一種基于高密度生物床的污水處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于高密度生物床的污水處理方法，包括：在生物填料曝氣生化環(huán)境中持續(xù)投加與污水中殘留污染物降解相對應(yīng)的菌株，待所述菌株形成高密度生物床后，通過所述高密度生物床中的酶、微生物氧化及共代謝作用使污水中殘留污染物分解氧化。本發(fā)明提供的方案解決現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)生化處理之后無法進(jìn)一步有效生化處理的技術(shù)問題，從而為取代傳統(tǒng)的物化處理工藝提供了可能，并為高氨氮廢水生物處理提供了有效的解決方案，為企業(yè)高氨氮廢水的達(dá)標(biāo)排放大幅減輕了負(fù)擔(dān)，大幅減少了污水處理過程中污泥的產(chǎn)量，降低了企業(yè)運(yùn)行成本，同時(shí)降低了環(huán)境負(fù)荷。
【專利說明】
一種基于高密度生物床的污水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于高密度生物床的污水處理方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前絕大部執(zhí)行直排的化工企業(yè)的污水生化處理之后難于達(dá)到直排標(biāo)準(zhǔn)，針對此 情況通常的做法是在生化后端增加一級(jí)芬頓氧化工藝、混凝氣浮工藝或吸附工藝，從而實(shí) 現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放;這些技術(shù)是解決目前生化系統(tǒng)不能滿足達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上增加一級(jí)處 理，這些工藝一般為物化的方法，在一定程度上是解決了污水排放的問題，但這些工藝普遍 存在的問題是運(yùn)行費(fèi)用高，并產(chǎn)生固體廢物，容易導(dǎo)致二次污染。
[0003] 另外是針對部分企業(yè)車間有高氨氮廢水存在的企業(yè)，對于目前高氨氮廢水(NH3-N >300mg/L)通常采用吹脫或加氯的方法，常規(guī)的生化處理非常困難，其吹脫主要是通過在堿 性和加熱環(huán)境中通過向含氨氮廢水大量通客氣使氨氮與水分離，其產(chǎn)生的氨氣進(jìn)吸收或直 接排放，加氯是根據(jù)折點(diǎn)加氯原理實(shí)現(xiàn)氨氮去除;該兩種方法均為物化發(fā)，在去除氨氮過程 中容易導(dǎo)致二次污染，且運(yùn)行費(fèi)用極高。即使氨氣回收產(chǎn)生的廢水或廢棄物處理難度極大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種基于高密度生物床 的污水處理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)生化處理之后無法進(jìn)一步有效生化處理的技術(shù)問 題，從而為取代傳統(tǒng)的物化處理工藝提供了可能，并為高氨氮廢水生物處理提供了有效的 解決方案，為企業(yè)高氨氮廢水的達(dá)標(biāo)排放大幅減輕了負(fù)擔(dān)，大幅減少了污水處理過程中污 泥的產(chǎn)量，降低了企業(yè)運(yùn)行成本，同時(shí)降低了環(huán)境負(fù)荷。
[0005] 本發(fā)明提供的一種基于高密度生物床的污水處理方法，包括：
[0006]在生物填料曝氣生化環(huán)境中持續(xù)投加與污水中殘留污染物降解對應(yīng)的菌株，待所 述菌株形成高密度生物床后，通過所述高密度生物床中的酶、微生物氧化及共代謝作用使 污水中殘留污染物分解氧化。
[0007] 所述高密度生物床為菌株形成的有效微生物群落。
[0008] 所述高密度生物床由在復(fù)合材料表面富集其特效微生物菌株制成的對微生物菌 有較強(qiáng)的吸附能力，且不被微生物代謝利用的有效微生物群落。
[0009] 高密度生物床中高密度生物載體的表面特性，決定其對微生物菌有較強(qiáng)的吸附能 力，其化學(xué)惰性使其具有不被微生物代謝利用等特點(diǎn)。
[0010] 進(jìn)一步的，所述復(fù)合材料包括但不限于材質(zhì)瀝青、尼龍、活性焦、樹脂、聚氯乙烯中 的一種或多種制成的復(fù)合材料；
[0011] 所述微生物菌株包括但不限于枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌、乳酸片球菌、嗜堿乳桿 菌、沼澤紅假單胞菌、白腐真菌、嗜鹽堿球菌屬Natronococuus、產(chǎn)氣桿菌、乙基氯假單胞菌、 亞硝化單胞菌（Nitrosomonas)、亞硝化螺菌（Ni-trosospira)、亞硝化球菌 (祖1：1'080(30(^118)、亞硝化葉菌（附-1：1'0 8〇1〇13118)、硝化刺菌（附1：1'0 8口；[11&)、硝化球菌 (Nitrococcus)中的一種或多種。
[0012]進(jìn)一步的，所述菌株形成高密度生物床的制備過程包括：
[0013] 培養(yǎng)基:清水:待處理的污水為1:2:25:200的比例在溶解氧為2-4mg/L，溫度為20-30度，PH在6.5-8.7的環(huán)境中激活馴化，馴化后的菌液濃度在10 7-109個(gè)/ml;
[0014] 將上述培養(yǎng)好的菌株投加到高密度生物反應(yīng)床中，其投加根據(jù)池容，停留時(shí)間及 來水負(fù)荷投加菌液；
[0015] 高密度生物床保持水溫在25~37°C條件下，控制溶解氧含量在4.0mg/L以上，其PH 控制在7.2-8.9之間進(jìn)行曝氣反應(yīng)。
[0016] 進(jìn)一步的，激活馴化的時(shí)間為20-24小時(shí)。
[0017] 進(jìn)一步的，所述培養(yǎng)基為:取葡萄糖、氯化按、氯化鐵、硫酸鎂、氯化鈉、碳酸鈣和尿 囊素；
[0018] 將上述原料按5:0.1:0.2:0.1:0.1:0.3:0.1的比例混合。
[0019] 進(jìn)一步的，所述其投加根據(jù)池容，停留時(shí)間及來水負(fù)荷投加菌液，包括：
[0020] 初次投加量為池容的0.1%，停留時(shí)間每大于12小時(shí)其菌液投加量增加0.05%，最 大投加量為0.5%;
[0021] 達(dá)到最大投加量后，后續(xù)持續(xù)投加量為每去除lkg-COD/天。
[0022]進(jìn)一步的，所述清水不含殺菌劑。
[0023] 本發(fā)明提供的方案，通過在生物填料曝氣生化環(huán)境中持續(xù)投加與污水中殘留污染 物降解對應(yīng)的菌株，待所述菌株形成高密度生物床后，通過所述高密度生物床中的酶、微生 物氧化及共代謝作用使污水中殘留污染物分解氧化的步驟，利用高密度生物床這一有極高 孔隙率的高分子負(fù)荷材料，通過將具有特殊表面特性的物質(zhì)，與具有高機(jī)械強(qiáng)度高分子材 料的復(fù)合，形成兼具表面特性和化學(xué)惰性的載體;它的有效表面積達(dá)到21000m2/m3，從而在 使用過程中有以下特點(diǎn)：快速形成高活性的生物膜、高效微生物在表面富集濃度高。能有效 吸附降解有毒，難生化污染物，特別是對氨氮去除能力極強(qiáng)，菌種繁殖周期短:投加特效菌 株在36小時(shí)開始接種繁殖，細(xì)菌數(shù)變化如下：
[0024] 12小時(shí)之后達(dá)到852000個(gè)/cm2
[0025] 24小時(shí)之后達(dá)到2700000個(gè)/cm2
[0026] 36小時(shí)之后達(dá)到5200000個(gè)/cm2
[0027] 對比同樣的微生物，在其它常規(guī)填料上接種達(dá)到相同的微生物數(shù)量其周期均大于 2周時(shí)間。
[0028] 且污染物去除率高：利用本申請?zhí)峁┑母呙芴盍系纳镌鲂Ъ夹g(shù)使生化出水C0D 去除率在50%以上，氛氣去除率在80 %以上，最尚達(dá)到98%去除率;而常規(guī)的填料COD去除 率在30%以下，氨氮去除在50%以下。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明具體實(shí)施例對 本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例， 而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞 動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030] 本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】，一種基于高密度生物床的污水處理方法，包括：
[0031] 在生物填料曝氣生化環(huán)境中持續(xù)投加與污水中殘留污染物降解對應(yīng)的菌株，待所 述菌株形成高密度生物床后，通過所述高密度生物床中的酶、微生物氧化及共代謝作用使 污水中殘留污染物分解氧化。
[0032] 分解氧化的過程包括污水中的殘留污染物通過酶或至少一種菌株共同作用使其 污染物分子最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水；
[0033] 或污水水質(zhì)中氨氮物質(zhì)通過消化菌和反硝化菌株共同作用轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾倪^程。
[0034] 進(jìn)一步的，所述高密度生物床為菌株形成的有效微生物群落。
[0035] 進(jìn)一步的，所述高密度生物床由在復(fù)合材料表面富集其特效微生物菌株制成的對 微生物菌有較強(qiáng)的吸附能力，且不被微生物代謝利用的有效微生物群落。
[0036]進(jìn)一步的，所述復(fù)合材料包括但不限于材質(zhì)瀝青、尼龍、活性焦、樹脂、聚氯乙烯中 的一種或多種制成的復(fù)合材料；
[0037]其中，瀝青、尼龍、活性焦、樹脂、聚氯乙烯的重量比為:瀝青5%、尼龍25%、活性焦 30%、樹脂15%、聚氯乙烯25%;該其復(fù)合材料的制作工藝為將高溫的上述配比的尼龍、樹 脂及聚氯乙烯在融化狀態(tài)與活性焦及瀝青混合均勻通過微孔聚氯乙烯發(fā)泡塑料后制成的 復(fù)合材料。
[0038] 所述微生物菌株包括但不限于枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌、乳酸片球菌、嗜堿乳桿 菌、沼澤紅假單胞菌、白腐真菌、嗜鹽堿球菌屬Natronococuus、產(chǎn)氣桿菌、乙基氯假單胞菌、 亞硝化單胞菌（Nitrosomonas)、亞硝化螺菌（Ni-trosospira)、亞硝化球菌 (祖1：1'080(30(^118)、亞硝化葉菌（附-1：1'0 8〇1〇13118)、硝化刺菌（附1：1'0 8口；[11&)、硝化球菌 (Nitrococcus)中的一種或多種。
[0039] 其中，其投加的微生物菌株為復(fù)合菌株，按枯草芽孢桿菌(5~10% )，植物乳桿菌 (3~5% )，乳酸片球菌(2~3% )，嗜堿乳桿菌(3~5% )，沼澤紅假單胞菌(5~10% )，白腐真 菌（12~15% )，嗜鹽堿球菌屬Natronococuus(l~2%)，產(chǎn)氣桿菌(2~3% )，乙基氯假單胞 菌（5~10%)。亞硝化單胞菌(Nitrosomonas) (3~5% )、亞硝化螺菌(Ni-trosospira) (3~ 5% )、亞硝化球菌(Nitrosococcus) (5~7% )、亞硝化葉菌(Ni-trosolobus) (5~6% )、硝化 刺菌(Nitrospina) (5~10% )、硝化球菌(Nitrococcus) (10~15% )的比例混合均勾得到的 復(fù)合菌株。
[0040] 進(jìn)一步的，所述菌株形成高密度生物床的制備過程包括：
[00411 培養(yǎng)基:清水:待處理的污水為1:2:25:200的比例在溶解氧為2-4mg/L，溫度為20-30度，PH在6.5-8.7的環(huán)境中激活馴化，馴化后的菌液濃度在10 7-109個(gè)/ml;優(yōu)選為108個(gè)/ ml。所述清水不含殺菌劑。
[0042]將上述培養(yǎng)好的菌株投加到高密度生物反應(yīng)床中，其投加根據(jù)池容，停留時(shí)間及 來水負(fù)荷投加菌液；
[0043] 高密度生物床保持水溫在25~37°C條件下，控制溶解氧含量在4.0mg/L以上，其PH 控制在7.2-8.9之間進(jìn)行曝氣反應(yīng)。
[0044] 進(jìn)一步的，激活馴化的時(shí)間為20-24小時(shí)，優(yōu)選為22小時(shí)。
[0045] 進(jìn)一步的，所述培養(yǎng)基為:取葡萄糖、氯化按、氯化鐵、硫酸鎂、氯化鈉、碳酸鈣和尿 囊素；
[0046] 將上述原料按5:0.1:0.2:0.1:0.1:0.3:0.1的比例混合。
[0047] 進(jìn)一步的，所述其投加根據(jù)池容，停留時(shí)間及來水負(fù)荷投加菌液，包括：
[0048]初次投加量為池容的0.1%，停留時(shí)間每大于12小時(shí)其菌液投加量增加0.05%，最 大投加量為0.5%;
[0049] -應(yīng)用例子，初次投加量為池容的0.1%，如停留時(shí)間每大于12小時(shí)其菌液投加量 增加0.05%，停留時(shí)間為12小時(shí)初次投加量為0.1%，24小時(shí)為0.15%，36小時(shí)為0.2%，其 最大投加量為0.5%。
[0050] 達(dá)到最大投加量后，后續(xù)持續(xù)投加量為每去除lkg-COD/天。
[0051 ] -應(yīng)用例子，大投加量為0.5%，后續(xù)持續(xù)投加量為每去除lkg-COD/天，其每天投 加50L，每去除lkg-NH3_N/天，其每天投加75L菌液。
[0052] 本發(fā)明提供的方案，通過在生物填料曝氣生化環(huán)境中持續(xù)投加與污水中殘留污染 物降解對應(yīng)的菌株，待所述菌株形成高密度生物床后，通過所述高密度生物床中的酶、微生 物氧化及共代謝作用使污水中殘留污染物分解氧化的步驟，利用高密度生物床這一有極高 孔隙率的高分子負(fù)荷材料，通過將具有特殊表面特性的物質(zhì)，與具有高機(jī)械強(qiáng)度高分子材 料的復(fù)合，形成兼具表面特性和化學(xué)惰性的載體;它的有效表面積達(dá)到21000m2/m3，從而在 使用過程中有以下特點(diǎn)：快速形成高活性的生物膜、高效微生物在表面富集濃度高。能有效 吸附降解有毒，難生化污染物，特別是對氨氮去除能力極強(qiáng)，菌種繁殖周期短:投加特效菌 株在36小時(shí)開始接種繁殖，細(xì)菌數(shù)變化如下：
[0053] 12小時(shí)之后達(dá)到852000個(gè)/cm2
[0054] 24小時(shí)之后達(dá)到2700000個(gè)/cm2
[0055] 36小時(shí)之后達(dá)到5200000個(gè)/cm2
[0056] 對比同樣的微生物，在其它常規(guī)填料上接種達(dá)到相同的微生物數(shù)量其周期均大于 2周時(shí)間。
[0057] 且污染物去除率高：利用本申請?zhí)峁┑母呙芴盍系纳镌鲂Ъ夹g(shù)使生化出水C0D 去除率在50%以上，氛氣去除率在80 %以上，最尚達(dá)到98%去除率;而常規(guī)的填料COD去除 率在30%以下，氨氮去除在50%以下。
[0058] 本申請相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)，如表1所示：
[0059] 表 1
[0061] 本申請的技術(shù)方案通過特效的生物床富集針對廢水污染物特征的微生物菌群，在 形成有效菌群的生物床中高效去除水質(zhì)中污染物。其具有針對性強(qiáng)，運(yùn)行效果好，費(fèi)用低， 運(yùn)行穩(wěn)定，無二次污染等特點(diǎn)。
[0062] 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于高密度生物床的污水處理方法，其特征在于，包括： 在生物填料曝氣生化環(huán)境中持續(xù)投加與污水中殘留污染物降解對應(yīng)的菌株，待所述菌 株形成高密度生物床后，通過所述高密度生物床中的酶、微生物氧化及共代謝作用使污水 中殘留污染物分解氧化。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高密度生物床為菌株形成的有效微生物 群落。3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述高密度生物床由在復(fù)合材料表面富 集其特效微生物菌株制成的對微生物菌有較強(qiáng)的吸附能力，且不被微生物代謝利用的有效 微生物群落。4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述復(fù)合材料包括但不限于材質(zhì)瀝青、尼龍、 活性焦、樹脂、聚氯乙烯中的一種或多種制成的復(fù)合材料； 所述微生物菌株包括但不限于枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌、乳酸片球菌、嗜堿乳桿菌、 沼澤紅假單胞菌、白腐真菌、嗜鹽堿球菌屬Natronococuus、產(chǎn)氣桿菌、乙基氯假單胞菌、亞 硝化單胞菌(附1：1'0801]1011&8)、亞硝化螺菌(附-1：1'0808。；^&)、亞硝化球菌(附1：1'080〇0〇〇118)、 亞硝化葉菌(附-1：1'08〇1〇13118)、硝化刺菌(附1：1'08口；[仙）、硝化球菌(附1：1'0(30(^118)中的一種 或多種。5. 如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述菌株形成高密度生物床的制備過 程包括： 培養(yǎng)基：清水:待處理的污水為1: 2 : 25 : 200的比例在溶解氧為2-4mg/L，溫度為20-30 度，PH在6.5-8.7的環(huán)境中激活馴化，馴化后的菌液濃度在107-109個(gè)/ml; 將上述培養(yǎng)好的菌株投加到高密度生物反應(yīng)床中，其投加根據(jù)池容，停留時(shí)間及來水 負(fù)荷投加菌液； 高密度生物床保持水溫在25~37°C條件下，控制溶解氧含量在4.0mg/L以上，其PH控制 在7.2-8.9之間進(jìn)行曝氣反應(yīng)。6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，激活馴化的時(shí)間為20-24小時(shí)。7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述培養(yǎng)基為:取葡萄糖、氯化按、氯化鐵、硫 酸鎂、氯化鈉、碳酸鈣和尿囊素； 將上述原料按5:0.1:0.2:0.1:0.1:0.3:0.1的比例混合。8. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述其投加根據(jù)池容，停留時(shí)間及來水負(fù)荷 投加菌液，包括： 初次投加量為池容的0.1%，停留時(shí)間每大于12小時(shí)其菌液投加量增加0.05%，最大投 加量為0.5%; 達(dá)到最大投加量后，后續(xù)持續(xù)投加量為每去除lkg-COD/天。9. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述清水不含殺菌劑。
【文檔編號(hào)】C02F3/34GK106045016SQ201610615622
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月28日
【發(fā)明人】舒孝喜, 溫捷
【申請人】北京賽富威環(huán)境工程技術(shù)有限公司