一种高盐含油废水生物强化处理装置及工艺

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1.本发明属于废水处理与生物强化领域，具体涉及一种高盐含油废水生物强化处理装置及工艺。
技术背景：
2.高盐含油废水以其较高的盐度和复杂的污染物成分，成为废水处理领域的一大难题。高盐含油废水的处理往往要经过隔油、浮选、混凝沉淀等预处理操作，才可进入二级生化处理，而在大多数情况下，经过这些预处理操作之后废水水质仍无法达到排放标准，因此生化处理不可避免的成为高盐含油废水处理过程中最重要的一部分，也成为国内外学者研究的重点。
3.活性污泥法是废水处理领域最常用的生物方法之一，但只凭借活性污泥法难以将复杂的高盐含油废水处理达标，高盐含油废水中的石油烃类污染物以及cl-、so
42-、na
+
、ca
2+
等盐类物质会严重影响活性污泥微生物的活性，而生物强化技术以其成本低，效果好而被废水处理行业广泛使用，尤其是生物原位强化，通过引入外源菌种或生物促生剂的方式，经土著微生物驯化和代谢激活，强化原有废水处理生化系统功能，或缩短系统生化功能的恢复周期，能有效提升活性污泥系统的去污效果。
4.因此，将生物原位强化技术应用于高盐含油废水处理工艺中，解决出水cod、nh
4-n、tn等难以达标的问题，意义重大。


技术实现要素：

5.针对高盐含油废水中石油类污染物难以降解以及cod、nh4‑ꢀ
n、tn均难以达标的问题，现有方法处理高盐含油废水存在成本高，系统不稳定，难以规模化应用的问题，本发明提供了利用菌剂生物强化技术/结合a2o-mbr工艺深度处理，在实现高效的生物降解的同时有效降低成本，提高系统稳定性。
6.一种高盐含油废水生物强化处理装置，包括沉淀池、厌氧反应池、缺氧反应池、好氧反应池、mbr反应池和储水池，所述沉淀池、厌氧反应池、缺氧反应池、好氧反应池、mbr反应池和储水池顺序连通。
7.进一步的，所述沉淀池与进水泵相接，进水中的颗粒杂质通过重力作用下沉至沉淀池底部连接的储泥装置，实现废水中颗粒物的沉降分离。
8.进一步的，所述厌氧反应池、缺氧反应池、好氧反应池中均设有火山岩-速分球填料，为活性污泥微生物提供良好的生长条件。
9.进一步的，所述厌氧反应池、缺氧反应池、好氧反应池、mbr反应池均配置气泵，气泵与安装在池底的曝气装置相连接，其中厌氧反应池、缺氧反应池使用时间继电器控制气泵的启停时间实现间歇曝气，进而控制厌氧反应池的do在0.2mg/l以内，缺氧反应池的do在0.2～0.5mg/l；好氧反应池、mbr反应池所配置气泵持续工作，使池内 do保持在3～5mg/l；缺氧反应池与mbr反应池间配置蠕动泵进行污泥混合液的回流。
10.进一步的，所述mbr池配备中空纤维膜，中空纤维膜与抽吸泵相连接，提供过滤的推动力。
11.一种高盐含油废水生物强化处理工艺，其采用上述的装置实施，该工艺包括以下步骤：
12.s1，将高盐含油废水引入沉淀池，实现废水的沉降分离；
13.s2，经初步沉降分离后的废水从水质沉淀池上端进入生化处理工艺段，依次经过厌氧反应池、缺氧反应池、好氧反应池完成a2/o生
14.化处理；
15.s3，经生化处理后的废水排入mbr反应池，强化废水的好氧及固液分离处理；固液分离处理后的出水置于储水池中。
16.进一步的，在稳定的高盐含油废水生物强化处理工艺基础上投加混合菌液进行耐盐耐油生物强化。
17.进一步的，所述混合菌液为5株耐盐除油菌株复配验证效果后的菌液，混合菌液与各反应池活性污泥泥水混合液的混合比例为1：10。
18.进一步的，沉淀池的hrt设置为3h；厌氧反应池的hrt设置为 6.5h，并设置间歇曝气条件，定期搅动厌氧活性污泥，维持污泥活性并控制do在0.2mg/l以内；缺氧反应池的hrt设置为6.5h，同样设置间歇曝气条件，在保证活性污泥活性的同时，通过间歇曝气控制do 在0.2～0.5mg/l；好氧反应池的hrt设置为9h，do控制在 3～5mg/l；mbr池的hrt设置7h，do控制在3～5mg/l，缺氧反应池与mbr反应池间配置蠕动泵进行污泥混合液的回流，以实现反硝化脱氮，混合液回流系统的回流比控制在250％。
19.进一步的，好氧反应池与mbr反应池中需要投加碳酸钠溶液调节 ph至7.5～8.0，同时补充硝化细菌进行硝化反应所消耗的碱度。
20.本发明的有益效果是：
21.(1)整套工艺及配套装置采用一体化设计，结构紧凑，便于控制与调整。利用耐盐除油菌株在不同的反应阶段和活性污泥进行组合形成污泥混合物，分别发挥不同的功能，不仅能够提高反应效率，而且能够提高整个系统的抗冲击能力，有助于提高生化系统的稳定性，该方法使用范围广泛、体系稳定性高、处理效果好、运行成本低，强化了高盐含油废水的生物强化处理作用，减少其对环境及生态系统的污染。
22.(2)本发明的高盐含油废水生物强化处理工艺，利用高效混合菌剂和活性污泥混合物进行水质调节、厌氧、缺氧、好氧以及mbr固液分离处理，各个工艺段分别执行其作用，强化cod、nh
4+-n、tn 及石油类污染物的去除，出水cod、nh
4+-n、tn及石油类污染物指标均可达到国家规定的第二类污染物一级排放标准。
附图说明：
23.图1为本发明的结构示意图。
24.图2为本发明的方法流程图。
25.图3为各菌株在不同盐含量下的生长情况示意图。
26.图4为各菌株的石油降解率示意图。
27.其中，图中：
28.1-沉淀池；2-厌氧反应池；3-缺氧反应池；4-好氧反应池；5-mbr 反应池；6-储水池；7-进水泵；8-储泥装置；9-气泵；10-继电器；11
‑ꢀ
曝气装置；12-污泥回流泵；13-中空纤维膜；14-抽吸泵。
具体实施方式：
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例1
31.参考图1，本发明提供了一种高盐含油废水生物强化处理装置，整个装置为一体化设计，包括沉淀池、厌氧反应池、缺氧反应池、好氧反应池、mbr反应池和储水池，所述沉淀池、厌氧反应池、缺氧反应池、好氧反应池、mbr反应池和储水池顺序连通。
32.本实施例中，所述沉淀池与进水泵相接，进水中的颗粒杂质通过重力作用下沉至沉淀池底部连接的储泥装置，实现废水中颗粒物的沉降分离。
33.本实施例中，所述厌氧反应池、缺氧反应池、好氧反应池中均设有火山岩-速分球填料，为活性污泥微生物提供良好的生长条件，提升污染物降解效率。
34.本实施例中，所述厌氧反应池、缺氧反应池、好氧反应池、mbr 反应池均配置气泵，气泵与安装在池底的曝气装置相连接，其中厌氧反应池、缺氧反应池使用时间继电器控制气泵的启停时间实现间歇曝气，进而控制厌氧反应池的do在0.2mg/l以内，缺氧反应池的do 在0.2～0.5mg/l，同时也能起到定期搅拌作用，使活性污泥维持悬浮状态，并与污染物及高效微生物充分混合接触；好氧反应池、mbr反应池所配置气泵持续工作，使池内do保持在3～5mg/l，缺氧反应池与 mbr反应池间配置蠕动泵进行污泥混合液的回流，以实现反硝化脱氮。
35.本实施例中，所述mbr池配备中空纤维膜，中空纤维膜与抽吸泵相连接，提供过滤的推动力，使出水固液得到很好的分离处理，有效去除出水色度、浊度以及ss。
36.实施例2
37.本发明提供了一种高盐含油废水生物强化处理工艺，其采用实施例1的装置实施，该工艺包括以下步骤：
38.s1，将高盐含油废水引入沉淀池，实现废水的沉降分离；
39.s2，经初步沉降分离后的废水从水质沉淀池上端进入生化处理工艺段，依次经过厌氧反应池、缺氧反应池、好氧反应池完成a2/o生化处理；
40.s3，经生化处理后的废水排入mbr反应池，强化废水的好氧及固液分离处理；固液分离处理后的出水置于储水池中。
41.本实施例中，在稳定的高盐含油废水生物强化处理工艺基础上投加混合菌液进行耐盐耐油生物强化。
42.本实施例中，所述高盐含油废水为经过斜板隔油-混凝沉淀预处理后的废水。
43.本实施例中，所述活性污泥为某污水处理厂mbr池活性污泥经过梯度驯化至0.7％盐度的耐盐活性污泥，其驯化过程共分为三个阶段(2000mg/l
→
4500mg/l
→
7000mg/l)，通
过出水cod、nh
4+
‑ꢀ
n、tn的浓度来反应活性污泥的耐盐驯化情况，驯化过程中的水质变化情况见表1。
44.ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(mg/l)
45.[0046][0047]
表1
[0048]
沉淀池的hrt设置为3h；厌氧反应池的hrt设置为6.5h，并设置间歇曝气条件，定期搅动厌氧活性污泥，维持污泥活性并控制do 在0.2mg/l以内；缺氧反应池的hrt设置为6.5h，同样设置间歇曝气条件，在保证活性污泥活性的同时，通过间歇曝气控制do在0.1～0.5mg/l；好氧反应池的hrt设置为9h，do控制在 3～5mg/l；mbr池的hrt设置7h，do控制在3～5mg/l，缺氧反应池与mbr反应池间配置蠕动泵进行污泥混合液的回流，以实现反硝化脱氮，混合液回流系统的回流比控制在250％。
[0049]
本实施例中，所述混合菌液为5株耐盐除油菌株(分别命名为 y1、y2、y3、y4、y7)复配验证效果后的菌液，各菌株的盐耐受程度以及除油效果见图3和4所示，菌株复配结果见表3，混合菌液与各反应池活性污泥泥水混合液的混合比例为1：10。
[0050]
本实施例中，好氧反应池与mbr反应池中需要投加碳酸钠溶液调节ph至7.5～8.0，
同时也能够补充硝化细菌进行硝化反应所消耗的碱度。
[0051]
由于石油类污染物成分复杂，单一菌株生物强化效果差，以试验进水作为本发明耐盐活性污泥及耐盐除油菌的的培养基质，通过正交实验构建菌群以达到最佳生物强化效果，具体方案如下：
[0052]
选取已筛选的5株耐盐除油菌株y1、y2、y3、y4、y7(各菌株的除油效果与的耐盐性见图1)按照不同的配伍，等比例接种构建生物强化高效菌群，一共26种组合。将5种菌株分别接种于lb培养基中活化培养，用无菌水稀释到同样的菌浓度(od600nm＝1.0)，然后在90ml试验用水(添加石油0.1g)中加入的10ml耐盐活性污泥泥水混合液作为对照组，在80ml试验用水(添加石油0.1g)中加入10ml耐盐活性污泥泥水混合液的基础上投加混合菌液10ml作为实验组，混合菌液按表2 制备，将所有样品在180rpm、30℃的摇床中培养2d，最终比较各组样品之间石油含量的变化，结果见表2所示，表2中
“‑”
代表零添加。
[0053][0054]
表2
[0055]
本发明的工作原理：
[0056]
如图1-2所示，首先通过进水泵7将废水引入沉淀池1，经沉淀池沉降分离后的废水沿管路进入生化处理工艺段，首先进入厌氧反应池 2，易降解cod、vfa转化为phb，部分含氮有机物进行氨化；经厌氧处理后废水的进入缺氧反应池3，微生物利用进水中的碳源，将回流污泥泥水混合液内的硝酸盐与亚硝酸盐进行反硝化作用脱氮；经缺氧处理后的废水进入好氧反应池4，进一步降解有机物并初步进行nh
4+
‑ꢀ
n的硝化；经好氧处理后的废水进入mbr
反应池5，进一步完成硝化过程，硝化液通过污泥回流泵12回流至缺氧反应池3，mbr池5内设有中空纤维膜13，中空纤维膜13连通抽吸泵14，提供过滤的推动力，使出水得到很好的固液分离处理，有效去除出水色度、浊度以及ss，出水置于储水池6中，在出水nh
4+-n和tn达标的基础上，投加优选的混合菌液进行生物强化进一步使cod及石油类污染物达标。
[0057]
如图1所示，所诉沉淀池1底部设置储泥装置8，用于储存进水中的颗粒杂质，储泥装置8为可拆卸结构，便于定期清理杂质。
[0058]
如图1所示，所述厌氧反应池2、缺氧反应池3、好氧反应池 4、mbr反应池5均配置气泵9，与池底安置的曝气装置11相连接，其中厌氧反应池2、缺氧反应池3使用继电器10控制气泵的启闭时间实现间歇曝气，进而控制厌氧反应池2的do在0.2mg/l以内，缺氧反应池3的do在0.1～0.5mg/l，同时也能定期搅拌活性污泥维持其活性；好氧反应池4、mbr反应池5所配置气泵9持续工作，使池内do保持在3～5mg/l；通过污泥回流泵12使混合液回流系统的回流比控制在 250％。
[0059]
装置长期运行过程中进出水水质指标见表3与表4。表3为试验进水水质变化范围及排放标准，表4为16d后投菌强化后的试验进水水质变化范围及排放标准。
[0060][0061]
表3
[0062][0063][0064]
表4
[0065]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。