一种生物强化活性污泥处理赤泥渗滤液的方法技术

本发明专利技术公开了一种生物强化活性污泥处理赤泥渗滤液的方法，将液体菌剂或固体菌剂和赤泥渗滤液同时加入已稳定运行的SBR反应器，液体菌剂投加量为SBR中赤泥渗滤液总体积的0.1％～0.5％；固体菌剂投加量为SBR中活性污泥MLVSS的2～3％；同时加入速效碳源控制进水COD为200‑400mg/L，加入牛肉膏、蛋白胨补充氮源；SBR整个运行周期包括进水、曝气、沉淀、排水和闲置五个阶段，运行周期内温度控制在25℃～35℃，曝气阶段溶解氧为2.0～2.5mg/L；曝气阶段赤泥渗滤液pH值为6.0～9.0时关闭曝气装置SBR随即进入沉淀阶段。本发明专利技术采用生物强化技术与SBR组合工艺处理赤泥渗滤液，耗时短、效率高、成本低、易工业化应用，处理后赤泥渗滤液可达标排放。

【技术实现步骤摘要】
一种生物强化活性污泥处理赤泥渗滤液的方法
本专利技术涉及污水处理领域，具体涉及一种采用生物强化技术与SBR活性污泥法的组合工艺处理赤泥渗滤液的方法。
技术介绍
采用拜耳法、烧结法或联合法对铝矿石进行冶炼生产氧化铝的过程中会产生强碱性的半固态粉泥状废渣。该废渣富含三价铁离子而呈现红色外观，故称之为赤泥。到2018年底全球赤泥堆存量已接近40亿吨。我国是氧化铝产业大国，每年产生赤泥0.6亿吨左右，全国赤泥堆存量目前已超过4亿吨。赤泥堆存方式主要分为湿式堆存、干式堆存和海洋堆存，我国主要采用前两种堆存方式。湿式堆存是将赤泥泥浆通过管道泵入人工建造的筑坝塘体或天然洼地进行储存，干式堆存是先将赤泥脱水增稠至膏状再运送至堆场层状铺设。由于赤泥具有腐蚀性、盐碱性、放射性、重金属毒性等不良特性，在堆存时会对周边环境带来潜在的环境风险。赤泥的湿式堆存和干式堆存都会产生碱度极高的渗滤液，该废液不能直接排入周边地表或地下水体。目前氧化铝厂将赤泥渗滤液收集后回收利用，或重新泵入堆场顶部待其自然蒸发。但若遭遇极端雨雪等天气，赤泥渗滤液的数量激增，会给赤泥堆场周边区域带来极高的环境风险。因此需对赤泥渗滤液进行有效处理，降低赤泥渗滤液的碱度及毒性离子浓度，使其达标排放，彻底消除赤泥渗滤液的污染风险。赤泥渗滤液属于工业废水，应执行中华人民共和国《污水综合排放标准(GB8978-1996)》。与《污水综合排放标准(GB8978-1996)》中的表4第二类污染物最高允许排放浓度一级标准进行比对，赤泥渗滤液的pH值和氟离子超标，总砷、SS和色度可能超标。《污水综合排放标准(GB8978-1996)》中pH值为6～9，氟离子浓度为10mg/L，总砷为0.5mg/L，SS为70mg/L，色度为50，采用无机酸或有机酸中和法处理赤泥渗滤液时，因赤泥渗滤液碱性极高，pH值普遍超过12.0，会消耗大量无机酸或有机酸，成本难以控制，且酸中和法无法有效去除赤泥中的毒性离子。采用产酸真菌等纯菌株处理赤泥渗滤液时，中和赤泥渗滤所需的菌体培养液的比例过高，难以大规模工业化推广应用，且菌体培养液中碳氮源等有机营养物质浓度控制不佳会导致赤泥渗滤液的COD、BOD、氮素等指标超出废水排放标准。采用曝气中和法处理赤泥渗滤液时，碳酸化中和过程耗时较长，风机耗电成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述现有方法和技术的不足，采用生物强化技术与间歇式活性污泥法(SBR)的组合工艺处理赤泥渗滤液，该方法具有耗时短、效率高、成本低廉、易工业化应用的优点，经此方法处理后赤泥渗滤液可满足《污水综合排放标准(GB8978-1996)》中的一级标准达标排放。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种生物强化活性污泥处理赤泥渗滤液的方法，采用具有曝气、搅拌、进水、排水、排泥功能的SBR反应器处理赤泥渗滤液，SBR反应器预运行时每个周期包括进水、曝气、沉淀、排水和闲置五个阶段，使SBR反应器预运行直到整个活性污泥系统稳定，稳定运行的参数特征为：能够保持连续10个周期或连续10个以上周期系统内MLVSS浓度在3000～5000mg/L，出水COD小于100mg/L；SBR活性污泥系统进入稳定状态后开始通过SBR系统处理赤泥渗滤液，SBR处理赤泥渗滤液时每个周期包括进水、曝气、沉淀、排水和闲置五个阶段，SBR整个运行周期的温度为25℃～35℃，曝气阶段溶解氧为2.0～2.5mg/L；在SBR运行第一个周期的第一个阶段即进水阶段将高效菌剂和赤泥渗滤液同时加入SBR反应器内，并在赤泥渗滤液中添加速效碳源控制进水COD为200-400mg/L，同时在赤泥渗滤液中投加牛肉膏和蛋白胨补充氮源，牛肉膏和蛋白胨的投加量均为赤泥渗滤液质量的0.003％～0.005％；所述的高效菌剂是指液体菌剂或者固体菌剂，其中，液体菌剂投加量为SBR反应器中赤泥渗滤液总体积的0.1％～0.5％；固体菌剂投加量为SBR反应器中活性污泥MLVSS的2～3％；该液体菌剂和固体菌剂中均同时包含黑曲霉、黄曲霉、热带假丝酵母三种菌体；SBR运行时在曝气过程中监测赤泥渗滤液pH值，当pH值为6.0～9.0时迅速关闭曝气装置，SBR随即由曝气阶段进入沉淀阶段，赤泥渗滤液沉淀完之后进入排水阶段，排水之后进入闲置阶段，闲置阶段之后进入下一个SBR运行周期，下一个SBR运行周期进水阶段不再添加高效菌剂；若SBR运行中曝气阶段时间超过48h而赤泥渗滤液pH值无法降至9.0以下，则在SBR反应器中按照前述比例投加液体菌剂或固体菌剂。SBR在运行时可省略闲置阶段。进一步地，SBR系统进水和排水的时间均小于30min，曝气阶段的时间为使赤泥渗滤液pH值降至6.0～9.0的SBR反应器运行时间，沉淀阶段的时间为30～120min，闲置阶段的时间小于240min。进一步地，液体菌剂、固体菌剂按照以下方法制备：将黑曲霉、黄曲霉、热带假丝酵母的孢子或菌丝分别在活化培养基中培养5～7d，培养温度为25～35℃；活化培养基的组成为：蔗糖50～200g/L，NaNO30.1～1.0g/L，KH2PO40.1～1.0g/L，酵母膏1.0～3.0g/L，蛋白胨1.0～3.0g/L，溶剂为去离子水或蒸馏水，在接种前对活化培养基进行灭菌处理；液体菌剂的制备：将培养好菌体的三种活化培养基分别用灭菌后的三层纱布过滤，去除粗渣，得到纯菌菌液，将黑曲霉、黄曲霉和热带假丝酵母的纯菌菌液以5～10:2～3:1～2的比例混合均匀，制得液体菌剂；固体菌剂的制备：将培养好菌体的三种活化培养基去除上清液，保留菌体并将菌体粉碎，在粉碎后的菌体中加入保存液并将保存液与粉碎后的菌体混合均匀，于-60℃冷冻1～2h，然后在-10℃～0℃、120Pa干燥直至水分完全去除、菌体重量不变，制得固体菌剂，将冻干后呈粉末状的固体菌剂放置在2℃～5℃备用。进一步地，制备固体菌剂时所述保存液的投加比例为菌体质量的45％～55％，该保存液是将海藻糖、甘油、甘露醇、葡萄糖、酪蛋白加入去离子水中混合均匀，保存液中各成分所占的重量分数为：海藻糖40％，甘油10％，甘露醇5％，葡萄糖20％，酪蛋白10％；所得保存液使用前在120℃以上灭菌15min。进一步地，进水阶段赤泥渗滤液中添加的速效碳源为葡萄糖或蔗糖。进一步地，当SBR反应器内活性污泥SVI大于300或曝气阶段的时间超过48h而赤泥渗滤液COD无法降至100mg/L以内时，在闲置阶段排泥，排泥量为活性污泥总体积的20％～50％，排泥后加入等体积的新鲜活性污泥。进一步地，当MLVSS值大于5000mg/L时，在闲置阶段排泥，排泥量为使SBR反应器内活性污泥的MLVSS值为3000～5000mg/L，不再添加新鲜活性污泥。借由上述技术方案，本专利技术的优点和有益效果在于：本专利技术采用真菌生物菌剂生物强化SBR活性污泥系统对赤泥渗滤液进行处理。该方法能够避免采用纯活性污泥法时由于赤泥渗滤液碱度过高致使活性污泥易于膨胀及失活的问题，能避免采用纯真菌处理时赤泥渗滤液的COD、BOD和氮素超标问题，同时该方法与化学酸中和法相比环境风险低，与曝气碳酸化中和法相比处理时间短、效率高。在生物菌剂和活性污泥构成的生物强化SBR系统中，活性污泥的菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物强化活性污泥处理赤泥渗滤液的方法，采用具有曝气、搅拌、进水、排水、排泥功能的SBR反应器处理赤泥渗滤液，其特征在于SBR反应器预运行时每个周期包括进水、曝气、沉淀、排水和闲置五个阶段，使SBR反应器预运行直到整个活性污泥系统稳定，稳定运行的参数特征为：能够保持连续10个周期或连续10个以上周期系统内MLVSS浓度在3000～5000mg/L，出水COD小于100mg/L；SBR活性污泥系统进入稳定状态后开始通过SBR系统处理赤泥渗滤液，SBR处理赤泥渗滤液时每个周期包括进水、曝气、沉淀、排水和闲置五个阶段，SBR整个运行周期的温度为25℃～35℃，曝气阶段溶解氧为2.0～2.5mg/L；在SBR运行第一个周期的第一个阶段即进水阶段将高效菌剂和赤泥渗滤液同时加入SBR反应器内，并在赤泥渗滤液中添加速效碳源控制进水COD为200‑400mg/L，同时在赤泥渗滤液中投加牛肉膏和蛋白胨补充氮源，牛肉膏和蛋白胨的投加量均为赤泥渗滤液质量的0.003％～0.005％；所述的高效菌剂是指液体菌剂或者固体菌剂，其中，液体菌剂投加量为SBR反应器中赤泥渗滤液总体积的0.1％～0.5％；固体菌剂投加量为SBR反应器中活性污泥MLVSS的2～3％；该液体菌剂和固体菌剂中均同时包含黑曲霉、黄曲霉、热带假丝酵母三种菌体；SBR运行时在曝气过程中监测赤泥渗滤液pH值，当pH值为6.0～9.0时迅速关闭曝气装置，SBR随即由曝气阶段进入沉淀阶段，赤泥渗滤液沉淀完之后进入排水阶段，排水之后进入闲置阶段，闲置阶段之后进入下一个SBR运行周期，下一个SBR运行周期进水阶段不再添加高效菌剂；若SBR运行中曝气阶段时间超过48h而赤泥渗滤液pH值无法降至9.0以下，则在SBR反应器中按照前述比例投加液体菌剂或固体菌剂。...

【技术特征摘要】
1.一种生物强化活性污泥处理赤泥渗滤液的方法，采用具有曝气、搅拌、进水、排水、排泥功能的SBR反应器处理赤泥渗滤液，其特征在于SBR反应器预运行时每个周期包括进水、曝气、沉淀、排水和闲置五个阶段，使SBR反应器预运行直到整个活性污泥系统稳定，稳定运行的参数特征为：能够保持连续10个周期或连续10个以上周期系统内MLVSS浓度在3000～5000mg/L，出水COD小于100mg/L；SBR活性污泥系统进入稳定状态后开始通过SBR系统处理赤泥渗滤液，SBR处理赤泥渗滤液时每个周期包括进水、曝气、沉淀、排水和闲置五个阶段，SBR整个运行周期的温度为25℃～35℃，曝气阶段溶解氧为2.0～2.5mg/L；在SBR运行第一个周期的第一个阶段即进水阶段将高效菌剂和赤泥渗滤液同时加入SBR反应器内，并在赤泥渗滤液中添加速效碳源控制进水COD为200-400mg/L，同时在赤泥渗滤液中投加牛肉膏和蛋白胨补充氮源，牛肉膏和蛋白胨的投加量均为赤泥渗滤液质量的0.003％～0.005％；所述的高效菌剂是指液体菌剂或者固体菌剂，其中，液体菌剂投加量为SBR反应器中赤泥渗滤液总体积的0.1％～0.5％；固体菌剂投加量为SBR反应器中活性污泥MLVSS的2～3％；该液体菌剂和固体菌剂中均同时包含黑曲霉、黄曲霉、热带假丝酵母三种菌体；SBR运行时在曝气过程中监测赤泥渗滤液pH值，当pH值为6.0～9.0时迅速关闭曝气装置，SBR随即由曝气阶段进入沉淀阶段，赤泥渗滤液沉淀完之后进入排水阶段，排水之后进入闲置阶段，闲置阶段之后进入下一个SBR运行周期，下一个SBR运行周期进水阶段不再添加高效菌剂；若SBR运行中曝气阶段时间超过48h而赤泥渗滤液pH值无法降至9.0以下，则在SBR反应器中按照前述比例投加液体菌剂或固体菌剂。2.如权利要求1所述的生物强化活性污泥处理赤泥渗滤液的方法，其特征在于SBR系统进水和排水的时间均小于30min，曝气阶段的时间为使赤泥渗滤液pH值降至6.0～9.0的SBR反应器运行时间，沉淀阶段的时间为30～120min，闲置阶段的时间小于240min。3.如权利要求1所述的生物强化活性污泥处理赤泥渗滤液...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，曲洋，王小庆，田文杰，石犇，周泓宇，白俞何，赵锦江，孟明亮，张静，袁浩田，岳凌帆，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41