申请日2018.08.07
公开(公告)日2018.12.04
IPC分类号C02F3/02; C02F101/16
摘要
一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法，涉及曝气生物滤池。取红树林沉积湿污泥加入牡蛎壳填料曝气生物滤池，得混合液;取已进行清洗并晾干的牡蛎壳加入牡蛎壳填料曝气生物滤池内;取原水加入牡蛎壳填料曝气生物滤池至溢流口处，连接曝气机，采用间歇操作闷曝运行，使红树林沉积污泥尽量充分地附着于牡蛎壳表面和内部微孔隙中;闷曝完成后连接原水进水管，维持连续进水和连续曝气状态;定期采集水样及泥样，测定牡蛎壳填料曝气生物滤池进出水的各项指标，当NH4+‑N去除率稳定在80%以上后，表明挂膜成功，当NH4+‑N去除率稳定在90%以上后，表明以红树林沉积污泥为种泥的牡蛎壳填料曝气生物滤池启动驯化成功。
权利要求书
1.一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法，其特征在于包括以下步骤：
1)取红树林沉积湿污泥加入牡蛎壳填料曝气生物滤池，得混合液;
2)取已进行清洗并晾干的牡蛎壳加入牡蛎壳填料曝气生物滤池内;
3)取原水加入牡蛎壳填料曝气生物滤池至溢流口处，连接曝气机，采用间歇操作闷曝运行，使红树林沉积污泥尽量充分地附着于牡蛎壳表面和内部微孔隙中;
4)闷曝完成后连接原水进水管，维持连续进水和连续曝气状态，水力停留时间HRT设为10～14h，DO≈4～6mg/L;
5)定期采集水样及泥样，测定牡蛎壳填料曝气生物滤池进出水的各项指标，包括NH4+-N、N02--N，NO3--N、pH、DO、盐度，当NH4+-N去除率稳定在80%以上后，表明挂膜成功，当NH4+-N去除率稳定在90%以上后，表明以红树林沉积污泥为种泥的牡蛎壳填料曝气生物滤池启动驯化成功。
2.如权利要求1所述一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法，其特征在于在步骤1)中，所述红树林沉积湿污泥取自于海陆交界河口及海岸带附近的红树林区。
3.如权利要求1所述一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法，其特征在于在步骤1)中，所述混合液的污泥浓度MLSS为4800～5200mg/L。
4.如权利要求1所述一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法，其特征在于在步骤2)中，所述取已进行清洗并晾干的牡蛎壳加入牡蛎壳填料曝气生物滤池内是使牡蛎壳的质量浓度为0.10～0.15kg/L，或牡蛎壳排水体积与牡蛎壳填料曝气生物滤池有效容积比为0.08～0.12。
5.如权利要求1所述一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法，其特征在于在步骤3)中，所述间歇操作闷曝运行2～3d为每1h内曝气45min，静置15min，如此往复，DO≈6～8mg/L。
6.如权利要求1所述一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法，其特征在于在步骤5)中，采集水样时，停止曝气和进水，静置10min后采样分析，各项指标均采用国标分析;当牡蛎壳填料曝气生物滤池启动驯化成功后，停止运行，采污泥样进行微生物相的检测，并结合种泥分析驯化前后的微生物相的组成。
7.一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法，其特征在于包括以下步骤：
1)取红树林沉积湿污泥加入牡蛎壳填料曝气生物滤池，得混合液;
2)取已进行清洗并晾干的牡蛎壳加入牡蛎壳填料曝气生物滤池内;
3)取原水加入牡蛎壳填料曝气生物滤池至溢流口处，连接曝气机，采用间歇操作闷曝运行，使红树林沉积污泥尽量充分地附着于牡蛎壳表面和内部微孔隙中;
4)闷曝完成后连接原水进水管，维持连续进水和连续曝气状态，水力停留时间HRT设为10～14h，DO≈4～6mg/L;
5)定期采集水样及泥样，测定牡蛎壳填料曝气生物滤池进出水的各项指标，包括NH4+-N、N02--N，NO3--N、pH、DO、盐度，当NH4+-N去除率稳定在80%以上后，表明挂膜成功，当NH4+-N去除率稳定在90%以上后，表明以红树林沉积污泥为种泥的牡蛎壳填料曝气生物滤池启动驯化成功;
6)牡蛎壳填料曝气生物滤池在驯化成功后，持续稳定运行至第70～80d，从该牡蛎壳填料曝气生物滤池中取出附着耐盐生物膜的牡蛎壳，按1︰(3～5)的排水体积比与新牡蛎壳一同充填至新的牡蛎壳填料曝气生物滤池，采用连续通入高盐含氨废水启动驯化，操作同步骤3)～5)。
8.如权利要求7所述一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法，其特征在于在步骤1)中，所述混合液的污泥浓度MLSS为4800～5200mg/L;
在步骤2)中，所述取已进行清洗并晾干的牡蛎壳加入牡蛎壳填料曝气生物滤池内是使牡蛎壳的质量浓度为0.10～0.15kg/L，或牡蛎壳排水体积与牡蛎壳填料曝气生物滤池有效容积比为0.08～0.12。
9.如权利要求7所述一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法，其特征在于在步骤3)中，所述间歇操作闷曝运行2～3d为每1h内曝气45min，静置15min，如此往复，DO≈6～8mg/L。
10.如权利要求7所述一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法，其特征在于在步骤5)中，采集水样时，停止曝气和进水，静置10min后采样分析，各项指标均采用国标分析;当牡蛎壳填料曝气生物滤池启动驯化成功后，停止运行，采污泥样进行微生物相的检测，并结合种泥分析驯化前后的微生物相的组成。
说明书
一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法
技术领域
本发明涉及曝气生物滤池，尤其是涉及采用红树林沉积污泥为种泥，以牡蛎壳为填料，以高盐含氨废水为处理对象，启动曝气生物滤池的方法及其微生物相组成的一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法。
背景技术
在工业废水和生活污水领域，含盐废水因其特殊的水质条件―含盐量高，成为较难处理的一类污水。含盐废水主要来源之一是作为淡水替代水，如电厂冷却水、海水冲厕等用途的排水;之二是产生于石油、制革、造纸、印染、腌制、药物加工、海产养殖与加工等工业的废水，其含盐浓度从1%至6%([1]文湘华,占新民,王建龙,等.含盐废水的生物处理研究进展[J].环境科学,1999,3;[2]邹士洋,张建平,伍俊荣,等.生物技术处理高含盐废水的研究进展[J].工业水处理,2008,28(11):1-4;[3]胡青,夏四清.盐度对膜生物反应器处理含盐废水影响的研究进展[J].环境污染与治,2012,34(1):60-63,71;[4]苗英霞,王树勋,郝建安,等.对我国海水冲厕立法的思考[J].水资源保护,2014,30(4):93-96)。这些废水中除了含有Na+、Ca2+、Cl-等多种无机盐离子之外，还含有多种难降解有机物以及氮磷等污染物。近年来，含盐污水特别是含盐量与海水相当的高盐废水当量逐年增加，废水成分渐趋复杂，而相对应的是行业排放标准越来越严格，2015年我国颁布实行的新环保法中已将实施最严格的企业废水氨氮排放标准值5～8mg/L，高盐废水的总氮达标处理已成相关行业、企业所必须攻克的环保壁垒。而氨的氧化作用又是生物脱氮中硝化反应的首要和限速步骤，高盐含氨废水的处理面临着严峻的形势。
目前高盐废水生物处理中所面临的主要技术难题是：
(1)多数含盐废水处理工艺是基于普通活性污泥法或其组合设计，高盐度导致生化单元的降解菌增长缓慢，系统启动驯化周期长，污泥活性系统容易崩溃，多数设备是靠补加营养物，生物助剂或经常性更换活性污泥，以及增大SRT和HRT以维持运行的稳定性([5]刘正.高含盐废水生物处理技术探讨[J].给水排水,2001,27(11):54-57;[6]康群,马文臣,许建民,等.高盐浓度对工业废水生化处理的影响研究[J].环境污染治理技术与设备,2005,6(8):42-45);
(2)采用稀释，离子交换乃至膜技术等预处理技术以缓解盐度影响，将导致更高的运行与管理成本(化学污泥处理，树脂更换，膜再生等)([7]边蔚,王路光,李洪波.高盐度有机废水处理技术研究进展[J].河北工业科技,2009,26(3):195-199)。
因此，在不脱盐、少稀释的条件下，研发新技术，找到合适种泥启动、驯化并筛选适盐微生物得到处理效果好、稳定性高的脱氮系统，是较为可行且能被普遍接受的高盐含氨废水处理方法。
红树林沉积污泥微生物具有相当高的生产力和极丰富的多样性，它们参与了固氮、氨化、硝化、反硝化、厌氧氨氧化等氮循环过程，其中不乏AOA(氨氧化细菌)与AOB(氨氧化古菌)。来自于陆地的多种污染物均会合于海陆交界河口和海岸带附近的红树林区，林区沉积污泥中的微生物受到了不同程度的污染物驯化，其丰富的生物多样性构建过程中承受着潮汐充氧作用、季节性的温度变动、复杂的水质变动等环境变化影响。因此，与污水厂普通活性污泥相比，采用红树林沉积污泥作为含盐废水处理装置的接种污泥具有更好的微生物菌源和环境抗逆性优势。
牡蛎壳是海洋生物质，具有耐高盐腐蚀、适合微生物栖息的粗糙表面，其外形呈叶片状，比表面积大，内部有大量2～10μm的微孔，有利于高盐条件下的微生物固着。牡蛎壳填料生物滤池内可形成悬浮污泥与生物膜共存体系，这有利于提高系统的生物量。此外，牡蛎壳中含有90%以上的CaCO3，溶出后可代替NaHCO3或NaOH满足硝化反应的碱度需求，降低系统运行成本，并含有钠、钡、铜、铁、镁等多种元素和多种氨基酸，作为生物填料有利于提高生物处理的稳定性([8]董晓伟,姜国良,李立德等.牡蛎综合利用的研究进展[J].海洋科学,2004,28(4):62-65;[9]叶志隆,熊小京,芦敏.贝壳填料曝气生物滤池的硝化特性研究[J].中国给水排水,2006,22(3):1-3;[10]熊小京,申茜,王新红,等.缺氧/好氧牡蛎壳生物滤池的氮磷去除性能研究[J].环境科学与技术,2008,31(12B):76-79;[11]徐洁,熊小京,郑天凌等.序批式曝气生物滤池处理含海水污水中的硝化性能[J].环境工程学报2015,9(3):1062-1066)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理高盐含氨废水生物滤池的启动方法。
所述高盐含氨废水中的盐度为25～35g/L·NaCl。
本发明包括以下步骤：
1)取红树林沉积湿污泥加入牡蛎壳填料曝气生物滤池，得混合液;
2)取已进行清洗并晾干的牡蛎壳加入牡蛎壳填料曝气生物滤池内;
3)取原水加入牡蛎壳填料曝气生物滤池至溢流口处，连接曝气机，采用间歇操作闷曝运行，使红树林沉积污泥尽量充分地附着于牡蛎壳表面和内部微孔隙中;
4)闷曝完成后连接原水进水管，维持连续进水和连续曝气状态，水力停留时间HRT设为10～14h，DO≈4～6mg/L;
5)定期采集水样及泥样，测定牡蛎壳填料曝气生物滤池进出水的各项指标，包括NH4+-N、N02--N，NO3--N、pH、DO、盐度等，当NH4+-N去除率稳定在80%以上后，表明挂膜成功，当NH4+-N去除率稳定在90%以上后，表明以红树林沉积污泥为种泥的牡蛎壳填料曝气生物滤池启动驯化成功。
在步骤1)中，所述红树林沉积湿污泥可取自于海陆交界河口及海岸带附近的红树林区;所述混合液的污泥浓度MLSS可为4800～5200mg/L。
在步骤2)中，所述取已进行清洗并晾干的牡蛎壳加入牡蛎壳填料曝气生物滤池内可使牡蛎壳的质量浓度为0.10～0.15kg/L，或牡蛎壳排水体积与牡蛎壳填料曝气生物滤池有效容积比为0.08～0.12。
在步骤3)中，所述间歇操作闷曝运行2～3d可为每1h内曝气45min，静置15min，如此往复，DO≈6～8mg/L。
在步骤5)中，采集水样时，停止曝气和进水，静置10min后采样分析，各项指标均采用国标分析;当牡蛎壳填料曝气生物滤池启动驯化成功，并稳定运行一段时间后，停止运行，采污泥样进行微生物相的检测，并结合种泥分析驯化前后的微生物相的组成。
牡蛎壳填料曝气生物滤池在驯化成功后，可持续稳定运行至第70～80d，从该牡蛎壳填料曝气生物滤池中取出附着耐盐生物膜的牡蛎壳，按1︰(3～5)的排水体积比与新牡蛎壳一同充填至新的牡蛎壳填料曝气生物滤池，采用连续通入高盐含氨废水启动驯化，操作同步骤3)～5)。
本发明首先运用红树林沉积污泥为种泥，结合牡蛎壳填料曝气生物滤池处理高盐含氨废水。以红树林沉积污泥为种泥，具有微生物菌源丰富及环境抗逆性优势;采用连续通入高盐度含氨废水启动牡蛎壳填料曝气生物滤池，可以解决高盐废水处理时普通污泥启动过程中需要较长驯化周期且驯化不成功的问题;以牡蛎壳作为生物滤池填料，具有耐冲击性强，系统处理稳定性高等优势，也可克服生物脱氮工程中需进行碱度核算的缺点，达到以废治污的双赢效果。