一种生活污水脱氮除磷生物生态处理的工艺的制作方法

文档序号:25543774发布日期:2021-06-18 20:40

本发明涉及生活污水处理技术领域,具体涉及一种生活污水脱氮除磷生物生态处理的工艺。



背景技术:

近几年,随着社会经济的发展,我国的水环境污染问题日益突出,生活洗涤剂的大量使用导致生活污水中含有大量的氮、磷等元素,由于以土地为基础的污水处理系统运行成本低,在去除氮、磷方面效果显著,得到越来越广泛的应用。

但是传统的污水处理方法存在负荷过低、易堵塞等问题,导致处理低污染水时净化效率低,而分散式污水处理技术,如人工湿地、土壤慢速渗滤、高效藻类塘等,会面临水力负荷较低,有效使用时间短,占地面积较大,易受气候条件影响,易堵塞发臭,脱氮除磷效率不高等缺陷。随着人们环保意识的增强,对污染物排放的限制标准也越来越高,迫切需要新的工艺来处理这些含氮、磷等富营养元素的生活废水,因此,对生活污水进行管网收集,采用高效污水处理技术进行处理,并达标排放,将对农村环境的改善和污染防治起到积极作用。

现有技术中一般采用厌氧菌和好氧菌处理生活污水,但是细菌对污水的处理能力有限,使得处理后的污水达不到排放标准。



技术实现要素:

本发明的目的是为了克服现有技术存在的生活污水脱氮除磷效率不高的不足,提供一种生活污水脱氮除磷生物生态处理的工艺。

本发明的发明人发现,通过调节污水的参数,同时调整好氧菌、厌氧菌以及生物酶的种类和处理顺序,能够提高细菌对污水的处理能力。

为了实现上述目的,本发明提供一种生活污水脱氮除磷生物生态处理的工艺,所述工艺包括:

(1)将生活污水进行固液分离得到固态污染物和一级处理液;

(2)将一级处理液的ph调节至7.2-8,在缺氧条件下发酵5-24h,接着进行沉淀,得到二级处理液和污泥;

(3)将二级处理液的ph调节至8-8.5,然后加入好氧菌和生物酶进行处理,得到三级处理液;

(4)在厌氧条件下,在三级处理液中加入可选的碳源,然后加入硝化细菌和反硝化细菌进行生物脱氮,接着进行沉淀,得到四级处理液和污泥;

(5)将50-70%的四级处理液引入步骤(2)中的一级处理液中;

将剩下30-50%的四级处理液依次引入若干个相邻的生物膜反应器中,所述生物膜反应器内放置有厌氧菌、厌氧菌和生物酶,得到五级处理液;

(6)将五级处理液进行沉淀、过滤和消毒,得到出水。

本发明中,通过将生活污水进行多次好氧发酵和厌氧发酵,逐级降低生活污水中的总氮量和总磷量,通过合理调节菌种的种类以及发酵条件,最大程度的提高细菌对氮、磷的处理能力,从而达到脱氮除磷的效果。

本发明中,在ph为7.2-8的条件,利用一级处理液中自身存在的细菌对污水进行发酵,能够降低污水中氮磷总量,从而降低后续处理液的处理难度,优选条件下,在步骤(2)中,所述一级处理液的氧浓度为0.3-0.5mg/l,通过沉降,能够除去污水中的污泥等污染物,优选条件下,所述沉降的时间为0.2-2h。

根据本发明,为了进一步提高污水处理效果,降低所述一级处理液、所述二级处理液、所述三级处理液和所述四级处理液中氮磷的总浓度,优选条件下,在所述一级处理液、所述二级处理液、所述三级处理液和所述四级处理液中的至少一个中设置有生物填料,所述生物填料的种类可以为本领域技术人员所知,可以为市售品,本发明再次不再赘述。

根据本发明,通过调整二级处理液的ph以及氧浓度,可以提高好氧菌以及生物酶的生物活性,并对二级处理液进行深度处理,进一步降低二级处理液中氮磷的总浓度。优选条件下,在步骤(3)中,所述二级处理液的氧浓度为2-5mg/l。

根据本发明,优选条件下,在步骤(3)中,所述好氧菌选自亚硝酸菌和/或硝酸菌;所述生物酶为聚磷酶,所述聚磷酶选自多聚磷酸盐激酶、焦磷酸酶、内切磷酸酶和polyp2葡萄糖激酶中的至少一种,优选为多聚磷酸盐激酶、焦磷酸酶和polyp2葡萄糖激酶按照重量比为1:0.1-0.2:0.02-0.05组成的混合酶。

根据本发明,本发明的发明人还发现,好氧菌与生物酶的配比对污水的处理同样存在影响,为了提高污水处理效果,优选条件下,所述好氧菌与所述生物酶的重量比为1:1.5-3。

根据本发明,在步骤(3)中,所述好氧膜的种类可以为所述领域技术人员所知,优选条件下,所述好氧膜选自聚四氟乙烯膜、聚酰胺膜、聚丙烯腈膜和聚偏二氟乙烯膜中的至少一种,所述好氧膜的孔径为1-20μm。

根据本发明,通过采用厌氧菌对三级处理液进一步处理,能够深度去除污水中的氮磷污染物,优选条件下,在步骤(4)中,所述可选的碳源选自油脂化合物、糖类化合物中的至少一种;进一步优选地,所述碳源包含步骤(1)的固态污染物,所述固态污染物占所述碳源的5-25wt%,所述固态污染物是指不溶于污水的油脂内化合物。

根据本发明,优选条件下,在步骤(4)中,所述三级处理液的氧浓度为0.05-0.15mg/l。

根据本发明,优选条件下,在步骤(4)中,通过调整三级处理液中硝化细菌和反硝化细菌的比例,能够促进污水中氮的处理,优选条件下,所述硝化细菌和所述反硝化细菌的重量比为1:0.4-0.6。

根据本发明,优选条件下,在步骤(4)中,所述生物膜反应器的孔径为0.01-2μm,截留分子量为5-10万,过滤产量为400-450l/m2.d,进一步优选地,位于上游的生物膜反应器的孔径大于相邻的下游的生物膜反应器的孔径。

通过上述技术方案,本发明通过将生活污水进行多次好氧发酵和厌氧发酵,逐级降低生活污水中的总氮量和总磷量,通过合理调节菌种的种类以及发酵条件,最大程度的提高细菌对氮、磷的处理能力,从而达到脱氮除磷的效果。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

以下实施例中,污水来源为污水处理厂的生活污水,该生活污水的cod值为235.7mg/l,总磷量tp为4.23mg/l,总氮量tn为52.68mg/l,为nh4+-n为68mg/l,自身碳源没法满足深度脱氮除磷的需要。

生物填料为苏净环保新材料有限公司生产的sj-0.5修复填料。

生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为0.05-2μm,截留分子量为5-10万,过滤产量为400l/m2.d;

实施例1

(1)将生活污水进行固液分离得到固态污染物和一级处理液;

(2)将一级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的一级处理池中,并将一级处理液的ph调节至7.2-8,在氧浓度为0.4mg/l的条件下发酵12h,接着进行沉淀0.5h,得到二级处理液和污泥;

(3)将二级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的好氧膜反应器中,将二级处理液的ph调节至8-8.5,然后加入好氧菌和生物酶进行处理,得到三级处理液,所述好氧膜为膜孔径为2-5微米的聚四氟乙烯膜,好氧菌为亚硝酸菌和硝酸菌按重量比为1:1的混合物,生物酶为多聚磷酸盐激酶、焦磷酸酶和polyp2葡萄糖激酶按照重量比为1:0.1:0.03组成的混合酶;且好氧菌与所述生物酶的重量比为1:2;

(4)将三级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的三级处理池中,在氧浓度为0.1mg/l的条件下,在三级处理液中加入碳源(控制c/n=2),然后加入硝化细菌和反硝化细菌进行生物脱氮(硝化细菌和所述反硝化细菌的重量比为1:0.5),接着进行沉淀30min,得到四级处理液和污泥;

(5)将50%的四级处理液引入步骤(2)中的一级处理液中;

将剩下50%的四级处理液依次引入3个相邻的生物膜反应器中进行处理,分别为第一生物膜反应器、第二生物膜反应器、第三生物膜反应器,得到五级处理液;

第一生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为1-2μm,截留分子量为8-10万,过滤产量为400l/m2.d,

第二生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为0.5-1μm,截留分子量为5-8万,过滤产量为400l/m2.d,

第三生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为0.05-0.5μm,截留分子量为3-5万,过滤产量为400l/m2.d,

(6)将五级处理液进行沉淀、过滤和消毒,得到出水,出水指标如表1所示。

实施例2

按照实施例1的方法,不同的是:各级处理液的ph值不同,具体如下:

(1)将生活污水进行固液分离得到固态污染物和一级处理液;

(2)将一级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的一级处理池中,并将一级处理液的ph调节至6.4-7,在氧浓度为0.4mg/l的条件下发酵12h,接着进行沉淀0.5h,得到二级处理液和污泥;

(3)将二级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的好氧膜反应器中,将二级处理液的ph调节至7-7.5,然后加入好氧菌和生物酶进行处理,得到三级处理液,所述好氧膜为膜孔径为2-5微米的聚四氟乙烯膜,好氧菌为亚硝酸菌和硝酸菌按重量比为1:1的混合物,生物酶为多聚磷酸盐激酶、焦磷酸酶和polyp2葡萄糖激酶按照重量比为1:0.1:0.03组成的混合酶;且好氧菌与所述生物酶的重量比为1:2;

(4)将三级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的三级处理池中,在氧浓度为0.1mg/l的条件下,在三级处理液中加入碳源(控制c/n=2),然后加入硝化细菌和反硝化细菌进行生物脱氮(硝化细菌和所述反硝化细菌的重量比为1:0.5),接着进行沉淀30min,得到四级处理液和污泥;

(5)将50%的四级处理液引入步骤(2)中的一级处理液中;

将剩下50%的四级处理液依次引入3个相邻的生物膜反应器中进行处理,分别为第一生物膜反应器、第二生物膜反应器、第三生物膜反应器,得到五级处理液;

第一生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为1-2μm,截留分子量为8-10万,过滤产量为400l/m2.d,

第二生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为0.5-1μm,截留分子量为5-8万,过滤产量为400l/m2.d,

第三生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为0.05-0.5μm,截留分子量为3-5万,过滤产量为400l/m2.d,

(6)将五级处理液进行沉淀、过滤和消毒,得到出水,出水指标如表1所示。

实施例3

按照实施例1的方法,不同的是:步骤(3)中,好氧菌和生物酶的种类以及比例不同,具体如下:

好氧菌为亚硝酸菌和硝酸菌按重量比为1:1的混合物,生物酶为多聚磷酸盐激酶、焦磷酸酶和polyp2葡萄糖激酶按照重量比为1:0.1:0.03组成的混合酶;且好氧菌与所述生物酶的重量比为1:1,出水指标如表1所示。

实施例4

按照实施例1的方法,不同的是:步骤(3)中,好氧菌和生物酶的种类以及比例不同,具体如下:

好氧菌为亚硝酸菌和硝酸菌按重量比为1:1的混合物,生物酶为多聚磷酸盐激酶、焦磷酸酶和polyp2葡萄糖激酶按照重量比为1:0.1:0.03组成的混合酶;且好氧菌与所述生物酶的重量比为1:0.5,出水指标如表1所示。

实施例5

按照实施例4的方法,不同的是:步骤(3)中,好氧菌和生物酶的种类以及比例不同,具体如下:

好氧菌为亚硝酸菌和硝酸菌按重量比为1:0.5的混合物,生物酶为多聚磷酸盐激酶、焦磷酸酶和polyp2葡萄糖激酶按照重量比为1:0.1:0.03组成的混合酶;且好氧菌与所述生物酶的重量比为1:0.5,出水指标如表1所示。

实施例6

按照实施例4的方法,不同的是:步骤(3)中,好氧菌和生物酶的种类以及比例不同,具体如下:

好氧菌为亚硝酸菌和硝酸菌按重量比为1:1的混合物,生物酶为多聚磷酸盐激酶;且好氧菌与所述生物酶的重量比为1:0.5,出水指标如表1所示。

实施例7

按照实施例1的方法,不同的是,步骤(5)中只有一个第一物膜反应器,没有第二生物膜反应器和第三生物膜反应器,具体如下:

(1)将生活污水进行固液分离得到固态污染物和一级处理液;

(2)将一级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的一级处理池中,并将一级处理液的ph调节至7.2-8,在氧浓度为0.4mg/l的条件下发酵12h,接着进行沉淀0.5h,得到二级处理液和污泥;

(3)将二级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的好氧膜反应器中,将二级处理液的ph调节至8-8.5,然后加入好氧菌和生物酶进行处理,得到三级处理液,所述好氧膜为膜孔径为2-5微米的聚四氟乙烯膜,好氧菌为亚硝酸菌和硝酸菌按重量比为1:1的混合物,生物酶为多聚磷酸盐激酶、焦磷酸酶和polyp2葡萄糖激酶按照重量比为1:0.1:0.03组成的混合酶;且好氧菌与所述生物酶的重量比为1:2;

(4)将三级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的三级处理池中,在氧浓度为0.1mg/l的条件下,在三级处理液中加入碳源(控制c/n=2),然后加入硝化细菌和反硝化细菌进行生物脱氮(硝化细菌和所述反硝化细菌的重量比为1:0.5),接着进行沉淀30min,得到四级处理液和污泥;

(5)将50%的四级处理液引入步骤(2)中的一级处理液中;

将剩下50%的四级处理液依次引入生物膜反应器中进行处理,得到五级处理液;

生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为1-2μm,截留分子量为8-10万,过滤产量为400l/m2.d,

(6)将五级处理液进行沉淀、过滤和消毒,得到出水,出水指标如表1所示。

对比例1

(1)将生活污水进行固液分离得到固态污染物和一级处理液;

(2)将一级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的一级处理池中,并将一级处理液的ph调节至7.2-8,在氧浓度为0.4mg/l的条件下发酵12h,接着进行沉淀0.5h,得到二级处理液和污泥;

(3)将二级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的二级处理池中,在氧浓度为0.1mg/l的条件下,在二级处理液中加入碳源(控制c/n=2),然后加入硝化细菌和反硝化细菌进行生物脱氮(硝化细菌和所述反硝化细菌的重量比为1:0.5),接着进行沉淀30min,得到三级处理液和污泥;

(4)将三级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的好氧膜反应器中,将三级处理液的ph调节至8-8.5,然后加入好氧菌和生物酶进行处理,得到四级处理液,所述好氧膜为膜孔径为2-5微米的聚四氟乙烯膜,好氧菌为亚硝酸菌和硝酸菌按重量比为1:1的混合物,生物酶为多聚磷酸盐激酶、焦磷酸酶和polyp2葡萄糖激酶按照重量比为1:0.1:0.03组成的混合酶;且好氧菌与所述生物酶的重量比为1:2;

(5)将50%的四级处理液引入步骤(2)中的一级处理液中;

将剩下50%的四级处理液依次引入3个相邻的生物膜反应器中进行处理,分别为第一生物膜反应器、第二生物膜反应器、第三生物膜反应器,得到五级处理液;

第一生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为1-2μm,截留分子量为8-10万,过滤产量为400l/m2.d,

第二生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为0.5-1μm,截留分子量为5-8万,过滤产量为400l/m2.d,

第三生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为0.05-0.5μm,截留分子量为3-5万,过滤产量为400l/m2.d,

(6)将五级处理液进行沉淀、过滤和消毒,得到出水,出水指标如表1所示。

对比例2

(1)将生活污水进行固液分离得到固态污染物和一级处理液;

(2)将一级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的一级处理池中,并将一级处理液的ph调节至7.2-8,在氧浓度为0.4mg/l的条件下发酵12h,接着进行沉淀0.5h,得到二级处理液和污泥;

(3)将二级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的好氧膜反应器中,将二级处理液的ph调节至8-8.5,然后加入好氧菌和生物酶进行处理,得到三级处理液,所述好氧膜为膜孔径为2-5微米的聚四氟乙烯膜,好氧菌为亚硝酸菌和硝酸菌按重量比为1:1的混合物,生物酶为多聚磷酸盐激酶、焦磷酸酶和polyp2葡萄糖激酶按照重量比为1:0.1:0.03组成的混合酶;且好氧菌与所述生物酶的重量比为1:2;

(4)将三级处理液引入设有填料(sj-0.5修复填料)的三级处理池中,在氧浓度为0.1mg/l的条件下,在三级处理液中加入碳源(控制c/n=2),然后加入硝化细菌和反硝化细菌进行生物脱氮(硝化细菌和所述反硝化细菌的重量比为1:0.5),接着进行沉淀30min,得到四级处理液和污泥;

(5)将四级处理液依次引入3个相邻的生物膜反应器中进行处理,分别为第一生物膜反应器、第二生物膜反应器、第三生物膜反应器,得到五级处理液;

第一生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为1-2μm,截留分子量为8-10万,过滤产量为400l/m2.d,

第二生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为0.5-1μm,截留分子量为5-8万,过滤产量为400l/m2.d,

第三生物膜反应器为聚丙烯中空纤维膜反应器,该聚丙烯中空纤维膜的孔径为0.05-0.5μm,截留分子量为3-5万,过滤产量为400l/m2.d,

(6)将五级处理液进行沉淀、过滤和消毒,得到出水,出水指标如表1所示。

表1

以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

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