申请日2018.04.20
公开(公告)日2018.11.02
IPC分类号C02F3/12; C02F101/34; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法，包括如下步骤：步骤一，在处理池中向待处理污水中接种活性污泥进行驯化培养;步骤二，往所述处理池中投加磁粉，形成磁活性污泥，对待处理污水进行处理，分别得到净化水和污泥。本申请提供的磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法，通过磁粉的投加，影响活性污泥EPS化学组分，使污泥絮体结构更为紧密，提高了污泥EPS中有机质含量，从而从促进了EPS与污染物的相互作用，达到去除率升高的效果;可以较好地实现同步去除污水中TP、NH3‑N及多种类固醇雌激素，特别提高了雌激素EE2的去除率。
权利要求书
1.一种磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，在处理池中向待处理污水中接种活性污泥进行驯化培养;
步骤二，往所述处理池中投加磁粉，形成磁活性污泥，对待处理污水进行处理，分别得到净化水和污泥。
2.根据权利要求1所述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法，其特征在于，步骤一中，初始污泥浓度为3000-6000mg/L，优选为3000-4000mg/L。
3.根据权利要求1所述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法，其特征在于，步骤二中，所述磁粉在活性污泥驯化稳定后加入。
4.根据权利要求3所述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，其特征在于，所述磁粉为氧化物磁粉;优选地，所述磁粉为Fe3O4;更优选地，所述磁粉的粒径范围是40-80μm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，其特征在于，步骤二中，所述磁粉的投加量为0.05-2g/L，所述投加量是指相对污水处理设备的有效容积每升需添加的磁粉质量;优选地，所述磁粉的投加量为0.1-1g/L。
6.根据权利要求1所述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，其特征在于，采用序批式活性污泥法。
7.根据权利要求6所述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，其特征在于，步骤一中，驯化时间为5-9天;优选地，处理池的运行工况为：每周期10h，其中，依次为曝气8h、沉淀1h、闲置1h，排水比为1/5-1/2。
8.根据权利要求6或7所述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，其特征在于，步骤二中，所述处理池的运行工况为每周期依次包括曝气4-10h、沉淀0.5-1.5h、闲置1-1.5h、排水比为1/5-1/2。
9.根据权利要求8所述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，其特征在于，步骤二中，所述处理池的运行工况为：每周期10h，其中，依次为曝气8h、沉淀1h、闲置1h，排水比为1/3。
10.根据权利要求6所述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，其特征在于，步骤二中，所述净化水水质稳定后，COD去除率基本稳定在90%以上，氨氮去除率70%以上，水力停留时间3-4天。
说明书
一种磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法
技术领域
本发明涉及一种磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
近年来类固醇雌激素的环境效应及其处理对策研究备受关注，它是一类通过干扰生物体自身激素的合成、分泌、转运、结合、活性反应、代谢、消解或产生类似生物体自身激素的作用，对生物有机体维护正常的动态平衡、繁殖、生长及行为有不利影响的环境化学物质。其在ng/L的级别即可能引起人体或动物生殖障碍、行为异常和幼体变异等。其中，甾体类雌激素E1(雌酮)、E2(17β-雌二醇)、EE2(17α-乙炔基雌二醇)和E3(雌三醇)最具雌激素效应。目前，研究人员从水体、土壤、大气甚至饮用水中均检测到了类固醇雌激素，其中，水体类固醇雌激素污染较为突出。
城市用水增多，水污染问题日益加剧，严重制约经济的发展。加强污水处理工艺的开发，可以有效的利用已经污染的淡水资源，缓解环境压力和经济压力。目前，活性污泥法在污水处理中的应用仍旧广泛，但该方法存在着易发生污泥膨胀、剩余污泥产量大等缺点;而且，现阶段大多数污水处理厂采用的活性污泥等生物处理技术对于类固醇雌激素等新兴有机污染物的去除能力有限，城市污水厂出水中存在一定的残余，因此，污水处理厂出水是造成环境雌激素污染的重要原因。EE2属于类固醇人工合成雌激素，是口服避孕药的主要成分，危害更为严重，提高污水处理厂EE2的处理效果更为重要。因此，活性污泥法在污水处理过程中需要进行各种优化，以提高该方法对污水的去除效果。也很有必要在现有技术上做出改进，在去除污水中存在的多种雌激素的同时减少剩余污泥量，这是环境保护领域技术人员面临的重要课题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法，通过直接在处理池内投加磁粉，提高污水中多种类固醇雌激素的去除率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法，包括如下步骤：
步骤一，在处理池中向待处理污水中接种活性污泥进行驯化培养;
步骤二，往所述处理池中投加磁粉，形成磁活性污泥，对待处理污水进行处理，分别得到净化水和污泥。
申请人发现通过在活性污泥中加入了适量的磁粉后可提高单位体积活性污泥的有机负荷率。
上述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，作为一种优选实施方式，步骤一中，初始污泥浓度(即向待处理污水中接种活性污泥后的初始污泥浓度)为3000-6000mg/L(比如3500mg/L、4000mg/L、4500mg/L、5000mg/L、5500mg/L)，更优选为3000-4000mg/L。
上述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，作为一种优选实施方式，步骤二中，所述磁粉在活性污泥驯化稳定后加入;申请人发现如果活性污泥没有驯化稳定就加入磁粉，则可能影响污泥的特性，进而导致驯化处理效果变差。
上述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，作为一种优选实施方式，所述磁粉为氧化物磁粉;更优选地，所述磁粉为Fe3O4;进一步地，所述磁粉的粒径范围是40-80μm(比如42μm、45μm、50μm、60μm、70μm、75μm、78μm)，磁粉的粒径对于活性污泥附着和污泥沉降有影响，并可能会影响颗粒污泥的生成，对于处理效果也会有一些影响，综合考虑将磁粉粒径限定在上述范围内为佳。
上述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，作为一种优选实施方式，步骤二中，所述磁粉的投加量为0.05-2g/L(比如0.08g/L、0.1g/L、0.2g/L、0.5g/L、0.8g/L、1g/L、1.2g/L、1.5g/L、1.8g/L);优选地，所述磁粉的投加量为0.1-1g/L(比如0.15g/L、0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.7g/L、0.8g/L、0.9g/L)。上述投加量是指相对污水处理设备的有效容积每升污水需添加的磁粉质量。
上述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，作为一种优选实施方式，采用序批式活性污泥法，以静置理想沉淀替代传统的动态沉淀，集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。
上述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，作为一种优选实施方式，步骤一中，驯化时间为5-9天(比如6天、7天、8天、9天);优选地，处理池的运行工况为：每周期10h，其中，依次为曝气8h、沉淀1h、闲置1h(主要是进行活性污泥活化，即停止曝气并进行搅拌，准备进入第二轮循环反应)，排水比为1/5-1/2。排水比是指每一周期排出水量与池容积比，实践中与实际进水有机物浓度、雌激素浓度等有关。
上述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，作为一种优选实施方式，步骤二中，处理池的运行工况为每周期依次包括曝气4-10h(比如5h、6h、7h、8h、9h)、沉淀0.5-1.5h、闲置1-1.5h、排水比为1/5-1/2;更优选地，步骤二中，处理池的运行工况为：每周期10h，其中，依次为曝气8h、沉淀1h、闲置1h(主要是进行活性污泥活化，即停止曝气并进行搅拌，准备进入第二轮循环反应)，排水比为1/3。
上述磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法中，作为一种优选实施方式，步骤二中净化水水质稳定后，COD去除率基本稳定在90%以上，氨氮去除率70%以上，水力停留时间3-4天。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
1)本申请提供的磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法，通过磁粉的投加，影响活性污泥EPS化学组分，使污泥絮体结构更为紧密，提高了污泥EPS中有机质含量，从而从促进了EPS与污染物的相互作用，达到去除率升高的效果;
2)磁粉投加后，活性污泥EPS中LB-EPS和TB-EPS的类蛋白峰A和峰B均发生了较大改变，同时出现了腐殖酸峰C和富里酸峰D，两类物质含量的存在，特别提高了雌激素EE2的去除率;进一步证明，磁粉的投加，使污泥浓度大幅提高，EPS内大分子有机物质含量得到提高，进而提高污染物去除率;
3)本申请提供的磁活性污泥法同步去除多种类固醇雌激素的方法，可以较好地实现同步去除污水中TP、NH3-N及多种类固醇雌激素。磁粉量为1g/L时的去除效果为最佳，TP、NH3-N去除率分别提高了8.2%、10.1%。此条件下，雌激素EE2的去除率也相对较高，去除率较未加载磁粉时的去除率提高了44.64%。E2、E3于磁粉量为0.5g/L是的去除效果最佳，分别提高了10.94%和6.13%。