一种复合微生物耦合微米零价铁脱氮除磷的污水处理方法与流程

本发明属于污水处理领域，特别涉及一种复合微生物耦合微米零价铁脱氮除磷的污水处理方法，适用于生活污水及景观水的脱氮除磷。

背景技术：

近年来，随着我国经济的发展，城镇居民的生活水平不断提高，生活污水在水污染中所占的比例逐渐增加。未经有效处理的生活污水通过点源和非点源排放，将各类有机物和氮磷带入湖泊、河流等水体，造成水体的富营养化。为防止发生水体富营养化，需要控制营养物质(主要是氮和磷)进入水体，如何高效去除生活污水中的氮磷，已成为污水处理领域亟需解决的重要课题。

目前，生活污水的处理普遍采用以生物处理为核心的活性污泥法。但传统的活性污泥法脱氮除磷效果较差，经过传统的活性污泥法处理后的生活污水仍然含有较高的tn和tp。因此提高污水处理工艺的脱氮除磷能力，对于改善现有处理工艺，提高处理效率具有重要意义。

目前，已有多例对活性污泥法进行改进的报道。申请号cn1603257a提供了一种化学污泥制备、再生方法和利用其处理生活污水的方法，通过在活性污泥中加入铁盐，提高其去除cod和浊度的能力。但该方法制备的活性污泥对氮磷的去除没有明显的提高效果。cn105645596a提供了一种活性污泥预处理药剂及其制备方法和应用方法，该方法在活性污泥预处理阶段加入预处理药剂(组成：水葫芦鲜叶发酵泥、改性水葫芦纤维、乙酸钠、纳米二氧化钛、沸石粉)，通过工艺流程活化聚磷菌活力，增加优选的菌株几率。但该方法只适用于原位修复河道时磷污染的治理，不涉及氮的去除。申请号101638268提供了一种固定化活性污泥的制备方法及处理微污染水的方法，但固定化活性污泥需要在紫外光源下照射，且该方法只适用于微污染水源水中氨氮的去除，不涉及磷的去除。

本发明专利将复合微生物与微米零价铁进行耦合，对生活污水进行脱氮除磷处理。通过对脱氮菌的富集提高其脱氮能力，同时利用微米铁对磷酸盐的共沉降作用去除水中的磷酸盐。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，提供一种复合微生物耦合微米零价铁脱氮除磷的污水处理方法。

本发明的目的可通过下述方式来实现：通过微米零价铁与微生物的耦合，对生活污水进行脱氮除磷处理，微米零价铁与微生物的耦合的制备主要按下述步骤顺序进行：

1、强化污泥培养所用污水，水质要求为cod为500-1000mg/l，碳氮比大于20:1，ph值为7-8。对于不满足要求的污水，在分析测试cod与tn后，加入甲醇或硝酸钾，使水中与碳氮比大于20:1。在耦合过程中，通过加入hepes来稳定ph，加入的hepes浓度为20mmol/l。

2、投加微生物：以2g/l为标准将微生物复合菌粉投入满足上述步骤1要求的污水中置于搅拌反应池中，厌氧搅拌，该复合菌粉选用高效复合微生物和酶制剂fz35m(由北京丰泽绿源环境技术有限公司提供)，为市场化的菌剂，该微生物含有好氧菌、缺氧菌、厌氧菌、硝化菌等菌株，同时复合了淀粉酶、纤维素酶、蛋白质酶和杂环物质降解酶，对有机物、硫化物、氨氮等具有优异的降解性能。在搅拌反应池中厌氧搅拌三天后取样测定其中的硝氮含量，厌氧环境溶解氧浓度为0-0.2mg/l，之后取50ml/l再次接种于1中满足要求的污水中，厌氧搅拌三天，重复操作，直到硝氮的去除效率恒定，即三次接种后硝氮的去除效率相似，则视为菌液成熟，制成菌液。

3、耦合微米零价铁：将步骤2制成的菌液再次接种至满足1要求的污水中，菌液的加入量为50ml/l，并加入微米零价铁粉，剂量为0.2g/l，所用铁粉粒径为1.5-3μm之间，这种微米零价铁粉为商业化的铁粉，铁粉粒径小于10μm都可满足要求。

保持厌氧环境和持续搅拌的常规操作，两天后测定溶液中的硝氮含量，并重复上述操作，再次接种，直至硝氮的去除效率恒定，即三次接种后硝氮的去除效率相似，则视为微生物与零价铁粉耦合完成。

完成上述所有步骤后，获得的即为耦合了微米零价铁的活性污泥，将该污泥接种于欲处理的污水中，则可以实现高效的污水处理。

污水处理方式采用常规方法，主要是a/o或a/a/o法，是使污水和活性污泥混合后依次经过厌氧、缺氧和好氧区，而达到脱氮除磷的目的。(hj576-2010厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范)

所述的步骤1中，培养强化污泥的水质要求为，污水的cod应控制在500-1000mg/l,碳氮比应为大于20：1，添加的碳源为甲醇，氮源为硝酸钾。

所述的步骤2、3中，耦合过程需要调节ph值在6.8-7.2之间，采用hepes稳定污水的ph值，以保证培养过程中污水ph值的相对稳定，hepes的浓度为20mmol/l。

附图说明

图1是本发明微生物耦合微米零价铁脱氮除磷的污水处理方法的流程图。

图2是本发明微生物与耦合微生物系统扫描电镜图片，其中，a.微生物系统，b.微米铁耦合微生物系统

具体实施方式

下面列举4个实施例，对本发明加以进—步说明，但本发明不只限于这个实施例。根据国家污水排放标准一级a标准，实施例中处理后污水均满足标准一级a标准，即cod小于50，总氮小于15，氨氮小于8。

实施例1，强化污泥的培养实例

向取得的污水(源自污水处理厂普通污水)中加入2g/l的微生物fz35m(商品购买自北京丰泽绿源环境技术有限公司)，并测定水中cod与nh3、no3，根据测试结果，加入甲醇、硝酸钾和磷酸二氢钾，使cod达到500mg/l，c:n:p＝100:5:1，加入20mmol/l的hepes，厌氧搅拌。经过两天之后，测试mlss和硝氮去除率，mlss达到1000mg/l，硝氮的去除效率均大于50％时停止，否则重复前述操作。

取50ml/l上述步骤获得的菌液接种于新鲜并补充能源(如上所述实现c:n:p＝100:5:1)的污水中，加入0.2g/l的微米零价铁，持续搅拌，使溶解氧控制在0.2mg/l以内，经过两天之后，测试mlss和硝氮去除率，使mlss达到2000mg/l，硝氮的去除效率均大于90％时停止，否则重复前述操作。

耦合完成的强化污泥经过晾干后经扫描电镜的照射，结果如图2所示，未耦合的活性污泥生长形貌呈团状，而耦合后的活性污泥中微生物为一簇一簇生长，这样微生物的数量更多，同时也有更大的表面积与污染水体接触。

实施例2，某小区生活污水处理实例

分别取实施例1获得的强化污泥与普通的污泥(即上述实施例1中未经过步骤3的菌液替代)，取某小区的生活污水2l，按照常规a/o法处理，厌氧条件下3h，好氧条件下3h，之后测定反应前后的污水的各指标，对比强化污泥与普通污泥的处理效果。

表1强化污泥与普通污泥处理效果对比

明显看出，强化污泥对cod、氮的去除率较普通污泥有明显提高。并且出水能够满足国家排放标准。

实施例3，某医院污水处理实例

分别取实施例1获得的强化污泥与普通的污泥(即上述实施例1中未经过步骤3的菌液替代)，取某医院的生活污水2l，按照常规a/o法处理，厌氧条件下3h，好氧条件下3h，之后测定反应前后的污水的各指标，对比强化污泥与普通污泥的处理效果。

表2强化污泥与普通污泥处理效果对比

可以看出，强化污泥对cod、氮的去除率较普通污泥有明显提高。

实施例4，某湖泊水处理实例

分别取实施例1获得的强化污泥与普通的污泥(即上述实施例1中未经过步骤3的菌液替代)，取某富营养化的湖泊水2l，按照常规a/o法处理，厌氧条件下3h，好氧条件下3h，之后测定反应前后的污水的各指标，对比强化污泥与普通污泥的处理效果。

表1强化污泥与普通污泥处理效果对比

明显看出，强化污泥对cod、氮的去除率较普通污泥有明显提高。在除磷方面优势更加明显。