公布日：2022.08.30

申請日：2022.05.13

分類號：C02F9/14(2006.01)I

摘要

本發(fā)明公開了一種高鹽含氮廢水處理方法，將高鹽含氮廢水去除固體雜質(zhì)后通入鐵碳微電解池進(jìn)行電解反應(yīng)；將鐵碳微電解池反應(yīng)后的出水和復(fù)合耐鹽菌劑混合后加入生物吸附池中，對生物吸附池中的污泥進(jìn)行馴化及富集，得到耐鹽菌強化污泥；將耐鹽菌強化污泥對生物泥膜混合池的填料進(jìn)行掛膜培養(yǎng)，將耐鹽菌強化污泥和生物吸附池中的出水通入反硝化濾池，對反硝化濾池內(nèi)的填料進(jìn)行掛膜培養(yǎng)；將生物泥膜混合池的填料放入生物泥膜混合池內(nèi)，將高鹽含氮廢水去除固體雜質(zhì)后依次通入鐵碳微電解池、生物吸附池、生物泥膜混合池、反硝化濾池和電滲析裝置進(jìn)行處理并達(dá)標(biāo)排放或回用。本發(fā)明可高效原位馴化耐鹽菌強化污泥，實現(xiàn)高鹽含氮廢水的達(dá)標(biāo)排放及回用。

權(quán)利要求書

1.一種高鹽含氮廢水處理方法，其特征在于，包括以下步驟：培養(yǎng)階段：將高鹽含氮廢水去除固體雜質(zhì)后通入鐵碳微電解池進(jìn)行電解反應(yīng)；（2）將步驟（1）中的鐵碳微電解池反應(yīng)后的出水和復(fù)合耐鹽菌劑混合后加入生物吸附池中，對生物吸附池中的污泥進(jìn)行馴化及富集，得到耐鹽菌強化污泥；（3）將步驟（2）中的耐鹽菌強化污泥對生物泥膜混合池的填料進(jìn)行掛膜培養(yǎng)，將步驟（2）中的耐鹽菌強化污泥和生物吸附池中的出水通入反硝化濾池，對反硝化濾池內(nèi)的填料進(jìn)行掛膜培養(yǎng)；運行階段：（4）將步驟（3）中培養(yǎng)的生物泥膜混合池的填料放入生物泥膜混合池內(nèi)，調(diào)整好鐵碳微電解池、生物吸附池、生物泥膜混合池、反硝化濾池、電滲析裝置內(nèi)的運行條件；將高鹽含氮廢水去除固體雜質(zhì)后依次通入鐵碳微電解池、生物吸附池、生物泥膜混合池、反硝化濾池和電滲析裝置進(jìn)行處理并達(dá)標(biāo)排放或回用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽含氮廢水處理方法，其特征在于，所述步驟（1）中的鐵碳微電解池中pH控制為4-5，鐵碳顆粒投加量為120-160g/L，鐵碳顆粒的鐵碳質(zhì)量比為1-2:1，水力停留時間為3-5h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽含氮廢水處理方法，其特征在于，所述步驟（2）中的復(fù)合耐鹽菌劑包括混合耐鹽菌株、無菌培養(yǎng)液及L-谷氨酸，其中混合耐鹽菌株為海水、高鹽湖水或高鹽廢水中經(jīng)稀釋涂布平板法分離的一種或幾種耐鹽脫氮菌，無菌培養(yǎng)液為由葡萄糖、氯化銨、磷酸二氫鉀、碳酸氫鈉、氯化鈉及微量元素組成，無菌培養(yǎng)液各物質(zhì)的濃度需滿足不同馴化階段生物吸附池進(jìn)水COD、TN及TP濃度比為100:5:1，pH為6.5-7.5，且不同馴化階段生物吸附池進(jìn)水和鐵碳微電解池反應(yīng)后出水的TN比值為1:0.8-1.2。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高鹽含氮廢水處理方法，其特征在于，所述步驟（2）中生物吸附池中的污泥進(jìn)行馴化及富集步驟如下：S1：調(diào)控鐵碳微電解池反應(yīng)后的出水及無菌培養(yǎng)液，使生物吸附池進(jìn)水鹽度為高鹽含氮廢水的10-20%，控制生物吸附池污泥濃度為3-5g/L，溶解氧為0.6-1.0mg/L，加入L-谷氨酸，L-谷氨酸的濃度為1-2mM，水力停留時間為18-24h，穩(wěn)定培養(yǎng)2-7d；S2：調(diào)控鐵碳微電解池出水及無菌培養(yǎng)液比例，使生物吸附池進(jìn)水鹽度為高鹽含氮廢水的40-60%，溶解氧為0.6-1.0mg/L，水力停留時間為10-12h，加入L-谷氨酸，L-谷氨酸的濃度為1-2mM，穩(wěn)定培養(yǎng)2-7d；S3：調(diào)控鐵碳微電解池出水及無菌培養(yǎng)液比例，使生物吸附池進(jìn)水鹽度為高鹽含氮廢水的80-90%，加入混合耐鹽菌株，混合耐鹽菌株濕重投加量為0.06-0.1g/(L∙2d)，溶解氧為0.6-1.0mg/L，水力停留時間為10-12h，穩(wěn)定培養(yǎng)7-10d；S4：調(diào)控鐵碳微電解池出水及無菌培養(yǎng)液比例，使生物吸附池進(jìn)水鹽度為高鹽含氮廢水的90-110%，溶解氧為0.6-1.0mg/L，水力停留時間為8-10h，穩(wěn)定培養(yǎng)7-10d，最終獲得耐鹽菌強化污泥。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽含氮廢水處理方法，其特征在于，所述步驟（3）中的生物泥膜混合池內(nèi)的填料為K3懸浮填料，比表面積為400-1000m2/m3，掛膜培養(yǎng)時首先將耐鹽菌強化污泥與K3懸浮填料混合，控制耐鹽菌強化污泥濃度為2-4g/L，然后對耐鹽菌強化污泥及K3懸浮填料混合曝氣，控制曝氣量為20-30L/h，悶曝20-24h，最后排空污泥，重復(fù)操作2-3d。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽含氮廢水處理方法，其特征在于，所述步驟（3）中所述的反硝化濾池中的填料為陶粒，粒徑為3-5mm，孔隙率≥40%，掛膜培養(yǎng)時首先將耐鹽菌強化污泥及生物吸附池的出水通入反硝化濾池，控制耐鹽菌強化污泥濃度為4-6g/L，然后對反硝化濾池進(jìn)行曝氣，曝氣量控制在20-30L/h，悶曝20-24h，最后排空反硝化濾池內(nèi)的污水，重復(fù)操作6-8d。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽含氮廢水處理方法，其特征在于，所述步驟（4）中鐵碳微電解池中控制pH為3-6，鐵碳顆粒投加量為40-160g/L，鐵碳顆粒的鐵碳質(zhì)量比為0.5-3:1，水力停留時間為2-5h；步驟（4）中生物吸附池中控制pH為6-9，污泥濃度為1.8-3.0g/L，污泥負(fù)荷為3.5-5.5kgBOD5/(kgMLSS∙d)，污泥回流比為40-60%，污泥齡為0.5-0.7d，水力停留時間為0.2-0.4h，溶解氧為0.4-0.8mg/L;步驟（4）中生物泥膜混合池中控制pH為6-8，污泥濃度為2.5-4.5g/L，污泥負(fù)荷為0.08-0.28kgBOD5/(kgMLSS∙d)，污泥回流比為90-100%，污泥齡為5-15d，水力停留時間為3-5h，溶解氧為2-4mg/L，懸浮填料填充率為30-50%;步驟（4）中反硝化濾池中控制反硝化濾池表面負(fù)荷為8.0-12.0m3/(m2∙h)，反硝化負(fù)荷為1.5-3.0kgNO3-N/(m3∙d)，空床水力停留時間為15.0-25.0min，反沖洗周期為24-48h，氣-水聯(lián)合沖洗氣洗強度為90-120m3/(m2∙h)，水洗強度為15-25m3/(m2∙h)，沖洗歷時為10-20min；步驟（4）中電滲析裝置中控制進(jìn)水壓力為0.10-0.25MPa，進(jìn)水流量為5-15m3/h,輸入電壓為370-390V，電流為60-75A，輸出電壓為240-260V，電流為135-155A，單臺電滲析裝置配送電流為25-35A，隔板厚度為0.5-2.0mm。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高鹽含氮廢水處理方法。

本發(fā)明的創(chuàng)新點在于本方法可高效原位馴化耐鹽菌強化污泥，構(gòu)建外源耐鹽菌與原始污泥菌群協(xié)同體系，顯著提高生物處理系統(tǒng)中的耐鹽菌豐度及活性，并進(jìn)一步優(yōu)化生物及物化處理工藝流程，實現(xiàn)高鹽含氮廢水的達(dá)標(biāo)排放及回用。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種高鹽含氮廢水處理方法，包括以下步驟：培養(yǎng)階段：將高鹽含氮廢水去除固體雜質(zhì)后通入鐵碳微電解池進(jìn)行電解反應(yīng)；（2）將步驟（1）中的鐵碳微電解池反應(yīng)后的出水和復(fù)合耐鹽菌劑混合后加入生物吸附池中，對生物吸附池中的污泥進(jìn)行馴化及富集，得到耐鹽菌強化污泥；（3）將步驟（2）中的耐鹽菌強化污泥對生物泥膜混合池的填料進(jìn)行掛膜培養(yǎng)，將步驟（2）中的耐鹽菌強化污泥和生物吸附池中的出水通入反硝化濾池，對反硝化濾池內(nèi)的填料進(jìn)行掛膜培養(yǎng)；運行階段：（4）將步驟（3）中培養(yǎng)的生物泥膜混合池的填料放入生物泥膜混合池內(nèi)，調(diào)整好鐵碳微電解池、生物吸附池、生物泥膜混合池、反硝化濾池及電滲析裝置內(nèi)的運行條件；將高鹽含氮廢水去除固體雜質(zhì)后依次通入鐵碳微電解池、生物吸附池、生物泥膜混合池、反硝化濾池和電滲析裝置進(jìn)行處理并達(dá)標(biāo)排放或回用。

進(jìn)一步地，所述步驟（1）中的鐵碳微電解池中pH控制為4-5，鐵碳顆粒投加量為120-160g/L，鐵碳顆粒的鐵碳質(zhì)量比為1-2:1，水力停留時間為3-5h。

進(jìn)一步地，所述步驟（2）中的復(fù)合耐鹽菌劑包括混合耐鹽菌株、無菌培養(yǎng)液及L-谷氨酸，其中混合耐鹽菌株為海水、高鹽湖水或高鹽廢水中經(jīng)稀釋涂布平板法分離的一種或幾種耐鹽脫氮菌，無菌培養(yǎng)液為由葡萄糖、氯化銨、磷酸二氫鉀、碳酸氫鈉、氯化鈉及微量元素組成，無菌培養(yǎng)液各物質(zhì)的濃度需滿足不同馴化階段生物吸附池進(jìn)水COD、TN及TP濃度比為100:5:1，pH為6.5-7.5，且不同馴化階段生物吸附池進(jìn)水和鐵碳微電解池反應(yīng)后出水的TN比值為1:0.8-1.2。

進(jìn)一步地，所述步驟（2）中生物吸附池中的污泥進(jìn)行馴化及富集步驟如下：S1：調(diào)控鐵碳微電解池反應(yīng)后的出水及無菌培養(yǎng)液，使生物吸附池進(jìn)水鹽度為高鹽含氮廢水的10-20%，控制生物吸附池污泥濃度為3-5g/L，溶解氧為0.6-1.0mg/L，加入L-谷氨酸，L-谷氨酸的濃度為1-2mM，水力停留時間為18-24h，穩(wěn)定培養(yǎng)2-7d；S2：調(diào)控鐵碳微電解池出水及無菌培養(yǎng)液比例，使生物吸附池進(jìn)水鹽度為高鹽含氮廢水的40-60%，溶解氧為0.6-1.0mg/L，水力停留時間為10-12h，加入L-谷氨酸，L-谷氨酸的濃度為1-2mM，穩(wěn)定培養(yǎng)2-7d；S3：調(diào)控鐵碳微電解池出水及無菌培養(yǎng)液比例，使生物吸附池進(jìn)水鹽度為高鹽含氮廢水的80-90%，加入混合耐鹽菌株，混合耐鹽菌株濕重投加量為0.06-0.1g/(L∙2d)，溶解氧為0.6-1.0mg/L，水力停留時間為10-12h，穩(wěn)定培養(yǎng)7-10d；S4：調(diào)控鐵碳微電解池出水及無菌培養(yǎng)液比例，使生物吸附池進(jìn)水鹽度為高鹽含氮廢水的90-110%，溶解氧為0.6-1.0mg/L，水力停留時間為8-10h，穩(wěn)定培養(yǎng)7-10d，最終獲得耐鹽菌強化污泥。

進(jìn)一步地，所述步驟（3）中的生物泥膜混合池內(nèi)的填料為K3懸浮填料，比表面積為400-1000m2/m3，掛膜培養(yǎng)時首先將耐鹽菌強化污泥與K3懸浮填料混合，控制耐鹽菌強化污泥濃度為2-4g/L，然后對耐鹽菌強化污泥及K3懸浮填料混合曝氣，控制曝氣量為20-30L/h，悶曝20-24h，最后排空污泥，重復(fù)操作2-3d。

進(jìn)一步地，所述步驟（3）中所述的反硝化濾池中的填料為陶粒，粒徑為3-5mm，孔隙率≥40%，掛膜培養(yǎng)時首先將耐鹽菌強化污泥及生物吸附池的出水通入反硝化濾池，控制耐鹽菌強化污泥濃度為4-6g/L，然后對反硝化濾池進(jìn)行曝氣，曝氣量控制在20-30L/h，悶曝20-24h，最后排空反硝化濾池內(nèi)的污水，重復(fù)操作6-8d。

進(jìn)一步地，所述步驟（4）中鐵碳微電解池中控制pH為3-6，鐵碳顆粒投加量為40-160g/L，鐵碳顆粒的鐵碳質(zhì)量比為0.5-3:1，水力停留時間為2-5h；步驟（4）中生物吸附池中控制pH為6-9，污泥濃度為1.8-3.0g/L，污泥負(fù)荷為3.5-5.5kgBOD5/(kgMLSS∙d)，污泥回流比為40-60%，污泥齡為0.5-0.7d，水力停留時間為0.2-0.4h，溶解氧為0.4-0.8mg/L;步驟（4）中生物泥膜混合池中控制pH為6-8，污泥濃度為2.5-4.5g/L，污泥負(fù)荷為0.08-0.28kgBOD5/(kgMLSS∙d)，污泥回流比為90-100%，污泥齡為5-15d，水力停留時間為3-5h，溶解氧為2-4mg/L，懸浮填料填充率為30-50%;步驟（4）中反硝化濾池中控制反硝化濾池表面負(fù)荷為8.0-12.0m3/(m2∙h)，反硝化負(fù)荷為1.5-3.0kgNO3-N/(m3∙d)，空床水力停留時間為15.0-25.0min，反沖洗周期為24-48h，氣-水聯(lián)合沖洗氣洗強度為90-120m3/(m2∙h)，水洗強度為15-25m3/(m2∙h)，沖洗歷時為10-20min；步驟（4）中電滲析裝置中控制進(jìn)水壓力為0.10-0.25MPa，進(jìn)水流量為5-15m3/h,輸入電壓為370-390V，電流為60-75A，輸出電壓為240-260V，電流為135-155A，單臺電滲析裝置配送電流為25-35A，隔板厚度為0.5-2.0mm。

本發(fā)明的有益效果是：（1）本發(fā)明采用目標(biāo)高鹽含氮廢水混合培養(yǎng)液作為耐鹽菌強化污泥馴化劑，利用鐵碳微電解法提升原始廢水可生化性，降低其生物毒性，并配合L-谷氨酸鈉作為耐鹽助劑提升原始污泥菌群的耐鹽能力，較現(xiàn)有工藝中直接采用原始廢水或模擬廢水馴化更具針對性，大大縮短了耐鹽馴化時間，所產(chǎn)生耐鹽菌強化污泥生物群落更為豐富，對目標(biāo)高鹽含氮廢水的適應(yīng)及處理能力更強。

（2）本發(fā)明采用生物吸附池作為耐鹽菌強化污泥的馴化反應(yīng)器，充分利用生物吸附池的高負(fù)荷，外源微生物輸入及生物系統(tǒng)隔離優(yōu)勢，為耐鹽菌強化污泥的馴化及富集提供原位場地，無需外設(shè)裝置，較現(xiàn)有工藝操作簡便且更具成本優(yōu)勢。

（3）本發(fā)明在后續(xù)生物處理工藝中設(shè)置生物泥膜混合池及反硝化濾池，通過生物膜系統(tǒng)富集硝化及反硝化細(xì)菌，極大地豐富了功能微生物種類，滿足高鹽含氮廢水的脫氮需求，并利用生物吸附池馴化的耐鹽菌強化污泥分別對懸浮填料和反硝化填料進(jìn)行生物接種掛膜，提高了后續(xù)生物系統(tǒng)的耐鹽能力和整體生物系統(tǒng)的協(xié)同效應(yīng)。

（4）本發(fā)明綜合設(shè)計“鐵碳微電解-生物吸附池-生物泥膜混合池-反硝化濾池-電滲析”整套工藝流程，該流程既實現(xiàn)了耐鹽菌強化污泥的原位馴化富集，又結(jié)合高鹽含氮廢水特征完善了脫氮除鹽單元，實現(xiàn)了高鹽廢水的達(dá)標(biāo)排放及回用。

（發(fā)明人：惠二青;淦方茂;陳文然;周小國;衛(wèi)朋飛）