本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，特別是涉及一種微生物載體與流化床相結(jié)合處理氨氮污水的方法。

背景技術(shù)：

目前生物脫氮包括傳統(tǒng)生物脫氮工藝(如sbr及其變形工藝、a/o、a²/o及其變形工藝、接觸氧化等)、mbr脫氮工藝以及短程硝化反硝化工藝、厭氧氨氧化工藝等。

a/o、a²/o(及其變形工藝)工藝(指通常的厭氧/好氧工藝,另一類是缺氧/好氧工藝.厭氧狀態(tài)和缺氧狀態(tài)之間存在著根本的差別:在厭氧狀態(tài)下既無分子態(tài)氧,也沒有化合態(tài)氧,而在缺氧狀態(tài)下則存在微量的分子態(tài)氧(do濃度<0.5mg/l),同時還存在化合態(tài)的氧)，具有流程簡單、出水殘留有機(jī)物低等優(yōu)點(diǎn)，但其反硝化效率受到硝化液回流比的限制，其總氮脫除效率一般為60％～80％；sbr系統(tǒng)具有很大的靈活性，硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)可在同一sbr池內(nèi)實(shí)現(xiàn)，通過調(diào)整運(yùn)行方式，可以得到較好的脫氮效果。但此類基于活性污泥法的生物脫氮工藝仍存在著系統(tǒng)單位容積微生物量較少、硝化細(xì)菌易流失、系統(tǒng)容積及占地均較大、抗沖擊能力弱、剩余污泥量大等不足。

mbr工藝?yán)贸瑸V膜的運(yùn)用，系統(tǒng)中mlss(混合液污泥濃度，它表示的是在曝氣池單位容積混合液內(nèi)所含有的活性污泥固體物)可達(dá)8000～15000mg/l，因而裝置占地面積大大減小，土建投資降低，并可為出水回用創(chuàng)造有利條件。然而，該工藝存在著一次性投資大、運(yùn)行成本高、管理復(fù)雜及膜污染問題，限制著該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述生物脫氮技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是，提供一種高效硝化菌載體結(jié)合高供氧條件下的微生物載體與流化床相結(jié)合處理氨氮污水的方法；本發(fā)明還提供一種運(yùn)行費(fèi)用低、產(chǎn)泥量少、運(yùn)行管理方便的處理氨氮污水的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種微生物載體與流化床相結(jié)合處理氨氮污水的方法，采用硝化或與反硝化菌載體，將水池(5)中待處理的高氨氮污水通過水泵(6)泵入循環(huán)流化床(1)的底部，污水以向上流動的方式在反應(yīng)器內(nèi)運(yùn)行，反應(yīng)器內(nèi)放入硝化菌載體(2)作為填料，污水在循環(huán)流化床(1)內(nèi)停留時間為5～12小時，使污水中的氨氮被硝化菌載體通過硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮去除，處理后的水從循環(huán)流化床(1)上部排出。

所述的硝化菌載體由聚乙烯醇、海藻酸鈉、二氧化硅、硼酸、三氧化二鋁、碳酸氫鈉、硝化菌和水按照一定的比例制作而成，聚乙烯醇、海藻酸鈉、二氧化硅與水按質(zhì)量比為5～8：0.3～0.6：0.4～0.8：100加熱攪拌均勻，然后冷卻至45℃以下，加入質(zhì)量百分比為1％～5％的硝化菌后造粒，在由硼酸、三氧化二鋁與水按質(zhì)量比為10～15：0.5～1：250配制的固定液(用碳酸氫鈉將其ph調(diào)至4)中固定12h以上即得硝化菌載體。能夠以亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮作氮源。載體顆粒內(nèi)會形成硝化菌在外層(好氧)、反硝化菌(厭氧)在內(nèi)層、中間層二者共存的現(xiàn)象，為同步硝化反硝化反應(yīng)提供了條件。

“聚乙烯醇”實(shí)際可為“聚乙烯醇、殼聚糖、活性炭”中的一種或幾種，其中，“聚乙烯醇”、“殼聚糖”是必須的一種或兩種，活性炭可加可不加，其目的是改善載體孔徑結(jié)構(gòu)，投加量0.5％以內(nèi)。“聚乙烯醇”、“殼聚糖”總量為5～8％。

在以上流程中，硝化菌載體(2)在循環(huán)流化床(1)的投加量為5～50％(占循環(huán)流化床內(nèi)部有效體積)，硝化菌載體(2)粒徑為2-5mm；循環(huán)流化床(1)底部設(shè)有曝氣頭，通過風(fēng)機(jī)(4)接到曝氣裝置(3)，并控制do為4～8mg/l，曝氣裝置(3)是微孔曝氣管，或是能夠使系統(tǒng)do處于4～8mg/l且使硝化菌載體(2)處于流動狀體的其它形式的曝氣器。載體顆粒內(nèi)會形成硝化菌在外層(好氧)、反硝化菌(厭氧)在內(nèi)層、中間層二者共存的現(xiàn)象，為同步硝化反硝化反應(yīng)提供了條件。

上述處理后的水通過出水管(7)流入到一反硝化池(8)，通過反硝化反應(yīng)將亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)馊コ?/p>

為了實(shí)現(xiàn)去除氨氮廢水的目的，將待處理的高氨氮污水泵入以上述硝化菌(或與反硝化菌)載體為填料的循環(huán)流化床反應(yīng)器底部，污水以向上流動的方式在反應(yīng)器內(nèi)運(yùn)行，污水在內(nèi)循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)停留時間為5～12小時，使污水中的氨氮被硝化菌(或與反硝化菌)載體通過硝化反應(yīng)(或與反硝化)轉(zhuǎn)化成亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮、氮?dú)馊コ?，處理后的水從流化床反?yīng)器上部排出。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：(1)包埋微生物載體技術(shù)使微生物尤其是氨氧化細(xì)菌、硝化細(xì)菌保存在固定化載體內(nèi)，可增加其在生化系統(tǒng)中的固體停留時間。此外，生物流化床技術(shù)具有比表面積大、接觸均勻、傳質(zhì)速度快、壓損低等優(yōu)點(diǎn)，能夠提高微生物載體對污水中污染物的去除效率。(2)微生物載體在球體表面處于好氧狀態(tài)，在球體內(nèi)部處于缺氧狀態(tài)，菌體在同一個容器內(nèi)處于好氧、缺氧狀態(tài)，有利于形成短程硝化-反硝化效果，提高系統(tǒng)的脫氮效果及速率。(3)微生物菌種在固定化球體中生長、自身消耗，剩余污泥排放量很少，有利于緩解污泥處理難題。同時因載體顆粒內(nèi)會形成硝化菌在外層(好氧)、反硝化菌(厭氧)在內(nèi)層、中間層二者共存的現(xiàn)象，為同步硝化反硝化反應(yīng)提供了條件。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種微生物載體與流化床相結(jié)合處理氨氮污水的方法的工藝流程圖；

圖2流化床俯視圖；

附圖中：(1)循環(huán)流化床；(2)硝化菌載體；(3)曝氣裝置；(4)固風(fēng)機(jī)；(5)水池；(6)水泵；(7)出水管；(8)反硝化池；(9)濾帽。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參閱圖1，本發(fā)明具體實(shí)施方式如下：

一種微生物載體與流化床相結(jié)合處理氨氮污水的方法，將水池(5)中待處理的高氨氮污水通過水泵(6)泵入循環(huán)流化床(1)的底部，污水以向上流動的方式在反應(yīng)器內(nèi)運(yùn)行，反應(yīng)器內(nèi)放入硝化菌載體(2)作為填料，污水在循環(huán)流化床(1)內(nèi)停留時間為5～12小時，使污水中的氨氮被硝化菌載體通過硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮去除，處理后的水從循環(huán)流化床(1)上部排出。更進(jìn)一步地，上述處理后的水通過出水管(7)流入到一反硝化池(8)，通過反硝化反應(yīng)將亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)馊コ?。其中，循環(huán)流化床的沉淀區(qū)設(shè)有一圈載體過濾裝置，可以是由濾帽、濾板等組成的具備一定過濾功能的裝置，其過濾孔徑在2mm以下。

在以上流程中，硝化菌載體(2)在循環(huán)流化床(1)的投加量為5～50％，硝化菌載體(2)粒徑為2-5mm；循環(huán)流化床(1)通過風(fēng)機(jī)(4)曝氣，并控制do為4～8mg/l，曝氣裝置(3)可以是微孔曝氣管，也可以是能夠使系統(tǒng)do處于4～8mg/l且使硝化菌載體(2)處于流動狀體的其它形式的曝氣器。

一種球狀微生物載體的制備方法，設(shè)有膠體溶解單元通過加熱將微生物載體物質(zhì)溶解成膠體；后道的菌膠混合單元將微生物菌體與膠體混合均勻；菌膠混合液通過液滴造粒器形成均勻的球狀液滴滴入固定化溶液中；固定化溶液將菌膠液滴聚合凝膠化成固體球狀微生物載體。

所述的載體物質(zhì)為聚乙烯醇、海藻酸鈉、二氧化硅、水，聚乙烯醇、海藻酸鈉、二氧化硅與水的質(zhì)量比為5～8：0.3～0.6：0.4～0.8：100。

所述的固定化溶液含有硼酸、三氧化二鋁、碳酸氫鈉，硼酸、三氧化二鋁與水的質(zhì)量比為10～15：0.5～1：250。碳酸氫鈉調(diào)節(jié)固定液的ph值，使固定液的ph處于3-5。

所述的液滴造粒器底部均勻開孔，孔徑1mm～10mm，內(nèi)置旋轉(zhuǎn)刮泥板。旋轉(zhuǎn)刮泥板貼近造粒器底部均勻開孔面，通過旋轉(zhuǎn)的方式將微生物菌體與膠體混合均勻混和物從開孔中切斷擠出。尤其是適用于3mm～8mm粒徑的造粒。

為了更清楚地說明本發(fā)明的效果，申請人進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，具體實(shí)施例如下：

本發(fā)明中的硝化菌載體，是由聚乙烯醇、海藻酸鈉、二氧化硅、硼酸、三氧化二鋁、碳酸氫鈉、硝化菌和水制作而成。其中，聚乙烯醇、海藻酸鈉、二氧化硅與水按質(zhì)量比為5～8：0.3～0.6：0.4～0.8：100加熱攪拌均勻，然后冷卻至45℃以下，加入1～5kg硝化菌，混合均勻后通過液滴造粒器滴入固定液中成球狀載體，固定液中硼酸、三氧化二鋁與水按質(zhì)量比為10～15：0.5～1：250混合均勻直至完全溶解，再用碳酸氫鈉將其ph調(diào)至4。最后將球狀載體與固定液置于0～15℃下固定12h以上，即得硝化菌載體。具體實(shí)施例如下：

表1硝化菌載體配方

在投加硝化菌載體的反應(yīng)器中，硝化菌載體首先進(jìn)行硝化反應(yīng)，將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮。反應(yīng)運(yùn)行一段時間后，載體顆粒內(nèi)會形成硝化菌在外層(好氧)、反硝化菌(厭氧)在內(nèi)層、中間層二者共存的現(xiàn)象，為同步硝化反硝化反應(yīng)提供了條件。因此，該系統(tǒng)內(nèi)的氨氮去除率較高。

將硝化菌載體應(yīng)用于本發(fā)明中，具體實(shí)施例如下：

實(shí)施例6：配制500ml氨氮濃度為300mg/l的溶液，置于500ml的量筒中，底部放置一個曝氣頭，投加質(zhì)量比為20％的實(shí)施例1，控制do為4～5mg/l，水溫為20℃，8h后停止曝氣，取上清液進(jìn)行檢測分析。

實(shí)施例7：配制500ml氨氮濃度為300mg/l的溶液，置于500ml的量筒中，底部放置一個曝氣頭，投加質(zhì)量比為20％的實(shí)施例3，控制do為4～5mg/l，水溫為20℃，8h后停止曝氣，取上清液進(jìn)行檢測分析。

實(shí)施例8：配制500ml氨氮濃度為300mg/l的溶液，置于500ml的量筒中，底部放置一個曝氣頭，投加質(zhì)量比為20％的實(shí)施例5，控制do為4～5mg/l，水溫為20℃，8h后停止曝氣，取上清液進(jìn)行檢測分析。

實(shí)施例9：配制500ml氨氮濃度為300mg/l的溶液，置于500ml的量筒中，底部放置一個曝氣頭，投加質(zhì)量比為10％的實(shí)施例3，控制do為4～5mg/l，水溫為20℃，8h后停止曝氣，取上清液進(jìn)行檢測分析。

實(shí)施例10：配制500ml氨氮濃度為300mg/l的溶液，置于500ml的量筒中，底部放置一個曝氣頭，投加質(zhì)量比為40％的實(shí)施例3，控制do為4～5mg/l，水溫為20℃，8h后停止曝氣，取上清液進(jìn)行檢測分析。

實(shí)施例11：配制500ml氨氮濃度為300mg/l的溶液，置于500ml的量筒中，底部放置一個曝氣頭，不投加硝化菌載體作為對照組，控制do為4～5mg/l，水溫為20℃，8h后停止曝氣，取上清液進(jìn)行檢測分析。

對比分析結(jié)果見表2所示。

表2硝化菌載體應(yīng)用于氨氮污水處理的對比情況表

實(shí)施例11不投加硝化菌載體，配制的300mg/l的氨氮在曝氣的條件下降低了9％，而實(shí)施例6～實(shí)施例10降低了78％～92％，硝化菌載體對氨氮的去除率明顯提高，且其對氨氮的去除率與載體內(nèi)包裹硝化菌的量有關(guān)，硝化菌的量越多，對氨氮的去除率越高，隨著氨氮的逐漸降低，去除同等質(zhì)量氨氮所需的硝化菌的量也越高。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)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(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。