公布日：2023.11.07
申请日：2023.07.10
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N;C02F1/20(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本申请提供一种高盐高硝态氮废水脱氮方法，方法包括步骤：S1调节高盐高硝态氮废水的pH至5.5～7.5范围内，采用一级全混态脱氮池进行脱氮，所述一级全混态脱氮池中一次性投入复合微生物菌剂，所述复合微生物菌剂包含海杆菌属Marinobacter、固氮弧菌属Azoarcus、副球菌属Paracoccus、芽孢杆菌属Bacillus、假单胞菌属Pseudomonas；S2针对步骤S1出水采用二级全混态脱氮池进行脱氮；所述二级全混态脱氮池运行过程中回流泥水混合物至一级全混态脱氮中；S3步骤S2出水进入脱气池进行脱气；S4步骤S3出水经沉淀池沉淀后出水。采用复合微生物菌剂处理高盐高硝态氮废水，避免了传统处理时使用浓缩蒸发或者稀释废水再进行生化处理造成的处理设施占地面积大、成本高等问题。
权利要求书
1.一种高盐高硝态氮废水的脱氮方法，其特征在于，所述高盐高硝态氮废水中盐浓度在6000～40000mg/L之间，硝态氮浓度在300～1000mg/L之间；方法包括步骤：S1调节高盐高硝态氮废水的pH至5.5～7.5范围内，采用一级全混态脱氮池进行脱氮，所述一级全混态脱氮池中一次性投入复合微生物菌剂，所述复合微生物菌剂包含海杆菌属Marinobacter、固氮弧菌属Azoarcus、副球菌属Paracoccus、芽孢杆菌属Bacillus、假单胞菌属Pseudomonas；S2针对步骤S1出水采用二级全混态脱氮池进行脱氮；所述二级全混态脱氮池运行过程中回流泥水混合物至一级全混态脱氮池中；S3步骤S2出水进入脱气池进行脱气；S4步骤S3出水经沉淀池沉淀后出水。
2.根据权利要求1所述的高盐高硝态氮废水的脱氮方法，其特征在于，所述步骤S1中复合微生物菌剂中包含海杆菌属Marinobacter的质量百分比为30％～40％。
3.根据权利要求2所述的高盐高硝态氮废水的脱氮方法，其特征在于，所述步骤S1中复合微生物菌剂中海杆菌属的质量百分比为30％～40％，固氮弧菌属的质量百分比为20％～30％，副球菌属的质量百分比为20％～30％，芽孢杆菌属的质量百分比为5％～10％，假单胞菌属的质量百分比为10％～20％。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的高盐高硝态氮废水的脱氮方法，其特征在于，所述步骤S1中海杆菌属包括海杆菌属除烃海杆菌Marinobacterhydrocarbonoclasticus或硝酸盐还原海杆菌MarinobacteriumNitratireducens中的一种或两种；所述步骤S1中固氮弧菌属包括固氮弧菌AzoarcusIndigens；所述步骤S1中脱氮副球菌属包括脱氮副球菌ParacoccusDenitrificans；所述步骤S1中芽孢杆菌属包括芽孢杆菌BacillusAzotoformans；所述步骤S1中假单胞菌属包括施氏假单胞菌PseudomonasStutzeri。
5.根据权利要求1所述的高盐高硝态氮废水的脱氮方法，其特征在于，所述步骤S1中复合菌剂质量相对于反应器总体积的投加比例为0.1‰-0.5‰，所述复合菌剂质量为折合复合菌剂的干重。
6.根据权利要求1所述的高盐高硝态氮废水的脱氮方法，其特征在于，所述步骤S1中，调节高盐高硝态氮废水的pH至6.0～7.0范围内。
7.根据权利要求1所述的高盐高硝态氮废水的脱氮方法，其特征在于，所述步骤S2中，泥水混合物自二级全混态脱氮池回流至一级全混态脱氮池中的回流比为25％～50％。
8.根据权利要求1所述的高盐高硝态氮废水的脱氮方法，其特征在于，所述步骤S4沉淀池污泥回流至所述一级全混态脱氮池，控制一级全混态脱氮池污泥浓度在4～6g/L。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的高盐高硝态氮废水的脱氮方法，其特征在于，高盐高硝态氮废水在所述一级全混态脱氮池和二级全混态脱氮池的停留时间大于6h。
10.根据权利要求9所述的高盐高硝态氮废水的脱氮方法，其特征在于，所述步骤S4中，沉淀后出水再经纳滤膜纳滤处理。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有高盐高硝态氮废水无法采用生化法处理的问题，本发明提供一种高盐高硝态氮废水脱氮方法。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明第一方面提供一种高盐高硝态氮废水的脱氮方法，所述高盐高硝态氮废水中盐浓度在6000～40000mg/L之间，硝态氮浓度在300～1000mg/L之间；方法包括步骤：
S1调节高盐高硝态氮废水的pH至5.5～7.5范围内，采用一级全混态脱氮池进行脱氮，所述一级全混态脱氮池中一次性投入复合微生物菌剂，所述复合微生物菌剂包含海杆菌属Marinobacter，还包含固氮弧菌属Azoarcus、副球菌属Paracoccus、芽孢杆菌属Bacillus、假单胞菌属Pseudomonas；本发明使用的功能菌为海洋环境中存在的反硝化功能菌；该复合菌剂耐受盐分高、脱氮性能好；启动快速方便，投加后快速产生效果；温度适应性强，可在2～45℃中使用，效果良好；
S2针对步骤S1出水采用二级全混态脱氮池进行脱氮；所述二级全混态脱氮池运行过程中回流泥水混合物至一级全混态脱氮中；
S3步骤S2出水进入脱气池进行脱气；例如，以鼓风搅拌的方式脱气；本发明中，在脱氮池后增加了脱气池，这是由于高盐条件下，微生物絮凝效果会变差，并且由于水的比重增加，再加上系统脱氮会产生氮气，活性污泥上浮流失，影响后续沉淀池泥水分离效果，增加脱气池可以解决这个问题；
S4步骤S3出水经沉淀池沉淀后出水，或者，补充深度处理，当进水负荷变化过大，或者进水浓度超过设计标准时，会导致出水超标，沉淀池沉淀后再经纳滤膜纳滤处理。
作为本发明第一方面任一技术方案的优选，所述步骤S1中复合微生物菌剂中海杆菌属Marinobacter的百分比为30％～40％。海杆菌占比过高会容易造成亚硝态氮的积累，过少会影响氮素的降解效率；所述海杆菌配合其他完全反硝化细菌协同发挥作用，进一步优选地，所述步骤S1中复合微生物菌剂中海杆菌属的质量百分比为30％～40％，固氮弧菌属的质量百分比为20％～30％，副球菌属的质量百分比为20％～30％，芽孢杆菌属的质量百分比为5％～10％，假单胞菌属的质量百分比为10％～20％。
作为本发明第一方面任一技术方案的优选，所述步骤S1中海杆菌属包括海杆菌属除烃海杆菌Marinobacterhydrocarbonoclasticus或硝酸盐还原海杆菌MarinobacteriumNitratireducens中的一种或两种；
所述步骤S1中固氮弧菌属包括固氮弧菌AzoarcusIndigens；
所述步骤S1中脱氮副球菌属包括脱氮副球菌ParacoccusDenitrificans；
所述步骤S1中芽孢杆菌属包括芽孢杆菌BacillusAzotoformans；
所述步骤S1中假单胞菌属包括施氏假单胞菌PseudomonasStutzeri。
作为本发明第一方面任一技术方案的优选，所述步骤S1中复合菌剂质量相对于反应器总体积的投加比例为0.1‰～0.5‰，所述复合菌剂质量为折合复合菌剂的干重。本发明的复合微生物菌剂能够在高盐高硝态氮的环境条件下，促进优势细菌的生长，使其丰度增加，成为优势菌种，达到提高整体生化体系反硝化能力。筛选出的上述耐盐反硝化菌属复配，使系统耐盐性提高的情况下，迅速高效脱氮。
作为本发明第一方面任一技术方案的优选，所述步骤S1中，调节高盐高硝态氮废水的pH至6.0～7.0范围内。
作为本发明第一方面任一技术方案的优选，所述步骤S2中，泥水混合物自二级全混态脱氮池回流至一级全混态脱氮池中的回流比为25％～50％。本发明中，增加了二级全混态脱氮池回流至一级全混态脱氮池，目的在于延长停留时间，强化处理，同时可使碳源高效利用，提高处理效果、抗冲击负荷能力强。
作为本发明第一方面任一技术方案的优选，所述一级全混态脱氮池中投加的碳源含有醋酸和葡萄糖。其中醋酸可加快脱氮速率，葡萄糖为常规营养物，配置目的首先是加速激活微生物菌剂，促进脱氮异养菌快速繁殖，提高微生物利用率；其次为反硝化会消耗氢离子，醋酸的加入可适当调节反应pH。
作为本发明第一方面任一技术方案的优选，控制所述一级全混态脱氮池中C:N在(2～4):1之间。该碳氮比低于常规方法，并且不会引起COD穿透问题。
作为本发明第一方面任一技术方案的优选，所述步骤S4沉淀池污泥回流至所述一级全混态脱氮池，控制一级全混态脱氮池污泥浓度在4～6g/L。回流污泥的目的在于，污泥中的微生物在进水盐分和浓度的刺激下，优势菌迅速增殖，杂菌被逐渐淘汰；控制回流污泥的量即控制微生物的回流量，通过富集一定量的微生物(特别是优势菌)来更好地处理硝态氮。
作为本发明第一方面任一技术方案的优选，所述沉淀池中剩余污泥排放至污泥浓缩池。
作为本发明第一方面任一技术方案的优选，高盐高硝态氮废水在所述一级全混态脱氮池和二级全混态脱氮池的停留时间大于6h。
作为本发明第一方面任一技术方案的优选，所述步骤S4纳滤膜包括卷式纳滤膜组件，为一体化设备，膜材质选择聚酰胺材质，用于硝态氮的深度处理。
进一步地，所述卷式纳滤膜组件产生的浓水排入到进水调配池中调节步骤S1所述pH，产生的淡水排入到待排池中。
本发明第二方面提供一种高盐高硝态氮废水脱氮系统，包括：依次连接的进水调配池、一级全混态脱氮池、二级全混态脱氮池、脱气池、沉淀池、卷式纳滤膜组件、待排池；
所述调配池用于调节高盐高硝态氮废水的pH；
所述一级全混态脱氮池用于采用复合微生物菌剂实现高盐条件下的脱氮，所述一级全混态脱氮池还包括碳源配置投加装置；优选地，二级全混态脱氮池与一级全混态脱氮池间设置回流管，二级全混态脱氮池运行过程中回流泥水混合物至一级全混态脱氮池中；
所述脱气池设置有导入空气的进气管道；
所述沉淀池设置有排入一级全混态脱氮池的排泥管和污泥浓缩池的排泥管，所述沉淀池还连接污泥浓缩池；
所述卷式纳滤膜组件设置有排入进水调配池的浓水管。
作为本发明第二方面任一技术方案的优选，所述卷式纳滤膜组件为一体化设备，膜材质选择聚酰胺材质，用于硝态氮的深度处理。
作为本发明第二方面任一技术方案的优选，所述卷式纳滤膜组件产生的浓水排入到进水调配池中，产生的淡水排入到待排池中。
与现有技术比，本发明的有益效果：本发明提供的一种高盐高硝态氮废水脱氮方法及系统，针对盐浓度在6000～40000mg/L之间，硝态氮浓度在300～1000mg/L之间的高盐高硝态氮废水，采用复合微生物菌剂进行处理，通过二级全混态脱氮池运行过程中回流泥水混合物至一级全混态脱氮池中，克服进水波动情况下处理效率不高的问题，并在二级全混态脱氮池后设置脱气池，克服沉淀池污泥上浮、污泥流失的问题，成功地采用生化法处理高盐高硝态氮废水，避免了传统高盐高硝态氮废水处理时使用浓缩蒸发或者稀释废水再进行生化处理造成的处理设施庞大、占地面积大、投资成本高、运行费用高等问题，本发明方法更为经济高效。高盐高硝态氮废水经本发明方法处理后，正常情况下可达标排放，进水负荷大等紧急情况下可将沉淀池出水排入卷式纳滤膜组件深度脱氮为系统出水把关。通过本发明投加的菌剂和操作参数，改善强化现有微生物群落结构，使之直接通过生化法处理高盐高硝态氮废水，相较于传统方法，耐受盐分更高，处理硝态氮浓度更高，处理成本降低，见效快，无额外设备投资。
（发明人：陈博之;陈利芳;卞为林;王林刚;仇鑫;单捷;何习宝）