本發(fā)明涉及污水生物脫氮，尤其涉及一種基于菌藻共生體系的污水脫氮方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、城鎮(zhèn)污水（municipal?wastewater）指的是城鎮(zhèn)居民生活污水、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、商業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)及各種公共設(shè)施排水，以及允許排入城鎮(zhèn)污水收集系統(tǒng)的工業(yè)廢水和初期雨水等。這些污水需要經(jīng)過(guò)處理，以去除污染物質(zhì)，然后才能安全地排放或再利用。在城市管理和環(huán)境保護(hù)中，有效處理和管理城鎮(zhèn)污水是非常重要的環(huán)節(jié)。

2、水中氮存在多種形式，包括氨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，其中氨氮是導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化和環(huán)境污染的重要污染物。過(guò)量的氨氮排放會(huì)導(dǎo)致水體溶解氧的大量消耗，促進(jìn)藻類(lèi)和微生物的繁殖，最終形成黑臭水體，破壞水體生態(tài)系統(tǒng)。其他兩種無(wú)機(jī)氮也會(huì)對(duì)水體造成直接或間接的危害，因此，城鎮(zhèn)污水中氮的高效去除至關(guān)重要。而城鎮(zhèn)污水低碳氮比的特點(diǎn)導(dǎo)致其水處理后的總氮很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

3、目前生物處理、物理-化學(xué)處理、高級(jí)氧化處理和膜分離技術(shù)是污水處理的常見(jiàn)方法。其中，生物處理利用生物反應(yīng)器中的微生物將有機(jī)物降解為無(wú)害物質(zhì)，凈化水質(zhì)。常見(jiàn)的生物處理方法包括生物濾池、活性污泥法、生物膜法。物理-化學(xué)處理通常用于去除污水中的懸浮物、沉淀物和重金屬等。高級(jí)氧化處理能將有機(jī)物氧化降解為無(wú)害物質(zhì)，包括臭氧氧化和紫外光氧化等。膜分離技術(shù)利用膜的截留作用去除微生物、膠體和顆粒物，提升水質(zhì)。這些技術(shù)可作為預(yù)處理或強(qiáng)化工藝，提高污水處理效率。

4、但針對(duì)碳氮比的城鎮(zhèn)污水來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的處理方法普遍存在以下不足：（1）碳源不足限制了反硝化細(xì)菌將硝酸鹽還原為氮?dú)獾倪^(guò)程；（2）為了提高脫氮效果，需要消耗大量的氧氣和能量，增加了處理成本；（3）需要采用多種工藝組合，如短程硝化反硝化、同步硝化反硝化、厭氧氨氧化等，以提高脫氮效率；（4）外加碳源可能導(dǎo)致碳源投加不足或過(guò)量，易造成二次污染。這些難點(diǎn)使得低碳氮比污水脫氮成為一個(gè)復(fù)雜且具有挑戰(zhàn)性的過(guò)程。

5、因此，如何克服這些問(wèn)題，提供一種針對(duì)低碳氮比城鎮(zhèn)污水的處理方法，提高低碳氮比城鎮(zhèn)污水的處理效率，降低處理成本，實(shí)現(xiàn)污水中生物質(zhì)的高效回收和污水處理資源化是目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于菌藻共生體系的污水脫氮方法和系統(tǒng)。本發(fā)明以綠球藻和污水處理廠二沉池污泥作為主要原料，進(jìn)行菌藻共生體系的制備，通過(guò)特定的綠球藻培養(yǎng)和活性污泥活化工藝，提高了低碳氮比城鎮(zhèn)污水處理效率，實(shí)現(xiàn)了低碳氮比城鎮(zhèn)污水中生物質(zhì)的高效回收和污水處理資源化，為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供有益的解決方案。

2、本發(fā)明所述基于菌藻共生體系的污水脫氮方法，包括以下步驟：

3、s1、將污泥自然沉降后接種到污水中形成污泥混合液，對(duì)所述污泥混合液進(jìn)行活化處理，得到好氧污泥；

4、s2、將生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期的綠球藻和所述好氧污泥分別離心后按比例混合，得到菌藻共生體系；

5、s3、將所述菌藻共生體系加入污水中，實(shí)現(xiàn)污水脫氮處理。

6、進(jìn)一步地，所述污泥為污水處理廠二沉池污泥。

7、進(jìn)一步地，所述污泥自然沉降時(shí)間為30?min，所述污泥與污水的體積比為1:2。

8、進(jìn)一步地，所述活化處理為曝氣6~24?h，沉淀15~45?min。優(yōu)選的，所述活化處理為曝氣12?h，沉淀30?min。

9、進(jìn)一步地，所述綠球藻保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為cgmcc?no.41189，保藏地址為北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，保藏日期為2024年04月03日，分類(lèi)命名為cladophora?aegagrophila。

10、進(jìn)一步地，所述綠球藻的培養(yǎng)方法如下：

11、將綠球藻培養(yǎng)基高溫滅菌，接種綠球藻后培養(yǎng)至綠球藻生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期。

12、進(jìn)一步地，所述綠球藻培養(yǎng)基為bg11培養(yǎng)基。

13、進(jìn)一步地，所述高溫滅菌溫度為120℃，高溫滅菌時(shí)間為20?min。

14、進(jìn)一步地，所述培養(yǎng)溫度為25℃~30℃，培養(yǎng)時(shí)間為15~20?d，光照強(qiáng)度為5000~8000?lux，光暗比為12?h:12?h。優(yōu)選的，所述培養(yǎng)溫度為25℃，培養(yǎng)時(shí)間為15?d，光照強(qiáng)度為5000?lux。

15、進(jìn)一步地，所述離心速度為5000~8000?r/min，離心時(shí)間為5~15?min，離心次數(shù)為1~3次。優(yōu)選的，所述離心速度為6000?r/min，離心時(shí)間為10?min，離心次數(shù)為2次。

16、進(jìn)一步地，以干重計(jì)，所述綠球藻和活性污泥的重量比為1:(1~10)。優(yōu)選的，以干重計(jì)，所述綠球藻和活性污泥的重量比為1:(1~3)。更優(yōu)選的，以干重計(jì)，所述綠球藻和活性污泥的重量比為1:1。

17、進(jìn)一步地，所述污水碳氮比為1~5。

18、進(jìn)一步地，以干重計(jì)，所述綠球藻和活性污泥與污水的重量體積比為2?g/l。

19、進(jìn)一步地，所述污水脫氮處理在溫度為25℃~30℃，光照強(qiáng)度為5000~8000?lux，光暗比為12?h:12?h的條件下進(jìn)行，處理時(shí)間為3~8?d。優(yōu)選的，所述污水脫氮處理在溫度為25℃，光照強(qiáng)度為5000?lux，光暗比為12?h:12?h的條件下進(jìn)行，處理時(shí)間為5?d。

20、本發(fā)明還提供了一種基于菌藻共生體系的污水脫氮系統(tǒng)，包括實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，進(jìn)水系統(tǒng)，曝氣、光照、沉淀系統(tǒng)，出水系統(tǒng)。

21、所述污水脫氮系統(tǒng)的運(yùn)行方法如下：

22、實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)開(kāi)啟進(jìn)水泵，將進(jìn)水箱中的待處理污水通過(guò)進(jìn)水管輸送到反應(yīng)器進(jìn)水口處，反應(yīng)器進(jìn)水量達(dá)到工作容積時(shí)，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)水泵，進(jìn)水階段結(jié)束；

23、實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)控制開(kāi)啟曝氣裝置和燈管，在反應(yīng)器中進(jìn)行好氧和光合階段氨氮全部去除后實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)關(guān)閉曝氣裝置和燈管，結(jié)束反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的好氧-光合過(guò)程后沉淀；

24、實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)開(kāi)啟出水泵，處理完畢的水經(jīng)出水口通過(guò)出水管輸送到出水箱，當(dāng)排水量達(dá)到反應(yīng)器工作容積的50%后，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)關(guān)閉出水泵，出水階段結(jié)束；

25、根據(jù)實(shí)際需求，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)周期，重復(fù)進(jìn)水，曝氣和光照，沉淀，出水或停止運(yùn)行。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

27、本發(fā)明利用綠球藻和活性污泥的協(xié)同作用，避免大量曝氣設(shè)備的投入和使用，節(jié)省能耗，提高對(duì)低碳氮比城鎮(zhèn)污水中氮的去除效率并降低去除成本。

28、本發(fā)明通過(guò)控制綠球藻和活性污泥的配比，找到了一種高效脫氮的微生物系統(tǒng)，提高低碳氮比城鎮(zhèn)污水處理效率的同時(shí)，促進(jìn)綠球藻富集，實(shí)現(xiàn)了低碳氮比城鎮(zhèn)污水中生物質(zhì)的高效回收和污水處理資源化，為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供有益的解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種基于菌藻共生體系的污水脫氮方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于菌藻共生體系的污水脫氮方法，其特征在于，所述活化處理為曝氣12h，沉淀30min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于菌藻共生體系的污水脫氮方法，其特征在于，所述綠球藻保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為cgmccno.41189。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于菌藻共生體系的污水脫氮方法，其特征在于，所述綠球藻的培養(yǎng)方法如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于菌藻共生體系的污水脫氮方法，其特征在于，所述培養(yǎng)溫度為25℃～30℃，培養(yǎng)時(shí)間為15～20d，光照強(qiáng)度為5000～8000lux，光暗比為12h:12h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于菌藻共生體系的污水脫氮方法，其特征在于，以干重計(jì)，所述綠球藻和活性污泥的重量比為1:(1～10)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于菌藻共生體系的污水脫氮方法，其特征在于，所述污水的碳氮比為1～5。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于菌藻共生體系的污水脫氮方法，其特征在于，以干重計(jì)，所述綠球藻和活性污泥的總重量與污水的體積之比為2g/l。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于菌藻共生體系的污水脫氮方法，其特征在于，所述污水脫氮處理在溫度為25℃～30℃，光照強(qiáng)度為5000～8000lux，光暗比為12h:12h的條件下進(jìn)行，處理時(shí)間為3～8d。

10.一種基于菌藻共生體系的污水脫氮系統(tǒng)，包括實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，進(jìn)水系統(tǒng)，曝氣、光照、沉淀系統(tǒng)，出水系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種基于菌藻共生體系的污水脫氮方法和系統(tǒng)，涉及污水生物脫氮技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的基于菌藻共生體系的污水脫氮方法包括污泥活化處理，菌藻共生體系的制備和污水脫氮處理等步驟，所述污泥為污水處理廠二沉池污泥，污泥活化處理為曝氣和沉淀處理。本發(fā)明以綠球藻和污水處理廠二沉池污泥作為主要原料，進(jìn)行菌藻共生體系的制備，通過(guò)特定的綠球藻培養(yǎng)和活性污泥活化工藝，提高了污水處理效率，降低了污水處理成本，實(shí)現(xiàn)了低碳氮比污水中生物質(zhì)的高效回收和污水處理資源化，為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供有益的解決方案。

技術(shù)研發(fā)人員：崔丹,閆汝,劉卓超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2