申请日2011.08.16
公开(公告)日2011.12.28
IPC分类号C02F3/30; C02F3/34
摘要
一种实现污水同步脱氮除磷的方法，步骤如下：(1)以厌氧活性污泥作为菌种来源，从中筛选出能够利用单质铁进行自养反硝化的目标菌种;(2)将可生化处理污水经预处理后，进入好氧硝化池进行有机物、有机氮和氨氮的氧化处理;(3)将经过上述处理后的污水引入混合溶液呈缺氧状态的反硝化池，在其中添加单质铁和可利用单质铁的反硝化细菌;运行初期，反硝化池间歇运行，待反硝化运行稳定后，连续运转;4)反硝化池后设置沉淀池以除去反应中形成的磷酸铁沉淀和悬浮固体完成污水处理。本发明引入单质铁作为电子供体，硝酸盐作为电子受体，将生物脱氮和化学除磷有机结合，同步实现了脱氮除磷。
权利要求书
1.一种实现污水同步脱氮除磷的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，从厌氧活性污泥中筛选目标菌种，所述目标菌种以单质铁作为最终电子供体，以NO3-作为电子受体，能够进行自养反硝化作用;
步骤二，对可生化处理污水进行预处理后，进入好氧硝化池进行有机物、有机氮和氨氮的氧化处理;
步骤三，将经过步骤二处理后的污水引入混合液呈缺氧状态的反硝化池，所述反硝化池中微生物处理方式采用生物膜法，添加单质铁和步骤一中所获得的目标菌种;运行初期，反硝化池间歇运行，待反硝化运行稳定后，实现连续运转;
步骤四，步骤三处理后的污水经过沉淀池以除去磷酸铁沉淀和悬浮固体，完成污水处理。
2.根据权利要求1所述的实现污水同步脱氮除磷的方法，其特征在于，所述步骤二中的氧化处理采用生物膜法进行微生物处理。
3.根据权利要求1所述的实现污水同步脱氮除磷的方法，其特征在于，所述步骤三中添加的单质铁为机械加工过程产生的废铁屑。
4.根据权利要求1所述的实现污水同步脱氮除磷的方法，其特征在于，所述步骤一中筛选自养反硝化目标菌种的具体方法为：
第一步，采用液体培养基，其中加入还原性铁粉做成选择性培养基，加入活性污泥的悬浊液以富集目标菌种;
第二步，在第一步中的选择性培养基中加入琼脂粉做成固体培养基，将第一步中获得的富集后的目标菌种进一步在固体培养基上分离纯化，至长出大小、形状均一的单菌落;
第三步，将第二步中所得到的纯化后的目标菌种再次培养于液体培养基中，分别置于严格厌氧和兼性厌氧条件下，并对其反硝化能力做以初步检测;
第四步，将第三步所得的目标菌种保存于液体培养基中，作为接种微生物。
5.根据权利要求4所述的实现污水同步脱氮除磷的方法，其特征在于，所述液体培养基具体成份如下：NaNO3 250mg/L, CaCl2 200mg/ L，MgSO4.7H2 O 200mg/L , K2HPO4 1000mg/L，NaHCO3 2000mg/L , NaCl 1000mg/L , 微量元素1mL/L。
说明书
实现污水同步脱氮除磷的方法
技术领域
本发明涉及的是一种废水生物脱氮除磷技术领域的方法，特别涉及的是引入单质铁作为电子供体，硝酸盐作为电子受体，将生物脱氮和化学除磷有机结合，同步实现脱氮除磷的废水生物处理方法。
背景技术
废水脱氮除磷可以通过生物法和化学法实现。其中生物除磷主要通过厌氧条件下磷的释放和好氧条件下生物过量吸收磷实现，并在不同的反应构筑物或反应区域完成。生物脱氮主要通过好氧条件下生物氧化氨氮为亚硝酸盐和硝酸盐，在缺氧条件下，通过兼性反硝化菌利用有机碳源作为电子供体实现反硝化脱氮，脱氮方法也是在不同反应构筑物或反应区域完成。化学除磷主要通过添加铝盐或铁盐一类的化学药剂进行化学絮凝沉淀。常规生物脱氮方法在处理过程中常常因为缺少电子供体而外加有机物如甲醇，以便进行异养反硝化，这样就有可能造成二次污染。而化学除磷通常在生物处理过程之后单独进行。由于传统污水生物脱氮除磷组合方法运行控制条件复杂，常常不能保证很好的脱氮除磷效果。而直接的化学除磷由于需要添加大量化学药剂而使运行成本大大提高，与生物处理方法联合也常常使运行方法更加复杂并增加成本。在当今污染严重而能源又短缺的形式下，在借鉴传统处理方法的基础上，研究和开发一种高效、实用的脱氮除磷新技术具有重要的现实意义和应用价值。
经对现有技术文献检索发现，目前有关自养反硝化研究主要有硫自养和氢自养及氨自养反硝化技术研究。这些都主要针对脱氮技术而言，而没有同时考虑除磷效果，而控制富营养化需要同时对氮磷进行控制，单一控制水中氮素含量并不能保障富营养化的控制效果。且引入硫和氢作为电子供体相较引入单质铁缺乏优势(自养反硝化技术研究进展，《化工环保》2010，30(3)：225)。
发明内容
本发明针对传统生物除磷脱氮方法控制复杂，生物除磷效果不能得到稳定保证等不足而提供一种实现污水同步脱氮除磷的方法，该方法利用一种能够以单质铁作为电子供体的自养反硝化细菌，在其反硝化过程中，硝酸根离子被还原为氮气，单质铁被氧化为铁离子，同时，铁离子和磷酸根离子结合为沉淀，从而实现脱氮除磷的双重效果。
本发明是通过以下技术方案实现的，发明具体步骤如下：
步骤一，从厌氧活性污泥中筛选目标菌种，所述目标菌种以单质铁作为最终电子供体，以NO3-作为电子受体，能够进行自养反硝化作用;
步骤二，对可生化处理污水进行预处理后，进入好氧硝化池进行有机物、有机氮和氨氮的氧化处理;
步骤三，将经过步骤二处理后的污水引入混合液呈缺氧状态的反硝化池，所述反硝化池中微生物处理方式采用生物膜法，添加单质铁和步骤一中所获得的目标菌种;运行初期，反硝化池间歇运行，待反硝化运行稳定后，实现连续运转;
步骤四，步骤三处理后的污水经过沉淀池以除去磷酸铁沉淀和悬浮固体，完成污水处理。
优选的，所述步骤二中的氧化处理采用生物膜法进行微生物处理。
优选的，所述步骤三中添加的单质铁为机械加工过程产生的废铁屑。
优选的，所述步骤一中筛选自养反硝化目标菌种的具体方法为：
第一步，采用液体培养基，其中加入还原性铁粉做成选择性培养基，加入活性污泥的悬浊液以富集目标菌种;
第二步，在第一步中的选择性培养基中加入琼脂粉做成固体培养基，将第一步中获得的富集后的目标菌种进一步在固体培养基上分离纯化，至长出大小、形状均一的单菌落;
第三步，将第二步中所得到的纯化后的目标菌种再次培养于液体培养基中，分别置于严格厌氧和兼性厌氧条件下，并对其反硝化能力做以初步检测;
第四步，将第三步所得的目标菌种保存于液体培养基中，作为接种微生物。
优选的，所述液体培养基具体成份如下：NaNO3 250mg/L, CaCl2 200mg/ L，MgSO4.7H2O 200mg/ L , K2HPO4 1000mg/ L，NaHCO3 2000mg/ L , NaCl 1000mg/ L , 微量元素1ml/ L。
本发明利用一种能够以单质铁作为电子供体的自养反硝化细菌，在其反硝化过程中，硝酸根离子被还原为氮气，单质铁被氧化为铁离子，同时，铁离子和磷酸根离子结合为沉淀，从而实现脱氮除磷的双重效果。与异养反硝化相比，由于异养反硝化需要有机碳如甲醇等作为细菌的营养源及反硝化过程的电子供体，产生的剩余污泥量大及水中残留的有机物多，所以需要后续处理;而以铁作为电子供体的自养反硝化过程无需投加有机物，所以不需要处理残留的有机物，多余的铁可以通过物理方法去除。此外，铁的来源广泛，利用铁作为电子供体价格低廉，可为废水的脱氮除磷节约成本。