一種應用于抗生素廢水治理的好氧處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種應用于抗生素廢水治理的好氧處理方法，應用于廢水處理A/O生化系統(tǒng)，該A/O生化系統(tǒng)包括A池、O池、回流裝置及生物沉淀池，本發(fā)明通過在生化系統(tǒng)好氧內(nèi)部建立高效微生物前置A/O脫氮系統(tǒng)，在生化池建立兼氧水解池（A池）和曝氣氧化池（O段），在其中投加高效微生物制劑，并創(chuàng)造最佳環(huán)境不斷擴大培養(yǎng)和馴化。通過強化A池攪拌、O池曝氣，控制硝化液回流及污泥回流比等手段，以連續(xù)流處理方式運行，主要進行氨氮和總氮的去除，同時大量地降解COD，達到降解各類污染物的目的，通過該工藝，各類污染物去除效率高達95%以上。
【專利說明】一種應用于抗生素廢水治理的好氧處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理領域，更具體地說，是涉及一種抗生素類高氨氮、高有機廢水的好氧處理方法。
【背景技術】
[0002]抗生素廢水是工業(yè)廢水中較難處理的一種。該廢水成分復雜，有機物濃度高，溶解性和膠體性固體濃度高，pH值經(jīng)常變化，溫度較高，帶有顏色和氣味，懸浮物含量高，易產(chǎn)生泡沫，含有難降解物質(zhì)和有抑制作用的抗生素等毒性物質(zhì)，屬抗生素類難降解廢水?？紤]到該類廢水的可生化性3 0.3，即B/C比高，可生化性強，最節(jié)能有效的處理方法就是采用微生物處理技術，即厭氧+好氧的生物處理方法。
[0003]高濃度抗生素類有機廢水經(jīng)過混凝沉淀+水解酸化+EGSB厭氧生物處理后，其污染指標 BOD、COD、SS、NH3-N 濃度依然很高，B0D=1000-1500mg/l, C0D=3000_4000mg/l，氨氮=600-800mg/l, SS=400-500mg/l,遠遠不能滿足排放要求,還必須進行好氧生物處理即A/0活性污泥法處理，通過高效微生物對有機污染物的分解，確保污水中污染物能夠進一步被降解消除。
[0004]傳統(tǒng)的好氧生物處理一般有傳統(tǒng)A/0法、SBR法、氧化溝工藝法等泥法及MBR法、接觸氧化法等膜法，但因氨氮過高，硝化反應及反硝化過程不徹底，造成氨氮難以降解，同時自養(yǎng)型細菌及異養(yǎng)型微生物 的相互競爭、優(yōu)勝劣汰作用，使得有效果的微生物優(yōu)勢菌群難以控制，出水指標忽高忽低，嚴重影響了污水處理系統(tǒng)的正常運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種應用于抗生素廢水治理的好氧處理方法，進行氨氮和總氮的去除，同時大量地降解C0D，達到降解各類污染物的目的。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn):
一種應用于抗生素廢水治理的好氧處理方法，應用于廢水處理A/0生化系統(tǒng)，該A/0生化系統(tǒng)包括A池、O池、回流裝置及生物沉淀池，其特征在于，該處理方法包括以下步驟:
(1)建立兼氧水解池:在A池中投加以反硝化細菌為主的高效微生物制劑，并在A池中投加球形載體，讓反硝化細菌附著在其上，懸浮于池中，同時加大攪拌強度，在缺氧環(huán)境中進行培養(yǎng)和馴化；
(2)建立曝氣氧化池:在O池中投加以自養(yǎng)型微生物和異養(yǎng)型微生物為主的高效微生物制劑，并在O池投加粉末活性炭作為載體；
(3)將厭氧出水和未經(jīng)厭氧處理的原水首先收集到調(diào)配池，根據(jù)厭氧處理能力和效果的好壞，通過系統(tǒng)回流水調(diào)配至合理C0D、氨氮范圍內(nèi)，調(diào)配好的廢水進入A/0生化系統(tǒng)的A池進行反硝化脫氮；
(4)在A池中以廢水中有機物作為碳源，進行高強度攪拌，進行反硝化反應，將硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化菌作用下轉化為氮氣；(5)A池出水進入O池，在O池通過微孔爆氣提供足夠的氧，DO為3.0-5.0mg/1,同時通過投加堿液維持PH在7.0-7.5范圍，異養(yǎng)微生物以有機污染物為營養(yǎng)源對有機污染物進行降解、自養(yǎng)型微生物進行硝化反應，O池末端出水的80%通過回流裝置回流到A池進行反硝化脫氮；
(6)回流至A池的硝化液在缺氧條件下進行反硝化，硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化菌作用下轉化成氮氣；
(7)A/0系統(tǒng)出水到生物沉淀池進行沉淀，沉淀下來的高效微生物通過污泥回流管補充到A/0系統(tǒng)，同時將將老化及死去的微生物作為剩余污泥進入污泥處置系統(tǒng)，上清液溢流進入深度治理系統(tǒng)；
在上述方法中，為保證O池里高效微生物的動態(tài)穩(wěn)定平衡，回流污泥和O池原水進水量比例為1: 1，并5~6天進行排泥，SV30為30%~50%。
[0007]其中，O池廢水溫度保持在2(T30°C，SVI為100 ;A池硝化液回流比為4:1，生物沉淀池泥齡為5飛天。
[0008]其中，在步驟(1)中所述球形載體為C 8cm，載體內(nèi)部為腈綸或海綿。
[0009]其中，在步驟(5)中所述投入O池的堿液為濃度為30%的NaOH。
[0010]有益效果:
本發(fā)明通過在生化系統(tǒng)好氧內(nèi)部建立高效微生物前置A/0脫氮系統(tǒng)，在生化池建立兼氧水解池(A池)和曝氣氧化池(O池)，在其中投加高效微生物制劑，并創(chuàng)造最佳環(huán)境不斷擴大培養(yǎng)和馴化。通過強化A池攪拌、O池曝氣，控制硝化液回流及污泥回流比等手段，以連續(xù)流處理方式運行，主要進行氨氮和總氮的去除，同時大量地降解C0D，達到降解各類污染物的目的，通過該工藝，各類污染物去除效率高達95%以上。`【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明中于A/0生化系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]為詳細說明本發(fā)明的技術內(nèi)容、構造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。
[0013]請參考圖1，為本發(fā)明抗生素廢水好氧處理方法應用的A/0生化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括A池、O池、回流裝置、生物沉淀池。
[0014]抗生素廢水好氧處理方法，應用于廢水處理A/0生化系統(tǒng)，該A/0生化系統(tǒng)包括A池、O池、回流裝置及生物沉淀池，該處理方法包括以下步驟:
(I)建立兼氧水解池:在A池中投加以反硝化細菌為主的高效微生物制劑，并在A池中投加球形載體，讓反硝化細菌附著在其上，懸浮于池中，同時加大攪拌強度，在缺氧環(huán)境中進行培養(yǎng)和馴化；在該步驟中，該載體為直徑8cm空心球體，四周穿孔，材質(zhì)為聚乙烯，里面為腈綸或海綿充滿，高效微生物附著在其內(nèi)，形成生物膜，密度達到0.95-0.98kg/L，懸浮于A池中，通過機械攪拌，高效微生物同時發(fā)生短程反硝化，與O池活性炭不同，O池活性炭載體是一種粉末狀木質(zhì)碳，粒度為0.1mm，實心微小顆粒，密度為1.01-1.lkg/L，主要提高微生物絮狀體密實度，加快泥水分離，加大高效微生物沉降速度，減少高效微生物流失，截留高效微生物，同時抑制絲狀菌大面積爆發(fā)的可能；
(2)建立曝氣氧化池:在O池中投加以自養(yǎng)型微生物和異養(yǎng)型微生物為主的高效微生物制劑，并在O池投加粉末活性炭作為載體；
(3)將厭氧出水和未經(jīng)厭氧處理的原水首先收集到調(diào)配池，根據(jù)厭氧處理能力和效果的好壞，通過系統(tǒng)回流水(即好氧系統(tǒng)出水(A/Ο處理后生物沉淀出水))調(diào)配至合理COD、氨氮范圍內(nèi)(COD ( 4000mg/l,氨氮≤500mg/l),目的是以滿足好氧微生物代謝要求，不至于濃度太高成為毒性物質(zhì)，即COD ( 4000mg/l,氨氮≤500mg/l),調(diào)配好的廢水進入A/0生化系統(tǒng)的A池進行反硝化脫氮；這里，因好氧高效微生物的局限性，C0D、氨氮必須控制在一定的范圍內(nèi)即COD ( 4000mg/l,氨氮≤500mg/l,如果太高,必須進行稀釋,如果過低,必須滿足 C (B0D)、N、P 的比例為:100:5:1 ;
(4)在A池中以廢水中有機物作為碳源，進行高強度攪拌，進行反硝化反應，將硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化菌作用下轉化為氮氣；
(5)A池出水進入O池，在O池通過微孔爆氣提供足夠的氧，DO為3.0-5.0mg/1,同時通過投加堿液維持PH在7.0-7.5范圍，異養(yǎng)微生物以有機污染物為營養(yǎng)源對有機污染物進行降解、自養(yǎng)型微生物進行硝化反應，O池末端出水大部分(大概80%左右)通過回流裝置回流到A池進行反硝化脫氮；
(6)回流至A池的硝化液在缺氧條件下進行反硝化，硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化菌作用下轉化成氮氣；
(7)A/0系統(tǒng)出水到生物沉淀池進行沉淀，沉淀下來的高效微生物通過污泥回流管補充到A/0系統(tǒng)，同時將將老化及死去的微生物作為剩余污泥進入污泥處置系統(tǒng)，上清液溢流進入深度治理系統(tǒng)；
在上述方法中，為保證O池里高效微生物的動態(tài)穩(wěn)定平衡，回流污泥和進水量比例為1: 1，并5~6天進行排泥，SV30為30%~50%，這里SV30為污泥沉降比(好氧系統(tǒng)工藝技術指標)，即沉降30分鐘污泥所占體積比。
[0015]本發(fā)明的核心處理技術在于高效微生物的培養(yǎng)和馴化，接種高效微生物菌種，進行培養(yǎng)和馴化，O池培養(yǎng)過程中添加粉末活性炭作為載體，此載體目的是為提高微生物絮狀體密實度，加快泥水分離，減少微生物流失，同時抑制絲狀菌大面積爆發(fā)的可能，與A池球形載體完全不同，A池載體為截留微生物，在A池內(nèi)高強度攪拌下，絮體不被打散，同時形成單個獨立短程反硝化。
[0016]培養(yǎng)馴化好的微生物其特征為:
1、高效微生物本身無毒性、無致病性，不會造成二次污染。
[0017]2、去除廢水中的等量污染物比常規(guī)微生物的速率塊，能力強。因為常規(guī)微生物在高C0D=4000mg/l、高氨氮=500mg/l環(huán)境中，其降解的污染物基本上因其濃度太高定性為毒性物質(zhì)，影響常規(guī)微生物的生存、代謝，甚至會造成污泥解體、污泥上浮及污泥膨脹等各種狀況，根本無法運行，整個系統(tǒng)變黑發(fā)臭、導致崩潰，微生物大面積死亡，系統(tǒng)失敗。
[0018]3、降解氨氮能力強，去除率高可達95%以上，總氮的去除率可達85%。
[0019]4、污泥的泥齡長，因此剩余污泥產(chǎn)量少，是常規(guī)活性污泥的1/10或更少。
[0020]5、污泥沉降性能好，緊密度高，穩(wěn)定性好。
[0021]6、可根據(jù)不同的水質(zhì)選用不同的工藝，工藝選擇靈活，設備簡單，硬件設施投資少，運行費用低，故障率低。
[0022]7、微生物一次性投加，系統(tǒng)調(diào)試完成后無需補加。
[0023]8、耐沖擊負荷高，可以經(jīng)受高濃度氨氮的沖擊。
[0024]A/0系統(tǒng)A池(也叫兼氧水解池):生化池前部分建立兼氧水解池(A池)，在其中投加新型高效微生物制劑，即以反硝化細菌為主的高效菌種，通過調(diào)整其生存環(huán)境:在A池中投加新型球形懸浮填料載體，該球形載體為0 8cm,內(nèi)部為腈綸或海綿，讓容易流失的高效
微生物-------反硝化細菌附著在其上懸浮于池中，同時加大攪拌強度，在缺氧環(huán)境中進
行培養(yǎng)和馴化，既能充分發(fā)揮降解作用，又不致使絮狀體發(fā)生破裂、解體。同時能將高效菌種反硝化細菌進行截留，確保了 A段系統(tǒng)的穩(wěn)定。發(fā)揮反硝化菌在不同環(huán)境下表現(xiàn)不同的特殊屬性，利用廢水中有機物作為碳源進行反硝化，將NO2 —一 Ν、Ν03 —一 N轉化成N2從水中除去。同時通過兼氧水解作用使難降解的大分子有機物分解為小分子的物質(zhì)，提高可生化性，利于后續(xù)CODcr的進一步降解；
A/0系統(tǒng)O池(也叫曝氣氧化池):在生化池后部建立曝氣氧化池(O段)，在其中投加新型高效微生物制劑即自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌為主的高效微生物，通過調(diào)整高效微生物生存環(huán)境:足夠長的停留時間(7d)(即微生物的泥齡為168h)，以粉末活性炭為載體，在充足的溶解氧及豐富的食料(有機物)下將有機污染物進行降解，不發(fā)生污泥膨脹，異養(yǎng)型微生物即好氧微生物在O池里面有游離氧的前提下，以有機污染物作為營養(yǎng)源，對有機污染物進行降解、穩(wěn)定。同時高效微生物一自養(yǎng)型微生物在此進行硝化作用，把NH3氧化成亞硝酸鹽，再氧化成硝酸鹽，發(fā)揮高效微生物在不同環(huán)境下表現(xiàn)不同的特殊屬性，完成硝化過程，把NH3-N轉化成NO2 —一Ν、Ν03 —一N并分解有機物；在硝化的同時去除CODcr。針對廢水氨氮含量高的情況，考慮總氮指標，曝氧池的硝化液和二沉池的污泥用泵回流至兼氧池A池進行反硝化；
在O池里，大量高效微生物(SV30=30-50%)在此發(fā)揮巨大作用，在充足溶解氧(D0=3.0-5.0 mg/1)下大量的降解C0D，并通過硝化菌將含氮物質(zhì)轉化為硝酸氮及亞硝氮。此過程需要大量的氧氣和堿度。所以在此工段必須通過微孔曝氣提供足夠的氧)和通過投加液堿如NaOH維持酸堿平衡，PH維持為7.0-7.5，出水大部分回流到A池進行反硝化脫氮。
[0025]在O池中，溫度T維持在20-30攝氏度，SVI (污泥指數(shù)，Ig干污泥占的比重)=100 ；在A池中，回流硝化液和進水量之比為5:1 ;生物沉淀池中泥齡保持在5飛天左右。
[0026]工藝參數(shù)控制:0池:D0 (溶解氧，污水中氧的含量)=3.0-5.0mg/1，，SV30 (沉降比，沉降30分鐘污泥所占體積比)=30-50%, pH (酸堿)為7.0-7.5，T (溫度)=20_30°C，污泥回流，回流比(回流污泥和進水量)1: 1，A池:硝化液回流，回流比(硝化液和進水量)4:1，二沉池:剩余污泥排放:HRT (泥齡)5-6天。
[0027]A/0系統(tǒng)回流裝置(也叫硝化液回流系統(tǒng)):曝氣氧化池即O池的末端出水通過該回流裝置回流到兼氧水解池A池內(nèi)，目的是把廢水中大量的NO2——Ν、Ν03——N回到兼氧水解池內(nèi)進行反硝化過程，把NO2 —一Ν、Ν03 —一N轉化成N2，從而脫除廢水中的含氮物質(zhì)，達到脫氮的目的；從O池回流至A池的回流硝化液在缺氧條件下反硝化，硝酸鹽及亞硝酸鹽在反硝化菌作用下轉化為氮氣溢入大氣脫氮，放出大量的堿。反硝化過程中，必須足夠的碳源，即有機碳，確保微生物有足夠的營養(yǎng)源，所以厭氧出水必須先進入A段，同時A在缺氧攪拌過程中，也起到兼性水解作用，提高廢水B/C比，產(chǎn)生大量堿度，為O段降解提供有力條件。這里B/C為可生化性指標，當BOD/COD即B/C ( 0.2時為不可生物降解或較難生物降解，B/C=0.2-0.3時可生物降解，B/C≥0.3時為易生物降解。作為一種優(yōu)選方式，A池中硝化液和進水量的回流比為5:1.生物沉淀池:A/0池出水進入為生物沉淀池，在該池內(nèi)，來自O池的混合液中含大量高效微生物的混合液在此進行沉淀、濃縮，同時，為了確保O池里高效微生物的動態(tài)穩(wěn)定平衡，沉淀下來的微生物通過污泥回流管補充到A/Ο系統(tǒng)A段，為確保A/Ο系統(tǒng)有足夠的高效微生物，回流污泥和進水量必須控制在之比1:1左右，并定期(5-6d)排泥，嚴格控制SV30(沉降比)在40%-60%范圍內(nèi)。老化以及多余的微生物及殘渣剩余污泥進入污泥處置系統(tǒng)，上清液流入到下一個工段。[0028]本發(fā)明的新型抗生素廢水好氧處理方法，由于建立了完整的生物鏈，所以具有泥齡長(可達到150 h以上)的特點，由于采用特殊高效微生物接種，并進行培養(yǎng)和馴化的A/O系統(tǒng)能夠使硝化菌和反硝化菌在生物系統(tǒng)中形成優(yōu)勢菌，從而保證較常規(guī)A/0系統(tǒng)有更好、更徹底的脫氮效果，在A池里通過潛水攪拌和懸浮球形載體，創(chuàng)造了最佳條件，確保高效微生物反硝化細菌形成優(yōu)勢菌；在O池通過微孔底曝控制溶氧和粉末活性炭載體防止污泥流失及1:1的污泥回流比確保污泥量，創(chuàng)造了最佳條件，確保了自養(yǎng)型硝化細菌和異養(yǎng)型原生動物、后生動物輪蟲如絲狀菌、鐘蟲、輪蟲等高效微生物的動態(tài)平衡，能夠被微生物降解的各類污染物基本全部去除，最終實現(xiàn)各類污染物的去除率高達95%以上，確保達到國家二級排放標準，可以直接進入到城市污水處理廠，同時也可以進行深度治理系統(tǒng)，做更高一級別的深度化學處理。
[0029]采用本發(fā)明的高效微生物A/0活性污泥法好氧處理工藝對抗生素廢水厭氧處理后出水(COD = 4000mg/l,氨氮f 500mg/l)進行處理,確保了抗生素廢水在經(jīng)過厭氧生物處理后再通過好氧工藝對污染物有一個較全面的去除效果，在好氧生物處理工段使得污染物全面有效去除，出水排放達到國家二級排放標準即各類污染指標為:B0D5 ^ 60mg/l,CODcr ^ 300mg/l，氨氮蘭=50mg/l, SS ^ 100mg/l，色度蘭 80，pH =6.0-9.0。
[0030]以上僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種應用于抗生素廢水治理的好氧處理方法，應用于廢水處理A/ο生化系統(tǒng)，該A/0生化系統(tǒng)包括A池、O池、回流裝置及生物沉淀池，其特征在于，該處理方法包括以下步驟: (1)建立兼氧水解池:在A池中投加以反硝化細菌為主的高效微生物制劑，并在A池中投加球形載體，讓反硝化細菌附著在其上，懸浮于池中，同時加大攪拌強度，在缺氧環(huán)境中進行培養(yǎng)和馴化； (2)建立曝氣氧化池:在O池中投加以自養(yǎng)型微生物和異養(yǎng)型微生物為主的高效微生物制劑，并在O池投加粉末活性炭作為載體； (3)將厭氧出水和未經(jīng)厭氧處理的原水首先收集到調(diào)配池，根據(jù)厭氧處理能力和效果的好壞，通過系統(tǒng)回流水調(diào)配至合理COD、氨氮范圍內(nèi)，調(diào)配好的廢水進入A/Ο生化系統(tǒng)的A池進行反硝化脫氮； (4)在A池中以廢水中有機物作為碳源，進行高強度攪拌，進行反硝化反應，將硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化菌作用下轉化為氮氣； (5)A池出水進入O池，在O池通過微孔爆氣提供足夠的氧，DO為3.0-5.0mg/1,同時通過投加堿液維持PH在7.0-7.5范圍，異養(yǎng)微生物以有機污染物為營養(yǎng)源對有機污染物進行降解、自養(yǎng)型微生物進行硝化反應，O池末端出水的80%通過回流裝置回流到A池進行反硝化脫氮； (6)回流至A池的硝化液在缺氧條件下進行反硝化，硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化菌作用下轉化成氮氣； (7)A/0系統(tǒng)出水到生物沉淀池進行沉淀，沉淀下來的高效微生物通過污泥回流管補充到A/0系統(tǒng)的O池，同時將將老化及死去的微生物作為剩余污泥進入污泥處置系統(tǒng)，上清液溢流進入深度治理系統(tǒng)； 在上述方法中，為保證O池里高 效微生物的動態(tài)穩(wěn)定平衡，回流污泥和進入O池原水的進水量比例為1: 1，并5~6天進行排泥，SV30為30%~50%。
2.根據(jù)權利要求1所述的抗生素廢水好氧處理方法，其特征在于，O池廢水溫度保持在20^30°C, SVI為100 ;A池硝化液回流比為4:1，生物沉淀池泥齡為5飛天。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種應用于抗生素廢水治理的好氧處理方法，其特征在于，在步驟(1)中所述球形載體為C 8cm，載體內(nèi)部為腈綸或海綿。
4.根據(jù)權利要求1所述的抗生素廢水好氧處理方法，其特征在于，在步驟(5)中所述投入O池的堿液為濃度為30%的NaOH。
【文檔編號】C02F3/12GK103508559SQ201310452913
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權日:2013年9月29日
【發(fā)明者】姚武松 申請人:浦城正大生化有限公司