一种基于高密度生物床的污水处理方法
【专利摘要】本发明提供一种基于高密度生物床的污水处理方法，包括：在生物填料曝气生化环境中持续投加与污水中残留污染物降解相对应的菌株，待所述菌株形成高密度生物床后，通过所述高密度生物床中的酶、微生物氧化及共代谢作用使污水中残留污染物分解氧化。本发明提供的方案解决现有技术中常规生化处理之后无法进一步有效生化处理的技术问题，从而为取代传统的物化处理工艺提供了可能，并为高氨氮废水生物处理提供了有效的解决方案，为企业高氨氮废水的达标排放大幅减轻了负担，大幅减少了污水处理过程中污泥的产量，降低了企业运行成本，同时降低了环境负荷。
【专利说明】
一种基于高密度生物床的污水处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种基于高密度生物床的污水处理方 法。
【背景技术】
[0002] 目前绝大部执行直排的化工企业的污水生化处理之后难于达到直排标准，针对此 情况通常的做法是在生化后端增加一级芬顿氧化工艺、混凝气浮工艺或吸附工艺，从而实 现污水达标排放;这些技术是解决目前生化系统不能满足达标排放的基础上增加一级处 理，这些工艺一般为物化的方法，在一定程度上是解决了污水排放的问题，但这些工艺普遍 存在的问题是运行费用高，并产生固体废物，容易导致二次污染。
[0003] 另外是针对部分企业车间有高氨氮废水存在的企业，对于目前高氨氮废水(NH3-N >300mg/L)通常采用吹脱或加氯的方法，常规的生化处理非常困难，其吹脱主要是通过在碱 性和加热环境中通过向含氨氮废水大量通客气使氨氮与水分离，其产生的氨气进吸收或直 接排放，加氯是根据折点加氯原理实现氨氮去除;该两种方法均为物化发，在去除氨氮过程 中容易导致二次污染，且运行费用极高。即使氨气回收产生的废水或废弃物处理难度极大。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供了一种基于高密度生物床 的污水处理方法，以解决现有技术中常规生化处理之后无法进一步有效生化处理的技术问 题，从而为取代传统的物化处理工艺提供了可能，并为高氨氮废水生物处理提供了有效的 解决方案，为企业高氨氮废水的达标排放大幅减轻了负担，大幅减少了污水处理过程中污 泥的产量，降低了企业运行成本，同时降低了环境负荷。
[0005] 本发明提供的一种基于高密度生物床的污水处理方法，包括：
[0006]在生物填料曝气生化环境中持续投加与污水中残留污染物降解对应的菌株，待所 述菌株形成高密度生物床后，通过所述高密度生物床中的酶、微生物氧化及共代谢作用使 污水中残留污染物分解氧化。
[0007] 所述高密度生物床为菌株形成的有效微生物群落。
[0008] 所述高密度生物床由在复合材料表面富集其特效微生物菌株制成的对微生物菌 有较强的吸附能力，且不被微生物代谢利用的有效微生物群落。
[0009] 高密度生物床中高密度生物载体的表面特性，决定其对微生物菌有较强的吸附能 力，其化学惰性使其具有不被微生物代谢利用等特点。
[0010] 进一步的，所述复合材料包括但不限于材质沥青、尼龙、活性焦、树脂、聚氯乙烯中 的一种或多种制成的复合材料；
[0011] 所述微生物菌株包括但不限于枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、嗜碱乳杆 菌、沼泽红假单胞菌、白腐真菌、嗜盐碱球菌属Natronococuus、产气杆菌、乙基氯假单胞菌、 亚硝化单胞菌（Nitrosomonas)、亚硝化螺菌（Ni-trosospira)、亚硝化球菌 (祖1：1'080(30(^118)、亚硝化叶菌（附-1：1'0 8〇1〇13118)、硝化刺菌（附1：1'0 8口；[11&)、硝化球菌 (Nitrococcus)中的一种或多种。
[0012]进一步的，所述菌株形成高密度生物床的制备过程包括：
[0013] 培养基:清水:待处理的污水为1:2:25:200的比例在溶解氧为2-4mg/L，温度为20-30度，PH在6.5-8.7的环境中激活驯化，驯化后的菌液浓度在10 7-109个/ml;
[0014] 将上述培养好的菌株投加到高密度生物反应床中，其投加根据池容，停留时间及 来水负荷投加菌液；
[0015] 高密度生物床保持水温在25~37°C条件下，控制溶解氧含量在4.0mg/L以上，其PH 控制在7.2-8.9之间进行曝气反应。
[0016] 进一步的，激活驯化的时间为20-24小时。
[0017] 进一步的，所述培养基为:取葡萄糖、氯化按、氯化铁、硫酸镁、氯化钠、碳酸钙和尿 囊素；
[0018] 将上述原料按5:0.1:0.2:0.1:0.1:0.3:0.1的比例混合。
[0019] 进一步的，所述其投加根据池容，停留时间及来水负荷投加菌液，包括：
[0020] 初次投加量为池容的0.1%，停留时间每大于12小时其菌液投加量增加0.05%，最 大投加量为0.5%;
[0021] 达到最大投加量后，后续持续投加量为每去除lkg-COD/天。
[0022]进一步的，所述清水不含杀菌剂。
[0023] 本发明提供的方案，通过在生物填料曝气生化环境中持续投加与污水中残留污染 物降解对应的菌株，待所述菌株形成高密度生物床后，通过所述高密度生物床中的酶、微生 物氧化及共代谢作用使污水中残留污染物分解氧化的步骤，利用高密度生物床这一有极高 孔隙率的高分子负荷材料，通过将具有特殊表面特性的物质，与具有高机械强度高分子材 料的复合，形成兼具表面特性和化学惰性的载体;它的有效表面积达到21000m2/m3，从而在 使用过程中有以下特点：快速形成高活性的生物膜、高效微生物在表面富集浓度高。能有效 吸附降解有毒，难生化污染物，特别是对氨氮去除能力极强，菌种繁殖周期短:投加特效菌 株在36小时开始接种繁殖，细菌数变化如下：
[0024] 12小时之后达到852000个/cm2
[0025] 24小时之后达到2700000个/cm2
[0026] 36小时之后达到5200000个/cm2
[0027] 对比同样的微生物，在其它常规填料上接种达到相同的微生物数量其周期均大于 2周时间。
[0028] 且污染物去除率高：利用本申请提供的高密填料的生物增效技术使生化出水C0D 去除率在50%以上，氛氣去除率在80 %以上，最尚达到98%去除率;而常规的填料COD去除 率在30%以下，氨氮去除在50%以下。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对 本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 本发明一【具体实施方式】，一种基于高密度生物床的污水处理方法，包括：
[0031] 在生物填料曝气生化环境中持续投加与污水中残留污染物降解对应的菌株，待所 述菌株形成高密度生物床后，通过所述高密度生物床中的酶、微生物氧化及共代谢作用使 污水中残留污染物分解氧化。
[0032] 分解氧化的过程包括污水中的残留污染物通过酶或至少一种菌株共同作用使其 污染物分子最终转化为二氧化碳和水；
[0033] 或污水水质中氨氮物质通过消化菌和反硝化菌株共同作用转化为氮气的过程。
[0034] 进一步的，所述高密度生物床为菌株形成的有效微生物群落。
[0035] 进一步的，所述高密度生物床由在复合材料表面富集其特效微生物菌株制成的对 微生物菌有较强的吸附能力，且不被微生物代谢利用的有效微生物群落。
[0036]进一步的，所述复合材料包括但不限于材质沥青、尼龙、活性焦、树脂、聚氯乙烯中 的一种或多种制成的复合材料；
[0037]其中，沥青、尼龙、活性焦、树脂、聚氯乙烯的重量比为:沥青5%、尼龙25%、活性焦 30%、树脂15%、聚氯乙烯25%;该其复合材料的制作工艺为将高温的上述配比的尼龙、树 脂及聚氯乙烯在融化状态与活性焦及沥青混合均匀通过微孔聚氯乙烯发泡塑料后制成的 复合材料。
[0038] 所述微生物菌株包括但不限于枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、嗜碱乳杆 菌、沼泽红假单胞菌、白腐真菌、嗜盐碱球菌属Natronococuus、产气杆菌、乙基氯假单胞菌、 亚硝化单胞菌（Nitrosomonas)、亚硝化螺菌（Ni-trosospira)、亚硝化球菌 (祖1：1'080(30(^118)、亚硝化叶菌（附-1：1'0 8〇1〇13118)、硝化刺菌（附1：1'0 8口；[11&)、硝化球菌 (Nitrococcus)中的一种或多种。
[0039] 其中，其投加的微生物菌株为复合菌株，按枯草芽孢杆菌(5~10% )，植物乳杆菌 (3~5% )，乳酸片球菌(2~3% )，嗜碱乳杆菌(3~5% )，沼泽红假单胞菌(5~10% )，白腐真 菌（12~15% )，嗜盐碱球菌属Natronococuus(l~2%)，产气杆菌(2~3% )，乙基氯假单胞 菌（5~10%)。亚硝化单胞菌(Nitrosomonas) (3~5% )、亚硝化螺菌(Ni-trosospira) (3~ 5% )、亚硝化球菌(Nitrosococcus) (5~7% )、亚硝化叶菌(Ni-trosolobus) (5~6% )、硝化 刺菌(Nitrospina) (5~10% )、硝化球菌(Nitrococcus) (10~15% )的比例混合均勾得到的 复合菌株。
[0040] 进一步的，所述菌株形成高密度生物床的制备过程包括：
[00411 培养基:清水:待处理的污水为1:2:25:200的比例在溶解氧为2-4mg/L，温度为20-30度，PH在6.5-8.7的环境中激活驯化，驯化后的菌液浓度在10 7-109个/ml;优选为108个/ ml。所述清水不含杀菌剂。
[0042]将上述培养好的菌株投加到高密度生物反应床中，其投加根据池容，停留时间及 来水负荷投加菌液；
[0043] 高密度生物床保持水温在25~37°C条件下，控制溶解氧含量在4.0mg/L以上，其PH 控制在7.2-8.9之间进行曝气反应。
[0044] 进一步的，激活驯化的时间为20-24小时，优选为22小时。
[0045] 进一步的，所述培养基为:取葡萄糖、氯化按、氯化铁、硫酸镁、氯化钠、碳酸钙和尿 囊素；
[0046] 将上述原料按5:0.1:0.2:0.1:0.1:0.3:0.1的比例混合。
[0047] 进一步的，所述其投加根据池容，停留时间及来水负荷投加菌液，包括：
[0048]初次投加量为池容的0.1%，停留时间每大于12小时其菌液投加量增加0.05%，最 大投加量为0.5%;
[0049] -应用例子，初次投加量为池容的0.1%，如停留时间每大于12小时其菌液投加量 增加0.05%，停留时间为12小时初次投加量为0.1%，24小时为0.15%，36小时为0.2%，其 最大投加量为0.5%。
[0050] 达到最大投加量后，后续持续投加量为每去除lkg-COD/天。
[0051 ] -应用例子，大投加量为0.5%，后续持续投加量为每去除lkg-COD/天，其每天投 加50L，每去除lkg-NH3_N/天，其每天投加75L菌液。
[0052] 本发明提供的方案，通过在生物填料曝气生化环境中持续投加与污水中残留污染 物降解对应的菌株，待所述菌株形成高密度生物床后，通过所述高密度生物床中的酶、微生 物氧化及共代谢作用使污水中残留污染物分解氧化的步骤，利用高密度生物床这一有极高 孔隙率的高分子负荷材料，通过将具有特殊表面特性的物质，与具有高机械强度高分子材 料的复合，形成兼具表面特性和化学惰性的载体;它的有效表面积达到21000m2/m3，从而在 使用过程中有以下特点：快速形成高活性的生物膜、高效微生物在表面富集浓度高。能有效 吸附降解有毒，难生化污染物，特别是对氨氮去除能力极强，菌种繁殖周期短:投加特效菌 株在36小时开始接种繁殖，细菌数变化如下：
[0053] 12小时之后达到852000个/cm2
[0054] 24小时之后达到2700000个/cm2
[0055] 36小时之后达到5200000个/cm2
[0056] 对比同样的微生物，在其它常规填料上接种达到相同的微生物数量其周期均大于 2周时间。
[0057] 且污染物去除率高：利用本申请提供的高密填料的生物增效技术使生化出水C0D 去除率在50%以上，氛氣去除率在80 %以上，最尚达到98%去除率;而常规的填料COD去除 率在30%以下，氨氮去除在50%以下。
[0058] 本申请相对于现有技术具有以下优点，如表1所示：
[0059] 表 1
[0061] 本申请的技术方案通过特效的生物床富集针对废水污染物特征的微生物菌群，在 形成有效菌群的生物床中高效去除水质中污染物。其具有针对性强，运行效果好，费用低， 运行稳定，无二次污染等特点。
[0062] 以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人 员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、 等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
【主权项】
1. 一种基于高密度生物床的污水处理方法，其特征在于，包括： 在生物填料曝气生化环境中持续投加与污水中残留污染物降解对应的菌株，待所述菌 株形成高密度生物床后，通过所述高密度生物床中的酶、微生物氧化及共代谢作用使污水 中残留污染物分解氧化。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高密度生物床为菌株形成的有效微生物 群落。3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述高密度生物床由在复合材料表面富 集其特效微生物菌株制成的对微生物菌有较强的吸附能力，且不被微生物代谢利用的有效 微生物群落。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述复合材料包括但不限于材质沥青、尼龙、 活性焦、树脂、聚氯乙烯中的一种或多种制成的复合材料； 所述微生物菌株包括但不限于枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、嗜碱乳杆菌、 沼泽红假单胞菌、白腐真菌、嗜盐碱球菌属Natronococuus、产气杆菌、乙基氯假单胞菌、亚 硝化单胞菌(附1：1'0801]1011&8)、亚硝化螺菌(附-1：1'0808。；^&)、亚硝化球菌(附1：1'080〇0〇〇118)、 亚硝化叶菌(附-1：1'08〇1〇13118)、硝化刺菌(附1：1'08口；[仙）、硝化球菌(附1：1'0(30(^118)中的一种 或多种。5. 如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述菌株形成高密度生物床的制备过 程包括： 培养基：清水:待处理的污水为1: 2 : 25 : 200的比例在溶解氧为2-4mg/L，温度为20-30 度，PH在6.5-8.7的环境中激活驯化，驯化后的菌液浓度在107-109个/ml; 将上述培养好的菌株投加到高密度生物反应床中，其投加根据池容，停留时间及来水 负荷投加菌液； 高密度生物床保持水温在25~37°C条件下，控制溶解氧含量在4.0mg/L以上，其PH控制 在7.2-8.9之间进行曝气反应。6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，激活驯化的时间为20-24小时。7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述培养基为:取葡萄糖、氯化按、氯化铁、硫 酸镁、氯化钠、碳酸钙和尿囊素； 将上述原料按5:0.1:0.2:0.1:0.1:0.3:0.1的比例混合。8. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述其投加根据池容，停留时间及来水负荷 投加菌液，包括： 初次投加量为池容的0.1%，停留时间每大于12小时其菌液投加量增加0.05%，最大投 加量为0.5%; 达到最大投加量后，后续持续投加量为每去除lkg-COD/天。9. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述清水不含杀菌剂。
【文档编号】C02F3/34GK106045016SQ201610615622
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】舒孝喜, 温捷
【申请人】北京赛富威环境工程技术有限公司