申请日2015.10.22
公开(公告)日2015.12.30
IPC分类号C02F101/38; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种应用复合填料层自养脱氮微生物系统同时去除总氮与抗炎药的方法。本发明提供了一种直接适用于小区或农村污水预处理，既能去除醋氨酚又能同步脱除总氮、氨氮的新型节能环保的应用复合填料层自养脱氮微生物系统同时去除总氮与抗炎药的方法，不仅有利于缓解改善无法截污的城镇水污染现状，也有助于提高水环境的安全，对未来3-5年分散式水处理技术的发展具有重要的意义。
摘要附图
权利要求书
1.一种应用复合填料层自养脱氮微生物系统同时去除总氮与抗炎药的方法，其特征在于，
包括以下步骤：
反应器为复合填料层自养脱氮微生物系统，该系统由上至下包括预处理层、同步脱氮去 除抗炎药层和深度净化层，所述的预处理层为火山岩填充层，所述的同步脱氮去除抗炎药层 为沸石层，所述的深度净化层为无烟煤和/或河砂组成的填料层，从预处理层入水，流经同步 脱氮去除抗炎药层，再从深度净化层出水，所述的预处理层用于预氧化，去除水体悬浮物并 截留大分子污染物，所述的同步脱氮去除抗炎药层是促进氨氮的吸附与抗炎药的降解，提供 微生物的生长与代谢的立体空间，所述的深度净化层为硝酸盐的去除提供厌氧条件;
反应器的准备：
预处理层的准备：所述的火山岩装入袋式预处理格中形成预处理层，将含有火山岩的袋 式预处理格洗净后泡入经过隔除和沉淀后的待处理水体中或者人工培养液中，溶解氧为 2～3mg/L，进行预处理层的准备，然后将浸泡准备好的预处理层填入反应器中，所述的人工 培养液，其碳氮比为2～3：1;
同步脱氮去除抗炎药层的准备：取河流表层水体，经过隔除和沉淀后，将河水与人工培 养液混合进行预培养，溶解氧2～3mg/L，连续曝气2～3天，富集菌株，然后再浸泡沸石5～7 天，再将沸石装入反应器中;
深度净化层的准备：取活性污泥和河流表层水体混合，经过隔除和沉淀后，将无烟煤或 河砂组成的填料层浸泡在其中，再加入预培养的人工培养液进行预培养7-10天，无需曝气， 然后再将填料层装入反应器中;
反应器的启动与运行：
采用连续流方式启动运行，启动分为三个阶段：
第一阶段为去除氨氮与抗炎药阶段，培养过程是预处理层进水，进水要求SS(悬浮物浓 度)不超过100mg/L，氨氮、COD浓度均不超过50mg/L，抗炎药浓度为不超过5mg/L，常 温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为2-3mg/L，当出水氨氮去除率稳定到60～70%时，提升 进水氨氮到不超过100mg/L，当出水氨氮去除率稳定到60%以上，出水检测抗炎药去除率不 低于50%，进入第二阶段;
第二阶段为总氮与抗炎药、氨氮同步去除阶段：培养过程是进水要求SS不超过100mg/L， 氨氮、COD浓度分别为不超过100mg/L、不超过200mg/L，抗炎药浓度不超过10mg/L，常 温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为1-3mg/L，出水检测氨氮去除率、亚硝酸盐累积率与 总氮去除率，当氨氮去除率、总氮去除率都为60%以上，亚硝酸盐累积率为50%以上，抗炎 药去除率70%以上时，直接进入第三阶段，或者提高进水的氨氮浓度至不超过200mg/L，抗 炎药浓度提高至不超过20mg/L，出水检测氨氮去除率、亚硝酸盐累积率与总氮去除率，当氨 氮去除率、总氮去除率都为60%以上，亚硝酸盐累积率为50%以上，抗炎药去除率70%以上， 再进入第三阶段;
第三阶段为进水要求SS不超过100mg/L，氨氮、COD浓度分别不超过300mg/L、200mg/L， 抗炎药不超过50mg/L，常温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为0.5mg/L，出水检测氨氮去 除率、亚硝酸盐累积率与总氮去除率，当氨氮去除率、总氮去除率均为60%以上，亚硝酸盐 累积率降为0%，抗炎药去除率90%以上，反应器启动完成进入稳定运行期。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的预处理层的准备中，所述的人工培养 液中的碳源为乙酸或碳酸氢钠。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的同步脱氮去除抗炎药层的准备中的人 工培养液为每升含有：NH4Cl0.1g和NaHCO30.2g，余量为水，pH7。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述深度净化层的准备中的预培养的人工培 养液为，每升含有NH4Cl0.1g，NaNO20.2g，NaHCO31g，余量为水，pH7.6-8。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当反应器进入稳定运行期处理待处理水体的 时候，当处理待处理水体的SS浓度为10-50mg/L条件下，预处理层每半年更换清洗或根 据经验更换清洗的。
说明书
一种应用复合填料层自养脱氮微生物系统同时去除总氮与抗炎药的方法
技术领域：
本发明属于水处理与环保技术领域，具体涉及一种应用复合填料层自养脱氮微生物系 统同时去除总氮与抗炎药的方法。
背景技术：
目前、我国的水环境污染问题日益严重，氨氮、总氮，有机物与新型毒害性污染物层出 不穷。新型毒害性污染物、氨氮乃至总氮污染共存所带来的污染的问题开始显现。在国家新 的“水十条”中对沿海地级及以上城市实施总氮排放总量控制要求，使得对水处理的要求提升 了一个更高的格次。氨氮污染的危害一直以来备受关注。对于占水体水体总氮60%以上的污 染物-氨氮而言，来源于各类含氮污染物的降解过程。一般而言，氨氮仅在氨氧化微生物的作 用下发生转化，其转化时间与溶解氧浓度相关，其累积往往在污染水体造成进一步的缺氧， 缺氧有进一步导致氨氮的累积。此外，氨氮是水体中的营养素，可导致水体富营养化，同时 对鱼类及许多水生生物均有毒害性。因此，人们针对氨氮污染的治理进行了广泛的研究。
而另一大类新型毒害性污染物如非甾体类消炎镇痛药(以下简称抗炎药，NSAIDs)开始 大量应用于日常生活中，非甾体类消炎镇痛药避免了传统抗炎药的多种弊端，用以减轻各种 病症所带来的疼痛与感染。目前已有百余个品种，是全球发展最快的药物品种之一。据 KaloramaInformation发布的最新调查数据显示，2006年全球疼痛治疗药物和仪器的市场规模 已达到了260亿美元，预计到2010年将上升到330多亿美元。其中以醋氨酚为代表的药品已 占据了NSAIDs市场90%以上的份额。
醋氨酚的功能是促进或抑制人体或动物的某些生理功能。该药物经过人体代谢的产物或 未经代谢的残留物进入环境后干扰环境生物的正常生理功能，由于其水体溶性，随污水迁移 性强。欧盟等西方国家已经发现其潜在生态风险与生物体蓄积性毒害、干扰性毒害。虽然以 醋氨酚为代表的一系列抗炎药具有一定降解性能，然而大量进入水体与所需降解时间长的特 点，导致该类型污染物在大型污水处理设施中的去除率低下，从而在水体环境中不断的累积。 成为新的毒害性污染源。由于其稳定性与抗菌特性，降解时间较长，导致在水环境中逐渐积 累。与氨氮形成的复合污染将从多方面严重威胁我国的水环境安全。
水体脱氮与微量污染物去除主要通过微生物的代谢活动完成。传统微生物总氮的去除过 程需要经过氨氧化、硝化再进行反硝化的过程。此过程需要大量曝气将氨氮转化为硝酸盐， 然后在有机条件下利用反硝化去除硝酸盐。完全去除需要消耗大量电能与碳源(甲醇)。处理 日益严重的氨氮污染，已经让不堪重负的水处理系统能耗剧增，而新型污染物的出现，将进 一步加重处理的压力。目前，新型的脱氮技术一直是环境工程研究的前沿。
发明内容：
本发明的目的是提供一种能够同时去除总氮与抗炎药的应用复合填料层自养脱氮微生物 系统同时去除总氮与抗炎药的方法。
本发明的应用复合填料层自养脱氮微生物系统同时去除总氮与抗炎药的方法，其特征在 于，包括以下步骤：
反应器为复合填料层自养脱氮微生物系统，该系统由上至下包括预处理层、同步脱氮去 除抗炎药层和深度净化层，所述的预处理层为火山岩填充层，所述的同步脱氮去除抗炎药层 为沸石层，所述的深度净化层为无烟煤和/或河砂组成的填料层，从预处理层入水，流经同步 脱氮去除抗炎药层，再从深度净化层出水，所述的预处理层用于预氧化，去除水体悬浮物并 截留大分子污染物，所述的同步脱氮去除抗炎药层是促进氨氮的吸附与抗炎药的降解，提供 微生物的生长与代谢的立体空间，所述的深度净化层为硝酸盐的去除提供厌氧条件;
反应器的准备：
预处理层的准备：所述的火山岩装入袋式预处理格中形成预处理层，将含有火山岩的袋 式预处理格洗净后泡入经过隔除和沉淀后的待处理水体中或者人工培养液中，溶解氧为 2～3mg/L，进行预处理层的准备，然后将浸泡准备好的预处理层填入反应器中，所述的人工 培养液，其碳氮比为2～3：1;
同步脱氮去除抗炎药层的准备：取河流表层水体，经过隔除和沉淀后，将河水与人工培 养液混合进行预培养，溶解氧2～3mg/L，连续曝气2～3天，富集菌株，然后再浸泡沸石5～7 天，再将沸石装入反应器中;
深度净化层的准备：取活性污泥和河流表层水体混合，经过隔除和沉淀后，将无烟煤或 河砂组成的填料层浸泡在其中，再加入预培养的人工培养液进行预培养7-10天，无需曝气， 然后再将填料层装入反应器中;
反应器的启动与运行：
采用连续流方式启动运行，启动分为三个阶段：
第一阶段为去除氨氮与抗炎药阶段，培养过程是预处理层进水，进水要求SS(悬浮物浓 度)不超过100mg/L，氨氮、COD浓度均不超过50mg/L，抗炎药浓度为不超过5mg/L，常 温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为2-3mg/L，当出水氨氮去除率稳定到60～70%时，提升 进水氨氮到不超过100mg/L，当出水氨氮去除率稳定到60%以上，出水检测抗炎药去除率不 低于50%，进入第二阶段;
第二阶段为总氮与抗炎药、氨氮同步去除阶段：培养过程是进水要求SS不超过100mg/L， 氨氮、COD浓度分别为不超过100mg/L、不超过200mg/L，抗炎药浓度不超过10mg/L，常 温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为1-3mg/L，出水检测氨氮去除率、亚硝酸盐累积率与 总氮去除率，当氨氮去除率、总氮去除率都为60%以上，亚硝酸盐累积率为50%以上，抗炎 药去除率70%以上时，直接进入第三阶段，或者提高进水的氨氮浓度至不超过200mg/L，抗 炎药浓度提高至不超过20mg/L，出水检测氨氮去除率、亚硝酸盐累积率与总氮去除率，当氨 氮去除率、总氮去除率都为60%以上，亚硝酸盐累积率为50%以上，抗炎药去除率70%以上， 再进入第三阶段;
第三阶段为进水要求SS不超过100mg/L，氨氮、COD浓度分别不超过300mg/L、200mg/L， 抗炎药不超过50mg/L，常温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为0.5mg/L，出水检测氨氮去 除率、亚硝酸盐累积率与总氮去除率，当氨氮去除率、总氮去除率均为60%以上，亚硝酸盐 累积率降为0%，抗炎药去除率90%以上，反应器启动完成进入稳定运行期。
优选，所述的预处理层的准备中，所述的人工培养液中的碳源为乙酸或碳酸氢钠。
优选，所述的同步脱氮去除抗炎药层的准备中的人工培养液为每升含有：NH4Cl0.1g和 NaHCO30.2g，余量为水，pH7。
优选，所述深度净化层的准备中的预培养的人工培养液为，每升含有NH4Cl0.1g， NaNO20.2g，NaHCO31g，余量为水，pH7.6-8。
优选，当反应器进入稳定运行期处理待处理水体的时候，当处理待处理水体的SS(悬浮 物)浓度为10-50mg/L条件下，预处理层每半年需要更换清洗或根据经验更换清洗的。
本发明提供了一种直接适用于小区或农村污水预处理，既能去除醋氨酚又能同步脱除总 氮、氨氮的新型节能环保的应用复合填料层自养脱氮微生物系统同时去除总氮与抗炎药的方 法，不仅有利于缓解改善无法截污的城镇水污染现状，也有助于提高水环境的安全，对未来 3-5年分散式水处理技术的发展具有重要的意义。