公布日：2023.11.07
申請日：2023.07.10
分類號：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
本申請提供一種高鹽高硝態氮廢水脫氮方法，方法包括步驟：S1調節高鹽高硝態氮廢水的pH至5.5～7.5范圍內，采用一級全混態脫氮池進行脫氮，所述一級全混態脫氮池中一次性投入復合微生物菌劑，所述復合微生物菌劑包含海桿菌屬Marinobacter、固氮弧菌屬Azoarcus、副球菌屬Paracoccus、芽孢桿菌屬Bacillus、假單胞菌屬Pseudomonas；S2針對步驟S1出水采用二級全混態脫氮池進行脫氮；所述二級全混態脫氮池運行過程中回流泥水混合物至一級全混態脫氮中；S3步驟S2出水進入脫氣池進行脫氣；S4步驟S3出水經沉淀池沉淀后出水。采用復合微生物菌劑處理高鹽高硝態氮廢水，避免了傳統處理時使用濃縮蒸發或者稀釋廢水再進行生化處理造成的處理設施占地面積大、成本高等問題。
權利要求書
1.一種高鹽高硝態氮廢水的脫氮方法，其特征在于，所述高鹽高硝態氮廢水中鹽濃度在6000～40000mg/L之間，硝態氮濃度在300～1000mg/L之間；方法包括步驟：S1調節高鹽高硝態氮廢水的pH至5.5～7.5范圍內，采用一級全混態脫氮池進行脫氮，所述一級全混態脫氮池中一次性投入復合微生物菌劑，所述復合微生物菌劑包含海桿菌屬Marinobacter、固氮弧菌屬Azoarcus、副球菌屬Paracoccus、芽孢桿菌屬Bacillus、假單胞菌屬Pseudomonas；S2針對步驟S1出水采用二級全混態脫氮池進行脫氮；所述二級全混態脫氮池運行過程中回流泥水混合物至一級全混態脫氮池中；S3步驟S2出水進入脫氣池進行脫氣；S4步驟S3出水經沉淀池沉淀后出水。
2.根據權利要求1所述的高鹽高硝態氮廢水的脫氮方法，其特征在于，所述步驟S1中復合微生物菌劑中包含海桿菌屬Marinobacter的質量百分比為30％～40％。
3.根據權利要求2所述的高鹽高硝態氮廢水的脫氮方法，其特征在于，所述步驟S1中復合微生物菌劑中海桿菌屬的質量百分比為30％～40％，固氮弧菌屬的質量百分比為20％～30％，副球菌屬的質量百分比為20％～30％，芽孢桿菌屬的質量百分比為5％～10％，假單胞菌屬的質量百分比為10％～20％。
4.根據權利要求1～3中任意一項所述的高鹽高硝態氮廢水的脫氮方法，其特征在于，所述步驟S1中海桿菌屬包括海桿菌屬除烴海桿菌Marinobacterhydrocarbonoclasticus或硝酸鹽還原海桿菌MarinobacteriumNitratireducens中的一種或兩種；所述步驟S1中固氮弧菌屬包括固氮弧菌AzoarcusIndigens；所述步驟S1中脫氮副球菌屬包括脫氮副球菌ParacoccusDenitrificans；所述步驟S1中芽孢桿菌屬包括芽孢桿菌BacillusAzotoformans；所述步驟S1中假單胞菌屬包括施氏假單胞菌PseudomonasStutzeri。
5.根據權利要求1所述的高鹽高硝態氮廢水的脫氮方法，其特征在于，所述步驟S1中復合菌劑質量相對于反應器總體積的投加比例為0.1‰-0.5‰，所述復合菌劑質量為折合復合菌劑的干重。
6.根據權利要求1所述的高鹽高硝態氮廢水的脫氮方法，其特征在于，所述步驟S1中，調節高鹽高硝態氮廢水的pH至6.0～7.0范圍內。
7.根據權利要求1所述的高鹽高硝態氮廢水的脫氮方法，其特征在于，所述步驟S2中，泥水混合物自二級全混態脫氮池回流至一級全混態脫氮池中的回流比為25％～50％。
8.根據權利要求1所述的高鹽高硝態氮廢水的脫氮方法，其特征在于，所述步驟S4沉淀池污泥回流至所述一級全混態脫氮池，控制一級全混態脫氮池污泥濃度在4～6g/L。
9.根據權利要求1～8中任意一項所述的高鹽高硝態氮廢水的脫氮方法，其特征在于，高鹽高硝態氮廢水在所述一級全混態脫氮池和二級全混態脫氮池的停留時間大于6h。
10.根據權利要求9所述的高鹽高硝態氮廢水的脫氮方法，其特征在于，所述步驟S4中，沉淀后出水再經納濾膜納濾處理。
發明內容
1.要解決的問題
針對現有高鹽高硝態氮廢水無法采用生化法處理的問題，本發明提供一種高鹽高硝態氮廢水脫氮方法。
2.技術方案
為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：
本發明第一方面提供一種高鹽高硝態氮廢水的脫氮方法，所述高鹽高硝態氮廢水中鹽濃度在6000～40000mg/L之間，硝態氮濃度在300～1000mg/L之間；方法包括步驟：
S1調節高鹽高硝態氮廢水的pH至5.5～7.5范圍內，采用一級全混態脫氮池進行脫氮，所述一級全混態脫氮池中一次性投入復合微生物菌劑，所述復合微生物菌劑包含海桿菌屬Marinobacter，還包含固氮弧菌屬Azoarcus、副球菌屬Paracoccus、芽孢桿菌屬Bacillus、假單胞菌屬Pseudomonas；本發明使用的功能菌為海洋環境中存在的反硝化功能菌；該復合菌劑耐受鹽分高、脫氮性能好；啟動快速方便，投加后快速產生效果；溫度適應性強，可在2～45℃中使用，效果良好；
S2針對步驟S1出水采用二級全混態脫氮池進行脫氮；所述二級全混態脫氮池運行過程中回流泥水混合物至一級全混態脫氮中；
S3步驟S2出水進入脫氣池進行脫氣；例如，以鼓風攪拌的方式脫氣；本發明中，在脫氮池后增加了脫氣池，這是由于高鹽條件下，微生物絮凝效果會變差，并且由于水的比重增加，再加上系統脫氮會產生氮氣，活性污泥上浮流失，影響后續沉淀池泥水分離效果，增加脫氣池可以解決這個問題；
S4步驟S3出水經沉淀池沉淀后出水，或者，補充深度處理，當進水負荷變化過大，或者進水濃度超過設計標準時，會導致出水超標，沉淀池沉淀后再經納濾膜納濾處理。
作為本發明第一方面任一技術方案的優選，所述步驟S1中復合微生物菌劑中海桿菌屬Marinobacter的百分比為30％～40％。海桿菌占比過高會容易造成亞硝態氮的積累，過少會影響氮素的降解效率；所述海桿菌配合其他完全反硝化細菌協同發揮作用，進一步優選地，所述步驟S1中復合微生物菌劑中海桿菌屬的質量百分比為30％～40％，固氮弧菌屬的質量百分比為20％～30％，副球菌屬的質量百分比為20％～30％，芽孢桿菌屬的質量百分比為5％～10％，假單胞菌屬的質量百分比為10％～20％。
作為本發明第一方面任一技術方案的優選，所述步驟S1中海桿菌屬包括海桿菌屬除烴海桿菌Marinobacterhydrocarbonoclasticus或硝酸鹽還原海桿菌MarinobacteriumNitratireducens中的一種或兩種；
所述步驟S1中固氮弧菌屬包括固氮弧菌AzoarcusIndigens；
所述步驟S1中脫氮副球菌屬包括脫氮副球菌ParacoccusDenitrificans；
所述步驟S1中芽孢桿菌屬包括芽孢桿菌BacillusAzotoformans；
所述步驟S1中假單胞菌屬包括施氏假單胞菌PseudomonasStutzeri。
作為本發明第一方面任一技術方案的優選，所述步驟S1中復合菌劑質量相對于反應器總體積的投加比例為0.1‰～0.5‰，所述復合菌劑質量為折合復合菌劑的干重。本發明的復合微生物菌劑能夠在高鹽高硝態氮的環境條件下，促進優勢細菌的生長，使其豐度增加，成為優勢菌種，達到提高整體生化體系反硝化能力。篩選出的上述耐鹽反硝化菌屬復配，使系統耐鹽性提高的情況下，迅速高效脫氮。
作為本發明第一方面任一技術方案的優選，所述步驟S1中，調節高鹽高硝態氮廢水的pH至6.0～7.0范圍內。
作為本發明第一方面任一技術方案的優選，所述步驟S2中，泥水混合物自二級全混態脫氮池回流至一級全混態脫氮池中的回流比為25％～50％。本發明中，增加了二級全混態脫氮池回流至一級全混態脫氮池，目的在于延長停留時間，強化處理，同時可使碳源高效利用，提高處理效果、抗沖擊負荷能力強。
作為本發明第一方面任一技術方案的優選，所述一級全混態脫氮池中投加的碳源含有醋酸和葡萄糖。其中醋酸可加快脫氮速率，葡萄糖為常規營養物，配置目的首先是加速激活微生物菌劑，促進脫氮異養菌快速繁殖，提高微生物利用率；其次為反硝化會消耗氫離子，醋酸的加入可適當調節反應pH。
作為本發明第一方面任一技術方案的優選，控制所述一級全混態脫氮池中C:N在(2～4):1之間。該碳氮比低于常規方法，并且不會引起COD穿透問題。
作為本發明第一方面任一技術方案的優選，所述步驟S4沉淀池污泥回流至所述一級全混態脫氮池，控制一級全混態脫氮池污泥濃度在4～6g/L。回流污泥的目的在于，污泥中的微生物在進水鹽分和濃度的刺激下，優勢菌迅速增殖，雜菌被逐漸淘汰；控制回流污泥的量即控制微生物的回流量，通過富集一定量的微生物(特別是優勢菌)來更好地處理硝態氮。
作為本發明第一方面任一技術方案的優選，所述沉淀池中剩余污泥排放至污泥濃縮池。
作為本發明第一方面任一技術方案的優選，高鹽高硝態氮廢水在所述一級全混態脫氮池和二級全混態脫氮池的停留時間大于6h。
作為本發明第一方面任一技術方案的優選，所述步驟S4納濾膜包括卷式納濾膜組件，為一體化設備，膜材質選擇聚酰胺材質，用于硝態氮的深度處理。
進一步地，所述卷式納濾膜組件產生的濃水排入到進水調配池中調節步驟S1所述pH，產生的淡水排入到待排池中。
本發明第二方面提供一種高鹽高硝態氮廢水脫氮系統，包括：依次連接的進水調配池、一級全混態脫氮池、二級全混態脫氮池、脫氣池、沉淀池、卷式納濾膜組件、待排池；
所述調配池用于調節高鹽高硝態氮廢水的pH；
所述一級全混態脫氮池用于采用復合微生物菌劑實現高鹽條件下的脫氮，所述一級全混態脫氮池還包括碳源配置投加裝置；優選地，二級全混態脫氮池與一級全混態脫氮池間設置回流管，二級全混態脫氮池運行過程中回流泥水混合物至一級全混態脫氮池中；
所述脫氣池設置有導入空氣的進氣管道；
所述沉淀池設置有排入一級全混態脫氮池的排泥管和污泥濃縮池的排泥管，所述沉淀池還連接污泥濃縮池；
所述卷式納濾膜組件設置有排入進水調配池的濃水管。
作為本發明第二方面任一技術方案的優選，所述卷式納濾膜組件為一體化設備，膜材質選擇聚酰胺材質，用于硝態氮的深度處理。
作為本發明第二方面任一技術方案的優選，所述卷式納濾膜組件產生的濃水排入到進水調配池中，產生的淡水排入到待排池中。
與現有技術比，本發明的有益效果：本發明提供的一種高鹽高硝態氮廢水脫氮方法及系統，針對鹽濃度在6000～40000mg/L之間，硝態氮濃度在300～1000mg/L之間的高鹽高硝態氮廢水，采用復合微生物菌劑進行處理，通過二級全混態脫氮池運行過程中回流泥水混合物至一級全混態脫氮池中，克服進水波動情況下處理效率不高的問題，并在二級全混態脫氮池后設置脫氣池，克服沉淀池污泥上浮、污泥流失的問題，成功地采用生化法處理高鹽高硝態氮廢水，避免了傳統高鹽高硝態氮廢水處理時使用濃縮蒸發或者稀釋廢水再進行生化處理造成的處理設施龐大、占地面積大、投資成本高、運行費用高等問題，本發明方法更為經濟高效。高鹽高硝態氮廢水經本發明方法處理后，正常情況下可達標排放，進水負荷大等緊急情況下可將沉淀池出水排入卷式納濾膜組件深度脫氮為系統出水把關。通過本發明投加的菌劑和操作參數，改善強化現有微生物群落結構，使之直接通過生化法處理高鹽高硝態氮廢水，相較于傳統方法，耐受鹽分更高，處理硝態氮濃度更高，處理成本降低，見效快，無額外設備投資。
（發明人：陳博之;陳利芳;卞為林;王林剛;仇鑫;單捷;何習寶）
