一种基于氧化还原电位调控短程硝化-同步硝化反硝化污水处理工艺的方法及其应用技术

本发明专利技术属于市政污水处理、工业废水处理技术领域，具体涉及一种基于氧化还原电位调控污水处理短程硝化‑同步硝化反硝化工艺的方法，并进一步公开一种联合厌氧水解酸化、短程硝化‑同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺。本发明专利技术所述基于氧化还原电位调控污水处理短程硝化‑同步硝化反硝化工艺的方法，根据在污水生化处理中，通过对短程硝化‑同步硝化反硝化工艺中氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、总氮浓度的监测，通过调节工艺的pH、溶解氧和碱度等参数调节氧化还原电位，使其调控在‑100mv～250mv范围内，从而精准控制该工艺的内部环境条件，确保了短程硝化‑同步硝化反硝化精准、稳定、高效的运行，为该工艺的推广创造了条件。

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化还原电位调控短程硝化-同步硝化反硝化污水处理工艺的方法及其应用
本专利技术属于市政污水处理、工业废水处理及流域治理
，具体涉及一种基于氧化还原电位调控污水处理短程硝化-同步硝化反硝化工艺的方法，并进一步公开一种联合厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化和好氧氧化的污水处理工艺。
技术介绍
目前，对于含有污染物氮的市政污水及工业废水的核心处理方法即为生化处理。常规的生化处理工艺有多种，主要的生化脱氮处理工艺主要包括：短程硝化、同步硝化反硝化、A/O、A2/O、SBR、CAST或MBR，其中，短程硝化、同步硝化反硝化是比较经济、高效的生化脱氮工艺。短程硝化-同步硝化反硝化工艺于1990年首次提出，于1993年取得核心技术的突破，此后，环保行业的技术人员通过多年的努力工作使此技术在应用上得以提高。但是，由于短程硝化中亚硝酸根的不稳定，以及对环境条件及其敏感，影响了该工艺的效率。如何实现短程硝化-同步硝化反硝化工艺的稳定运行是困扰环保工作者的一大难题，也是此工艺直到目前没有全面推广应用的关键。在污水处理系统中，由于污水含有多种离子和有机、无机的化学物质，使得污水系统中并不是单一的氧化还原系统，而是一个氧化还原的混合系统，而氧化还原电位是控制每个氧化还原反应的关键因素。在污水生化处理中，厌氧微生物产甲烷菌的氧化还原电位很低，其次是厌氧微生物水解酸化细菌，兼氧微生物反硝化细菌的氧化还原电位高于厌氧水解酸化细菌低于好氧的亚硝化细菌，好氧硝化细菌和好氧有机物降解菌群氧化还原电位较高。而如何平衡整个工艺的氧化还原电位的控制，使整个短程硝化-同步硝化反硝化工艺在实际工程中得以稳定高效的运行，对此工艺在市政污水及工业废水领域得以大范围推广具有积极的意义。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于氧化还原电位调控污水处理中短程硝化-同步硝化反硝化工艺的方法，以解决现有技术中短程硝化-同步硝化反硝化工艺效率不理想的问题；本专利技术所要解决的第二个技术问题在于提供一种联合厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化和好氧氧化的污水处理工艺，所述工艺处理效率更优、工艺运行稳定性更优。为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种基于氧化还原电位调控污水处理短程硝化-同步硝化反硝化的方法，包括向短程硝化-同步硝化反硝化反应设施中加入活性污泥和包埋微生物菌群活性填料的步骤，以及，调控所述短程硝化-同步硝化反硝化工艺系统的氧化还原电位在-100mv～250mv范围内的步骤；在此条件下，可以使氧化还原电位处于亚硝化细菌和反硝化细菌最适合的范围，从而使短程硝化-同步硝化反硝化稳定高效运行；所述包埋微生物菌群活性填料包括包埋亚硝化和硝化细菌的第一包埋微生物菌群活性填料以及包埋反硝化细菌的第二包埋微生物菌群活性填料的步骤。具体的，所述氧化还原电位的调控步骤是通过调控整个反应系统的pH值、溶解氧和碱度的参数获得，具体调控的数值是通过检测系统中氨氮浓度、亚硝酸氮浓度、硝酸氮浓度、总氮浓度及其相对比例来确定。具体的，所述短程硝化-同步硝化反硝化工艺系统的控制参数包括：PH值7.4-8.3、溶解氧0.3-1.2mg/l，碱度在300-650mg/l。具体的，所述第一包埋微生物菌群活性填料和所述包埋第二微生物菌群活性填料的质量比为1：1。具体的，所述包埋微生物菌群填料的加入量占所述短程硝化、同步硝化反硝化反应设施容积的5-60％；控制所述反应设置中，所述活性污泥的浓度为0-6000mg/l。具体的，所述第一包埋微生物菌群活性填料和第二包埋微生物菌群活性填料彼此独立的包括质量比为52-65wt％：35-48wt％的包埋填料基材与各自对应包埋种类的菌群浓缩液；所述菌群浓缩液中，所含微生物菌群的固体含量为3-5wt％。具体的，所述包埋填料基材包括如下重量份的组分：火山岩粉末7-10重量份、活性炭粉末8-10重量份、硅藻土5-10重量份、含量40-60％的PVA胶液32-35重量份、复合生物酶制剂0.01-0.03重量份、硫酸镁0.1-0.3重量份、硫酸铁0.2-0.3重量份。优选的，所述火山岩粉末和所述活性炭粉末的粒径小于150目。具体的，所述复合生物酶制剂包括淀粉酶、纤维素酶和中性蛋白酶的混合物，优选所述淀粉酶、纤维素酶和中性蛋白酶的质量比为1：1：1。本专利技术还公开了一种制备所需包埋微生物菌群活性填料的方法，包括如下步骤：(1)取选定配比量的所述火山岩粉末、活性炭粉末、硅藻土、复合生物酶制剂、硫酸镁、硫酸铁及菌群浓缩液充分混匀，备用；(2)取PVA加水混合并进行加热，待PVA全部溶化变成胶状溶液后停止，得到所需浓度的PVA胶液；取选定配比量的所述PVA胶液加入至步骤(1)得到的混合原料中，充分混匀得到胶状物料；(3)将得到的胶状物料经挤压定型得到定型填料，并置于饱和硼酸溶液中进行胶联，以及，置于硫酸钠溶液中浸泡，即得。具体的，所述步骤(3)中，所述定型填料的形状包括圆形、球形、方形或圆形中空网格状。优选的，圆形和圆形中空网格状填料直径在1.0cm-5.0cm，厚度0.5cm-3.0cm；球形填料直径在1.0cm-3.5cm；方形填料边长在1.0cm-5.0cm。具体的，所述第一包埋微生物菌群活性填料、第二包埋微生物菌群活性填料的制备方法还包括对待包埋的微生物菌群进行富集培养以制得所需菌群浓缩液的步骤。本专利技术还公开了一种厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化和好氧氧化的联合污水处理工艺，包括对污水进行厌氧水解酸化处理的步骤，短程硝化-同步硝化反硝化处理的步骤，以及好氧氧化处理的步骤；其中，所述短程硝化-同步硝化反硝化处理的步骤按照所述基于氧化还原电位调控污水处理短程硝化-同步硝化反硝化工艺的方法进行处理。具体的，所述厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化和好氧氧化的联合污水处理工艺，还包括对所述厌氧水解酸化处理步骤和/或所述好氧氧化处理步骤进行氧化还原电位控制的步骤；所述厌氧水解酸化处理步骤的控制参数包括：溶解氧为0.1-0.3mg/l，PH为5.5-8.5，厌氧水解酸化工艺系统的氧化还原电位控制在-250mv～-100mv之间；所述好氧氧化处理步骤的控制参数包括：溶解氧为1.0-3.5mg/l，PH为6.0-8.5，好氧氧化工艺系统的氧化还原电位控制在250mv～400mv。本专利技术所述基于氧化还原电位调控污水处理短程硝化-同步硝化反硝化工艺的方法，根据在污水生化处理中，厌氧微生物产甲烷菌的氧化还原电位很低，其次是厌氧微生物水解酸化细菌，兼氧微生物反硝化细菌的氧化还原电位高于厌氧水解酸化细菌低于好氧的亚硝化细菌，好氧硝化细菌和好氧有机物降解菌群氧化还原电位较高的特点，通过对短程硝化-同步硝化反硝化工艺体系中氨氮浓度、亚硝酸氮浓度、硝酸氮浓度、总氮浓度及其相对比例等特征，通过调节体系pH值、溶解氧和碱度的参数调节氧化还原电位的调控至-100mv～250mv范围内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氧化还原电位调控短程硝化-同步硝化反硝化污水处理工艺的方法，其特征在于，包括向短程硝化-同步硝化反硝化反应设施中加入活性污泥和包埋微生物菌群填料的步骤，以及，调控所述短程硝化-同步硝化反硝化工艺系统的氧化还原电位在-100mv～250mv范围内的步骤；/n所述包埋微生物菌群活性填料包括包埋亚硝化和硝化细菌的第一包埋微生物菌群活性填料以及包埋反硝化细菌的第二包埋微生物菌群活性填料的步骤。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于氧化还原电位调控短程硝化-同步硝化反硝化污水处理工艺的方法，其特征在于，包括向短程硝化-同步硝化反硝化反应设施中加入活性污泥和包埋微生物菌群填料的步骤，以及，调控所述短程硝化-同步硝化反硝化工艺系统的氧化还原电位在-100mv～250mv范围内的步骤；
所述包埋微生物菌群活性填料包括包埋亚硝化和硝化细菌的第一包埋微生物菌群活性填料以及包埋反硝化细菌的第二包埋微生物菌群活性填料的步骤。


2.根据权利要求1所述基于氧化还原电位调控短程硝化-同步硝化反硝化污水处理工艺的方法，其特征在于，所述氧化还原电位的调控步骤是通过调控整个反应系统的pH、溶解氧和碱度的参数获得。


3.根据权利要求2所述基于氧化还原电位调控短程硝化-同步硝化反硝化污水处理工艺的方法，其特征在于，所述短程硝化-同步硝化反硝化工艺系统的控制参数包括：PH值7.4-8.3、溶解氧0.3-1.2mg/l，碱度在300-650mg/l。


4.根据权利要求1-3任一项所述基于氧化还原电位调控短程硝化-同步硝化反硝化污水处理工艺的方法，其特征在于，所述第一包埋微生物菌群活性填料和所述第二包埋微生物菌群活性填料的质量比为1：1。


5.根据权利要求1-4任一项所述基于氧化还原电位调控短程硝化-同步硝化反硝化污水处理工艺的方法，其特征在于：
所述包埋微生物菌群活性填料的加入量占所述短程硝化-同步硝化反硝化反应设施容积的5-60％；
控制所述反应设置中，所述活性污泥的浓度为0-6000mg/l。


6.根据权利要求1-5任一项所述基于氧化还原电位调控短程硝化-同步硝化反硝化污水处理工艺的方法，其特征在于，所述第一包埋微生物菌群活性填料和第二包埋微生物菌群活性填料彼此独立的包括质量比为52-65wt％...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐冬梅，
申请(专利权)人：北京美大环洲工程技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11