物菌劑包括改性生物炭粉末、復(fù)合菌群和營養(yǎng)物質(zhì)；(2)將步驟(1)處理過的污水通過MBR膜進(jìn)行膜過濾，回收碳基載體和生物菌種用于步驟(1)的處理，膜過濾出水進(jìn)入下一工藝段或直接排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水深度處理方法，其特征在于，步驟(1)中，所述污水是二沉池出水或二沉池之后的其他工藝段出水，指標(biāo)包括如下：COD為30-100mg/L，氨氮為0-10mg/L，總氮為5-20mg/L，總磷為0.1-1.5mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水深度處理方法，其特征在于，步驟(1)中，所述改性生物炭粉末粒徑為20-300μm的改性生物炭，改性后生物炭含有FeCl2/FeCl3鹽；優(yōu)選的，所述改性生物炭的制備方法包括如下步驟：將生物炭粉末在酸性FeCl2/FeCl3溶液中浸泡，浸泡后烘干，生物炭粉末與FeCl2/FeCl3溶液質(zhì)量比為10％-30％，F(xiàn)eCl2/FeCl3溶液中FeCl2/FeCl3濃度為8-12％，溶液pH在2-3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水深度處理方法，其特征在于，步驟(1)中，所述復(fù)合菌群包括COD高效降解菌、硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌；所述的COD降解菌包括諾卡氏菌、伯克氏菌屬、綠膿假單胞菌和布魯氏菌，所述復(fù)合菌群中各種菌有效活菌數(shù)均不低于2.0×109cfu/g；所述營養(yǎng)物質(zhì)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.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水深度處理方法，其特征在于，步驟(1)中，所述碳基生物菌劑投加量為0.5-10‰。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水深度處理方法，其特征在于，步驟(1)中，所述進(jìn)行攪拌和曝氣的時間為2-12h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水深度處理方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的MBR膜選自平板膜或中空纖維膜；所述膜過濾通量為5-50L/m2.h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水深度處理方法，其特征在于，步驟(2)中，采用回流的形式回收碳基載體和生物菌種，回流比為50-300％。
9.一種污水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，包括反應(yīng)池(1)和膜池(2)，所述反應(yīng)池(1)內(nèi)設(shè)有與外部連接的進(jìn)水管道(3)、以及設(shè)于池底的攪拌系統(tǒng)(4)和曝氣系統(tǒng)(5)，反應(yīng)池(1)還與外部的碳基生物菌劑投加裝置(6)連接；所述膜池(2)內(nèi)設(shè)有MBR膜組件(7)，MBR膜組件(7)與膜池(2)外部的膜過濾氣洗鼓風(fēng)機(jī)(8)和抽吸泵(9)連接；所述反應(yīng)池(1)和膜池(2)內(nèi)部通過孔洞相通，底部通過設(shè)置在池外的回流泵(10)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的污水深度處理系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣系統(tǒng)(5)包括曝氣器(51)和曝氣鼓風(fēng)機(jī)(52)，所述曝氣器(51)位于反應(yīng)池(1)的底部，并且與反應(yīng)池(1)外部的曝氣鼓風(fēng)機(jī)(52)連接；所述反應(yīng)池(1)和膜池(2)內(nèi)部通過兩者分界上的孔洞相通。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：為了解決工業(yè)園區(qū)污水廠出水COD較高，水質(zhì)差，深度處理能耗高等問題，本發(fā)明提供了一種污水深度處理方法及系統(tǒng)，可以在污水廠現(xiàn)有設(shè)施的基礎(chǔ)上，將碳基高效生物菌和膜分離技術(shù)耦合，實現(xiàn)工業(yè)園區(qū)污水廠出水中難降解性有機(jī)物的去除，保證了出水的COD、氨氮、SS、總氮達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的出水排放。
技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種污水深度處理方法，包括以下步驟：
(1)在污水中投加碳基生物菌劑，然后同時進(jìn)行攪拌和曝氣；所述碳基生物菌劑包括改性生物炭粉末、復(fù)合菌群和營養(yǎng)物質(zhì)；
(2)將步驟(1)處理過的污水通過MBR膜進(jìn)行膜過濾，回收碳基載體和生物菌種用于步驟(1)的處理，膜過濾出水進(jìn)入下一工藝段或直接排放。
通過采用上述技術(shù)方案，將碳基生物菌劑投加到污水中，生物炭粉末吸附污水中難降解性有機(jī)物，通過攪拌、曝氣提供充足氧氣，復(fù)合生物菌群降解有機(jī)物，并且在生物炭載體上生長繁殖，最后再通過膜過濾將生物增效劑與污水分離，保證反應(yīng)池中的生物炭載體、復(fù)合生物菌群不會隨水流失。
優(yōu)選的，步驟(1)中，所述污水是二沉池出水或二沉池之后的其他工藝段出水，指標(biāo)包括如下：COD為30-100mg/L，氨氮為0-10mg/L，總氮為5-20mg/L，總磷為0.1-1.5mg/L。
優(yōu)選的，步驟(1)中，所述改性生物炭粉末粒徑為20-300μm，更優(yōu)選50-100μm，改性后生物炭含有FeCl2/FeCl3鹽；優(yōu)選的，所述改性生物炭的制備方法包括如下步驟：將生物炭粉末在酸性FeCl2/FeCl3溶液中浸泡，浸泡后烘干，即得；生物炭粉末與FeCl2/FeCl3溶液質(zhì)量比為10％-30％，F(xiàn)eCl2/FeCl3溶液中FeCl2/FeCl3濃度為8-12％，溶液pH在2-3。
優(yōu)選的，所述復(fù)合菌群包括COD高效降解菌、硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌；所述的COD降解菌包括諾卡氏菌、伯克氏菌屬、綠膿假單胞菌、布魯氏菌等菌種，對酚類、石油烴類、多環(huán)芳烴類、雜環(huán)類等有機(jī)物具有有效降解能力，所述復(fù)合菌群中各種菌有效活菌數(shù)均不低于
2.0×109cfu/g；所述營養(yǎng)物質(zhì)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％。
優(yōu)選的，步驟(1)中，所述碳基生物菌劑投加量為0.5-10‰，更優(yōu)選2-3‰。
優(yōu)選的，步驟(1)中，所述進(jìn)行攪拌和曝氣的時間為2-12h，更優(yōu)選6-8h。
優(yōu)選的，步驟(2)中，所述的MBR膜選自平板膜或中空纖維膜；所述膜過濾通量為5-50L/m2.h，更優(yōu)選10-15L/m2.h。
優(yōu)選的，步驟(2)中，采用回流的形式回收碳基載體和生物菌種，回流比為50-300％，更優(yōu)選50-100％。
本發(fā)明還提供了一種污水深度處理系統(tǒng)，包括反應(yīng)池和膜池，所述反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有與外部連接的進(jìn)水管道、以及設(shè)于池底的攪拌系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)，反應(yīng)池還與外部的碳基生物菌劑投加裝置連接；所述膜池內(nèi)設(shè)有MBR膜組件，MBR膜組件與膜池外部的膜過濾氣洗鼓風(fēng)機(jī)和抽吸泵連接；所述反應(yīng)池和膜池內(nèi)部通過孔洞相通，底部通過設(shè)置在池外的回流泵連接。
作為優(yōu)選方案，所述曝氣系統(tǒng)包括曝氣器和曝氣鼓風(fēng)機(jī)，所述曝氣器位于反應(yīng)池的底部，并且與反應(yīng)池外部的曝氣鼓風(fēng)機(jī)連接。
所述反應(yīng)池和膜池內(nèi)部通過兩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：本發(fā)明方法和系統(tǒng)尤其適用于工業(yè)園區(qū)污水處理廠高標(biāo)準(zhǔn)出水提標(biāo)改造深度處理，具有以下優(yōu)點：
1)在二沉池之后投加改性生物炭有助于針對污水中難降解性有機(jī)物吸附去除，為COD高效降解復(fù)合菌群提供充足碳源，有助于復(fù)合菌群快速生長繁殖，成為優(yōu)勢菌。生物炭負(fù)載的FeCl2/FeCl3鹽不僅可以微生物反硝化提供電子，也可以去除污水中的總磷。
2)通過將定向篩選出的多種高效降解菌復(fù)合，可以高效降解去除污水中難降解性有機(jī)物，同時多種菌群可在生物炭上共生生長，在生物酶系統(tǒng)作用下協(xié)同降解，對有機(jī)物的降解更徹底，工業(yè)園區(qū)污水廠出水COD更低。
3)通過膜過濾系統(tǒng)，將生物炭載體和生物菌體截留，有助于微生物菌種的快速富集生長。
4)在污水廠尾水深度處理上，與利用高級氧化技術(shù)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。
（發(fā)明人：陳道康;陳夢雪;吳飛;黃勇;俞朝庭;談帥;韓笑;陳楓）
