一种基于车载式处理系统微生物处理稀土氨氮废水的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于车载式处理系统利用微生物处理稀土氨氮废水的方法。所述的方法首先将高污染待处理的氨氮废水和光合自异养混合菌液输送至兼氧池中；测定尾水pH值、含氧量和水温后曝气3～5小时之后再持续不断注入待处理的尾水，尾水依次通过溢水孔向厌氧池和好氧池逐级流入；经过好氧池处理的尾水，通过上排出管向外排放。本发明专利技术采用大型或中型平板卡车，具有可移动的特点，可根据尾水处理的地点分散的特点，近距离处理尾水。经处理的尾水，优于国家《稀土工业污染物排放标准》要求。吨处理成本极低，效益极其显著，更便于推广应用。

A method of rare earth ammonia nitrogen wastewater treatment based on vehicle mounted treatment system

【技术实现步骤摘要】
一种基于车载式处理系统微生物处理稀土氨氮废水的方法
本专利技术涉及一种基于车载式处理系统利用微生物处理稀土氨氮废水的方法。
技术介绍
南方离子型稀土是我国宝贵不可再生的重要战略性资源，目前主要采用原地浸矿开采工艺，用硫酸铵为浸矿剂，当矿山开采后存留大量含高浓度氨氮尾水，以及由外渗或雨水带出的废水(以下统称为氨氮废水)，这些氨氮废水长达十几年都会影响当地的地表水质，因而需要高效、安全且经济可行的配套氨氮净化处理技术。当前国内外处理氨氮废水工艺主要有蒸氨法、折点氯法、化学沉淀法、反渗透膜法和生物脱氨法等，其中生物脱氨法成本相对低廉，但因现有菌株对碳源的需求量高，稀土尾水中又几乎不含碳源，需要大量补入糖质碳源，成本非常昂贵而无法在产业中推广应用。另一方面，由于主要采用“原地”浸矿开采工艺，存留和排出的氨氮尾水分散，将分散的氨氮尾水集中处理工程量更大，投入资金多，成本高。因此，氨氮污染造成环境问题成为现今限制我国稀土产业发展的全行业关键性难题。本专利技术将通过分离和选育光合自养型微生物，以空气中的CO2为碳源，以太阳光为能源，大量吸收氨氮并合成有机碳源和菌体供后续的硝化和反硝化微生物生长及脱氨氮，无需任何补糖工艺，最终将稀土采矿污水中的氨氮净化至国家《稀土工业污染物排放标准》(GB26451-2011)要求的15mg/L以下，实现无需外加糖质碳源，使氨氮处理成本根本性降低，为稀土行业健康稳定发展奠定基础。脱氨氮反应机理及参与的微生物类群如下：
技术实现思路
针对现有技术的情况，本专利技术的目的在于提供一种能够长期运行，移动方便，且能够重复使用，有效发挥净水作用的一种基于车载式处理系统微生物处理稀土氨氮废水的方法。为了实现上述的技术目的，本专利技术采用的技术方案为：其包括如下步骤：(1)通过外设水泵将稀土矿区的相对集中的高污染待处理的氨氮废水输送至车载式处理系统兼氧池中，同时通过菌液添加系统将光合自异养混合菌液同步注入兼氧池中。氨氮废水与光合自异养混合菌液的加入量为9：1的体积比。(2)兼氧池注满待处理的氨氮废水与光合自异养混合菌液后，启动车载式处理系统中通气混合装置，对兼氧池中的水体进行持续通气搅动、混匀，同时通气的另一目的补充水体中的溶解氧。(3)通气5～10分钟后，开启车载式处理系统中的监测控制系统，测定兼氧池中水体pH值、含氧量和水温，其中水温在18℃至35℃、含氧量在1.0～2mg/L、pH值大于等于6属于正常范围，符合处理要求。一般待处理氨氮废水水温不会超过30℃。当冬季水温偏低时，监测控制系统启动电加热器以提高水温；通气的流量根据要求的含氧量在1.0～2mg/L范围内进行实时调节；当pH值小于6时，添加石灰水或碳酸氢钠水溶液进行调节。(4)在兼氧池中的水体指标符合要求后，持续通气，持续通气24～100小时，期间测定兼氧池氨氮含量。当兼氧池氨氮含量小于100mg/L时，开始持续不断地向兼氧池注入待处理的氨氮废水，当兼氧池氨氮含量大于等于100mg/L时，延长持续通气的时间直至氨氮含量小于100mg/L。所述的开始持续不断地向兼氧池注入待处理的氨氮废水，每日输送至兼氧池中的待处理氨氮废水量为：式中体积V为处理池的总体积。(5)在持续不断地向兼氧池注入待处理的氨氮废水过程中，兼氧池的水体通过通过兼氧池与厌氧池之间的上溢水孔向厌氧池溢入，当厌氧池也注满后，厌氧池的水体通过厌氧池与好氧池之间的上溢水孔向好氧池溢入。(6)当厌氧池或好氧池有水体进入时，设置在厌氧池和好氧池中的通气混合装置自动启动，对水体进行持续通气搅动，同时控制系统也实时跟踪监测厌氧池水体pH值、氨氮和水温数据、好氧池中水体pH值、氨氮、含氧量和水温数据。上述车载式处理系统每间隔10min监测对应指标数据，并在显示屏上显示。当兼氧池氨氮含量大于等于100mg/L，或厌氧池氨氮含量大于等于50mg/L，或好氧池氨氮含量大于等于15mg/L时，车载式处理系统中的菌液添加系统自动将一单位体积的光合自异养混合菌液注入至相应的处理池中，直至各处理池中的氨氮含量低于设置指标。所述的一单位体积的光合自异养混合菌液，按体积量计为对应处理池的3％。当兼氧池、厌氧池和好氧池尾水pH值小于6.0时，车载式处理系统发出pH调节药剂指令，自动启动pH调节药剂储存罐加药泵向相应的处理池中的水体注入石灰水或碳酸氢钠水溶液以调节pH值。当pH值达到7.0时停止加药。当兼氧池和好氧池含氧量低于1.0mg/l或高于2.0mg/l时，车载式处理系统中的通气混合装置对对应的处理池加大或减少通气量。当兼氧池、厌氧池或好氧池的水温低于18℃时，车载式处理系统发出指令启动电加热器以提高水温。(7)好氧池待处理的氨氮废水，通过好氧池尾水上排出管向外排放达标尾水。(8)当相对集中的高污染待处理的氨氮废水抽取完毕后，关闭待处理的氨氮废水进水水泵，同时启动兼氧池-厌氧池排空抽水泵，将兼氧池中的水体抽入厌氧池，8～24小时抽取完毕。(9)8～24小时后，关闭兼氧池-厌氧池排空抽水泵，同时启动厌氧池-好氧池排空抽水泵，将厌氧池中的水体抽入好氧池，6～18小时抽取完毕。(10)抽取完毕后，停留5～24小时，再打开好氧池尾水清空下阀门将好氧池中的尾水向外排放。经检测，最终处理后的稀土采矿废水中的氨氮含量最低达到4mg/L，最高也仅达到14mg/L，优于国家《稀土工业污染物排放标准》(GB26451-2011)15mg/L的要求。本专利技术所述的光合自异养菌液，由自养菌和异养菌等体积比混合构成。所述的自养菌是指小球藻、栅藻、螺旋藻、紫球藻和红球藻，按照等体积比混合构成。所述的异养菌由红螺菌和绿螺菌组成，按照等体积比混合构成。所述的小球藻、栅藻、紫球藻和红球藻用BG11培养基培养，所述的螺旋藻使用Zarrouk氏培养基培养。所述的红螺菌和绿螺菌等光合菌由下述配方培养：NH4C11.0g，CH3COONa3.5g，MgC120.1g，CaC120.1g，KH2PO40.6g，K2HPO40.4g，酵母膏0.1g，水1000mI，pH7.2。所述的车载式处理系统(一种车载式微生物处理稀土氨氮废水装置，已同日另案申请)，由平板卡车、废水处理池、通气混合装置、菌液添加系统、温控系统、pH调节药剂添加系统和监测控制系统构成，废水处理池、通气混合装置的鼓风机和菌液系统中的菌液罐、pH调节药剂添加系统中pH调节药剂储存罐依序分布在平板卡车的平板式车厢上。通气混合装置、pH调节药剂添加系统、液添加系统分别通过对应的输气管、输液管、输送管与处理池相连。所述的废水处理池分别由兼氧池、厌氧池和好氧池串联构成；兼氧池和厌氧池之间、厌氧池和好氧池之间通过上溢水管以及兼氧池-厌氧池抽水泵、厌氧池-好氧池抽水泵连接。所述的通气混合装置，由鼓风机、输气管和曝气盘或输气孔构成，曝气盘分布于兼氧池、厌氧池，通过曝气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车载式处理系统微生物处理稀土氨氮废水的方法，其特征是：/n其包括如下步骤：/n(1)通过外设水泵将稀土矿区的相对集中的高污染待处理的氨氮废水输送至车载式处理系统兼氧池中，同时通过菌液添加系统将光合自异养混合菌液同步注入兼氧池中；氨氮废水与光合自异养混合菌液的加入量为9：1的体积比；/n(2)兼氧池注满待处理的氨氮废水与光合自异养混合菌液后，启动车载式处理系统中通气混合装置，对兼氧池中的水体进行持续通气搅动混匀；/n(3)通气5～10分钟后，开启车载式处理系统中的监测控制系统，测定兼氧池中水体pH值、含氧量和水温；/n(4)在兼氧池中的水体指标符合要求后，持续通气24～100小时，期间测定兼氧池氨氮含量；当兼氧池氨氮含量小于100mg/L时，开始持续不断地向兼氧池注入待处理的氨氮废水；当兼氧池氨氮含量大于等于100mg/L时，延长持续通气的时间直至氨氮含量小于100mg/L；/n(5)兼氧池的水体通过兼氧池与厌氧池之间的上溢水孔向厌氧池溢入，当厌氧池也注满后，厌氧池的水体通过厌氧池与好氧池之间的上溢水孔向好氧池溢入；/n(6)设置在厌氧池和好氧池中的通气混合装置自动启动，对水体进行持续通气搅动，同时控制系统也实时跟踪监测厌氧池水体pH值、氨氮和水温数据、好氧池中水体pH值、氨氮、含氧量和水温数据；上述车载式处理系统每间隔10min监测对应指标数据，并在显示屏上显示；/n(7)好氧池待处理的氨氮废水，通过好氧池尾水上排出管向外排放达标尾水；/n(8)当相对集中的高污染待处理的氨氮废水抽取完毕后，关闭待处理的氨氮废水进水水泵，同时启动兼氧池-厌氧池排空抽水泵，将兼氧池中的水体抽入厌氧池，8～24小时抽取完毕；/n(9)关闭兼氧池-厌氧池排空抽水泵，同时启动厌氧池-好氧池排空抽水泵，将厌氧池中的水体抽入好氧池，6～18小时抽取完毕；/n(10)停留5～24小时，再打开好氧池尾水清空下阀门将好氧池中的尾水向外排放。/n所述的光合自异养菌液，由自养菌和异养菌等体积比混合构成；所述的自养菌是指小球藻、栅藻、螺旋藻、紫球藻和红球藻，按照等体积比混合构成；所述的异养菌由红螺菌和绿螺菌组成，按照等体积比混合构成。/n所述的车载式处理系统，由平板卡车、废水处理池、通气混合装置、菌液添加系统、温控系统、pH调节药剂添加系统和监测控制系统构成，废水处理池、通气混合装置的鼓风机和菌液系统中的菌液罐、pH调节药剂添加系统中pH调节药剂储存罐依序分布在平板卡车的平板式车厢上；通气混合装置、pH调节药剂添加系统、菌液添加系统分别通过对应的输气管、输液管、输送管与处理池相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于车载式处理系统微生物处理稀土氨氮废水的方法，其特征是：
其包括如下步骤：
(1)通过外设水泵将稀土矿区的相对集中的高污染待处理的氨氮废水输送至车载式处理系统兼氧池中，同时通过菌液添加系统将光合自异养混合菌液同步注入兼氧池中；氨氮废水与光合自异养混合菌液的加入量为9：1的体积比；
(2)兼氧池注满待处理的氨氮废水与光合自异养混合菌液后，启动车载式处理系统中通气混合装置，对兼氧池中的水体进行持续通气搅动混匀；
(3)通气5～10分钟后，开启车载式处理系统中的监测控制系统，测定兼氧池中水体pH值、含氧量和水温；
(4)在兼氧池中的水体指标符合要求后，持续通气24～100小时，期间测定兼氧池氨氮含量；当兼氧池氨氮含量小于100mg/L时，开始持续不断地向兼氧池注入待处理的氨氮废水；当兼氧池氨氮含量大于等于100mg/L时，延长持续通气的时间直至氨氮含量小于100mg/L；
(5)兼氧池的水体通过兼氧池与厌氧池之间的上溢水孔向厌氧池溢入，当厌氧池也注满后，厌氧池的水体通过厌氧池与好氧池之间的上溢水孔向好氧池溢入；
(6)设置在厌氧池和好氧池中的通气混合装置自动启动，对水体进行持续通气搅动，同时控制系统也实时跟踪监测厌氧池水体pH值、氨氮和水温数据、好氧池中水体pH值、氨氮、含氧量和水温数据；上述车载式处理系统每间隔10min监测对应指标数据，并在显示屏上显示；
(7)好氧池待处理的氨氮废水，通过好氧池尾水上排出管向外排放达标尾水；
(8)当相对集中的高污染待处理的氨氮废水抽取完毕后，关闭待处理的氨氮废水进水水泵，同时启动兼氧池-厌氧池排空抽水泵，将兼氧池中的水体抽入厌氧池，8～24小时抽取完毕；
(9)关闭兼氧池-厌氧池排空抽水泵，同时启动厌氧池-好氧池排空抽水泵，将厌氧池中的水体抽入好氧池，6～18小时抽取完毕；
(10)停留5～24小时，再打开好氧池尾水清空下阀门将好氧池中的尾水向外排放。
所述的光合自异养菌液，由自养菌和异养菌等体积比混合构成；所述的自养菌是指小球藻、栅藻、螺旋藻、紫球藻和红球藻，按照等体积比混合构成；所述的异养菌由红螺菌和绿螺菌组成，按照等体积比混合构成。
所述的车载式处理系统，由平板卡车、废水处理池、通气混合装置、菌液添加系统、温控系统、pH调节药剂添加系统和监测控制系统构成，废水处理池、通气混合装置的鼓风机和菌液系统中的菌液罐、pH调节药剂添加系统中pH调节药剂储存罐依序分布在平板卡车的平板式车厢上；通气混合装置、pH调节药剂添加系统、菌液添加系统分别通过对应的输气管、输液管、输送管与处理池相连。


2.根据权利要求1所述的一种基于车载式处理系统微生物处理稀土氨氮废水的方法，其特征是步骤(3)中所述的测定兼氧池中水体pH值、含氧量和水温，具体时间当冬季水温偏低时，监测控制系统启动电加热器以提高水温；通气的流量根据要求的含氧量在1.0～2mg/L范围内进行实时调节；当pH值小于6时，添加石灰水或碳酸氢钠水溶液进行调节。


3.根据权利要求1所述的一种基于车载式处理系统微生物处理稀土氨氮废水的方法，其特征是步骤(4)所述的开始持续不断地向兼氧池注入待处理的氨氮废水，每日输送至兼氧池中的待处理氨氮废水量为：



式中体积V为处理池的总体积。


4.根据权利要求1所述的一种基于车载式处理系统微生物处理稀土氨氮废水的方法，其特征是步骤(6)所述的实时跟踪监测，当兼氧池氨氮含量大于等于100mg/L，或厌氧池氨氮含量大于等于50mg/L，或好氧池氨氮含量大于等于15mg/L时，车载式处理系统中的菌液添加系统自动将一单位体积的光合自异养混合菌液注入至...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明兹，冯鹏，吴钦缘，姚灵丹，陈必链，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建;35