CN112875845A - 一种厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺 - Google Patents

一种厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于市政污水处理、工业废水处理及流域治理技术领域，具体涉及一种厌氧水解联合短程硝化‑同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，更具体涉及一种基于包埋微生物菌群活性填料的污水处理工艺。本发明所述污水处理工艺，将包埋微生物菌群活性填料应用于污水的各阶段处理工艺中，提高了活性微生物的浓度，有效提高各污染物的去除效率，对污染物的设计参数容积负荷可以增加50％‑100％，水力停留时间可以减少33％‑50％，整个工艺可以更高效、稳定的运行。

Description

一种厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污 水处理工艺
技术领域
本发明属于市政污水处理、工业废水处理及流域治理技术领域，具体涉及一种厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，更具体涉及一种基于包埋微生物菌群活性填料的污水处理工艺。
背景技术
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。在废水及污水处理工艺中，短程硝化、同步硝化反硝化工艺是目前污水处理行业的突破性技术，含氮污、废水生物处理中，硝化反应是氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)共同作用完成的，AOB将氨氮氧化成亚硝酸盐氮，NOB将亚氮进一步转化成硝酸盐氮，它可应用在市政污水处理厂建设及提标改造、工业废水处理、乡镇污水处理中。目前，随着全国污水处理领域提标改造工作的进行，污水处理厂改造费用高、可使用的土地短缺的问题给污水处理厂提标改造造成很大的困扰，而提标后面临的污水处理厂运行费用大幅度提高也是目前污水处理行业的重大问题。因此，通过技术改革以减少污水处理厂的提标改造成本，降低污水处理厂的运行成本，在污水处理领域具有重大的意义。
微生物包埋技术的研究在国内及国际上已经有几十年，由于各种原因，此技术一直没有得到突破及很好的应用。包埋法的原理是将微生物细胞截流在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络空间中，通过聚合作用或者离子网络形成、或通过沉淀作用、或改变溶剂、温度、pH值使细胞截流，凝胶聚合物的网络可以阻止细胞的泄漏，同时能让基质渗入和产物扩散出来。包埋法具有操作简单、对细胞活性影响较小、制作的固定化细胞球的强度高的优势。其中，细菌细胞包埋固定化技术可以大幅度提高微生物浓度，常用的包埋材料有：聚乙烯醇(PVA)、琼脂、K-卡拉胶、明胶、海藻酸钠、聚丙烯酰胺、聚氨酯等。在污水处理工艺中，通过包埋方法对细菌细胞进行固定化，可以实现AOB细菌的定性定量投加。
因此，开发适宜的具有更高活性、更高效率的微生物菌群活性包埋填料体系，进而应用于厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，以促进整个工艺更高效、稳定的运行，对于提高废水和污水处理系统的工作效率以及实现污水处理领域提标改造的低成本化，具有积极的意义。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，所述工艺基于具有更高活性、更高效率的包埋微生物菌群活性填料进行处理，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，本发明所述的一种厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，包括如下步骤：
(1)取制备的包埋厌氧菌群的第三包埋微生物菌群活性填料加入至厌氧反应设施中，并选择性加入厌氧活性污泥，进行该阶段污水处理；
(2)取制备的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混合，并添加到短程硝化-同步硝化反硝化反应设施中，并选择性含有亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌菌群的活性污泥，进行该阶段污水处理；
(3)取制备的包埋好氧菌群的第四包埋微生物菌群活性填料加入至好氧反应设施中，并选择性加入好氧活性污泥，进行该阶段污水处理；
(4)联合启动所述短程硝化-同步硝化反硝化反应设施、所述厌氧反应设施及所述好氧反应设施，完成对污水的厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化联合处理。
具体的，所述步骤(2)中，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。
具体的，所述步骤(2)中，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总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％；控制所述反应设施中，所述含有亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌菌群活性污泥的浓度为0-6000mg/l，并且在此反应设施的底部设有曝气装置。
具体的，所述步骤(1)中，所述第三包埋微生物菌群活性填料的加入量占所述厌氧反应设施容积的5-60％；控制所述反应设施中，所述厌氧活性污泥的浓度为0-6000mg/l，并且在此反应设施中设有搅拌装置。
具体的，所述步骤(3)中，所述第四包埋微生物菌群活性填料的加入量占所述好氧反应设施容积的5-60％；控制所述反应设施中，所述好氧活性污泥的浓度为0-6000mg/l，并且在此反应设施的底部设有曝气装置。
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、第三包埋微生物菌群活性填料和第四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。
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、第三包埋微生物菌群活性填料和第四包埋微生物菌群活性填料的制备方法，彼此独立的包括如下步骤：
(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、第三包埋微生物菌群活性填料和第四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。
本发明所述厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化污水处理工艺，将经包埋处理的微生物菌群活性填料应用于污水的各阶段处理工艺中，通过将各阶段工艺反应对应种类的包埋微生物活性填料按照5％-60％的比例添加到对应阶段的反应设施中，不仅使工艺抗冲击负荷能力增强，还大幅度的提高了活性微生物的浓度，可以做到精准高效去除有机污染物、氨氮、总氮的目的，有效提高各污染物的去除效率，提高幅度达到10％-100％，不仅增大了污染物的设计负荷，同时减少水力停留时间，对于新建污水处理厂设计和现有污水处理厂改造，对污染物的设计参数容积负荷可以增加50％-100％，水力停留时间可以减少33％-50％，整个工艺可以更高效、稳定的运行。对于污水处理厂原有工艺而言，可以在不增加构筑物的情况下，通过把原有工艺调整成包埋微生物填料应用于厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化污水处理工艺，从而节省建设成本及提标改造成本，可以达到低成本提标改造的目的。
本发明所述包埋填料，以火山岩粉末、活性炭粉末、硅藻土、PVA胶液、复合生物酶制剂、硫酸镁和硫酸铁为原料，可以实现对多种微生物菌群的包埋处理，在确保整个包埋填料所需强度性能的基础上，通过复合生物酶制剂的加入，有效提高了整个包埋填料的微生物活性，更适宜于废水和污水处理工艺的高效应用，不仅可以提高整个工艺的反应效率，还可以有效降低污水处理的建设成本及运行成本，适宜于工业推广。
具体实施方式
制备例1
在某污水处理设施中，取其短程硝化工艺的含固量5％的活性污泥20公斤，用配置好的氨氮浓度为300mg/L的高氨氮溶液对其进行培养，使亚硝化细菌、硝化细菌得到繁殖和富集。培养富集的反应器中控制PH值为8.0-8.3，溶解氧为0.5-1.0，使其处于亚硝化细菌占优势的反应条件下，从而得到亚硝化细菌占比例高，硝化细菌占比例低的亚硝化细菌、硝化细菌富集混合液。每天换水，培养一个月后，将此细菌混合液经过3次的自然沉淀，去除上清液处理，得到固体含量为5％的亚硝化细菌、硝化细菌浓缩液。
称取粒径小于150目的火山岩粉末5公斤(10％)、粒径小于150目的活性炭粉末5公斤(10％)、硅藻土3.5公斤(7％)、复合生物酶制剂(包括：淀粉酶、纤维素酶和中性蛋白酶，其各种酶组分的比例为1:1:1)0.01公斤(0.2‰)、硫酸镁0.1公斤(2‰)、硫酸铁0.125公斤(2.5‰)，以及制备好的含亚硝化细菌和硝化细菌固体含量为5wt％的混合浓缩液20.5公斤(41％)，将以上各原料放置到容器中，充分搅拌混匀。
称取8公斤PVA加入8公斤水(32％)搅匀后，缓慢加热至100℃，同时连续搅拌，待PVA全部溶化变成胶状混合液后停止搅拌。把得到的PVA胶状溶液放入上述混合好的混合原料中，迅速强烈搅拌到胶状PVA与其它原料充分混匀制备成胶状的物料，把此胶状的物料用设备挤压定型成直径3.5厘米，厚度0.5厘米，圆形中空网格状的填料。把此圆形中空网格状填料放置在饱和硼酸溶液中胶联4.0小时后取出洗净，再把此填料放置在5％的硫酸钠溶液中浸泡4.0小时，取出后洗净，填料制备完成。
制备例2
在某污水处理设施中，取其短程硝化工艺的含固量5％的活性污泥20公斤，用配置好的氨氮浓度为300mg/L的高氨氮溶液对其进行培养，使亚硝化细菌、硝化细菌得到繁殖和富集。培养富集的反应器中控制PH值为8.0-8.3，溶解氧为0.5-1.0，使其处于亚硝化细菌占优势的反应条件下，从而得到亚硝化细菌占比例高，硝化细菌占比例低的亚硝化细菌、硝化细菌富集混合液。每天换水，培养一个月后，将此细菌混合液经过3次的自然沉淀，去除上清液处理，得到固体含量为5％的亚硝化细菌、硝化细菌浓缩液。
称取粒径小于150目的火山岩粉末3.5公斤(7％)、粒径小于150目的活性炭粉末4公斤(8％)、硅藻土5公斤(10％)、复合生物酶治剂0.01公斤(0.2‰)、硫酸镁0.1公斤(2‰)、硫酸铁0.125公斤(2.5‰)，以及制备好的含亚硝化细菌、硝化细菌固体含量5wt％的混合浓缩液20公斤(40％)，将以上各原料放置到容器中，充分搅拌混匀。
称取8.75公斤PVA加入8.75公斤水(35％)搅匀后，缓慢加热至100℃，同时连续搅拌，待PVA全部溶化变成胶状混合液后停止搅拌。把PVA胶状溶液放入上述混合好的混合原料中，迅速强烈搅拌到胶状PVA与其它原料充分混匀制备成胶状的物料，把此胶状的物料用设备挤压定型成直径3.5厘米，厚度0.5厘米，圆形中空网格状的填料。把此中空网格状圆形填料放置在饱和硼酸溶液中胶联4.0小时后取出洗净，再把此填料放置在5％的硫酸钠溶液中浸泡4.0小时，取出后洗净，填料制备完成。
对比制备例1
本对比制备例所述微生物菌群活性填料的制备原料和制备方法同制备例1，其区别仅在于，所述包埋填料中不含有所述复合生物酶制剂。
对比制备例2
本对比制备例所述微生物菌群活性填料的制备原料和制备方法同制备例1，其区别仅在于，所述包埋填料中，取所述PVA胶液为39重量份。
制备例3
厌氧菌群的富集浓缩培养：在污水处理厂A2/O工艺中，取其厌氧池活性污泥，用工业用葡萄糖配制成浓度为2000mg/l的高浓度COD溶液对其进行培养驯化，使厌氧微生物得到迅速繁殖和富集。培养驯化富集的反应器中控制溶解氧为小于0.2mg/l，将此驯化富集后的混合液经过2-3次的自然沉淀，去除上清液，得到固体含量为3％-5％的厌氧微生物菌群浓缩液。
按照制备例1中方案，将得到的所述含所述厌氧菌群的浓缩菌液制备得到所需厌氧菌群包埋活性填料。
制备例4
厌氧菌群的富集浓缩培养：在污水处理厂A2/O工艺中，取其厌氧池活性污泥，用工业用葡萄糖配制成浓度为2000mg/l的高浓度COD溶液对其进行培养驯化，使厌氧微生物得到迅速繁殖和富集。培养驯化富集的反应器中控制溶解氧为小于0.2mg/l，将此驯化富集后的混合液经过2-3次的自然沉淀，去除上清液，得到固体含量为3％-5％的厌氧微生物菌群浓缩液。
按照制备例2中方案，将得到的所述含所述厌氧菌群的浓缩菌液制备得到所需厌氧菌群包埋活性填料。
对比制备例3
本对比制备例所述微生物菌群活性填料的制备原料和制备方法同制备例3，其区别仅在于，所述包埋填料中不含有所述复合生物酶制剂。
对比制备例4
本对比制备例所述微生物菌群活性填料的制备原料和制备方法同制备例3，其区别仅在于，所述包埋填料中，取所述PVA胶液为39重量份。
制备例5
好氧菌群的富集浓缩培养：在污水处理厂A2/O工艺中，取其好氧池活性污泥，用工业用葡萄糖配制成浓度为2000mg/l的高浓度COD溶液对其进行培养驯化，使好氧微生物得到迅速繁殖和富集。培养驯化富集的反应器中控制溶解氧为2.0-3.0mg/l，将此驯化富集后的混合液经过2-3次的自然沉淀，去除上清液，得到固体含量为3％-5％的好氧微生物菌群浓缩液。
按照制备例1中方案，将得到的所述含所述好氧菌群的浓缩菌液制备得到所需好氧菌群包埋活性填料。
制备例6
好氧菌群的富集浓缩培养：在污水处理厂A2/O工艺中，取其好氧池活性污泥，用工业用葡萄糖配制成浓度为2000mg/l的高浓度COD溶液对其进行培养驯化，使好氧微生物得到迅速繁殖和富集。培养驯化富集的反应器中控制溶解氧为2.0-3.0mg/l，将此驯化富集后的混合液经过2-3次的自然沉淀，去除上清液，得到固体含量为3％-5％的好氧微生物菌群浓缩液。
按照制备例2中方案，将得到的所述含所述好氧菌群的浓缩菌液制备得到所需好氧菌群包埋活性填料。
对比制备例5
本对比制备例所述微生物菌群活性填料的制备原料和制备方法同制备例5，其区别仅在于，所述包埋填料中不含有所述复合生物酶制剂。
对比制备例6
本对比制备例所述微生物菌群活性填料的制备原料和制备方法同制备例5，其区别仅在于，所述包埋填料中，所述PVA胶液为39重量份。
制备例7
反硝化菌群的富集浓缩培养：在污水处理厂A2/O工艺中，取其缺氧池活性污泥，用配置好的硝酸盐氮浓度为300mg/l的高硝酸盐氮溶液对其进行培养驯化，使反硝化细菌得到繁殖和富集。培养驯化富集的反应器中控制溶解氧为0.3-0.5mg/l，向培养驯化反应器中补充充足的碳源，使反硝化细菌得以迅速的繁殖富集。将此驯化富集后的混合液经过2-3次的自然沉淀，去除上清液，得到固体含量为3％-5％的反硝化细菌浓缩液。
按照制备例1中方案，将得到的所述含所述反硝化菌群的浓缩菌液制备得到所需包埋反硝化菌群活性填料。
制备例8
反硝化菌群的富集浓缩培养：在污水处理厂A2/O工艺中，取其缺氧池活性污泥，用配置好的硝酸盐氮浓度为300mg/l的高硝酸盐氮溶液对其进行培养驯化，使反硝化细菌得到繁殖和富集。培养驯化富集的反应器中控制溶解氧为0.3-0.5mg/l，向培养驯化反应器中补充充足的碳源，使反硝化细菌得以迅速的繁殖富集。将此驯化富集后的混合液经过2-3次的自然沉淀，去除上清液，得到固体含量为3％-5％的反硝化细菌浓缩液。
按照制备例2中方案，将得到的所述含所述反硝化菌群的浓缩菌液制备得到所需包埋反硝化菌群活性填料。
对比制备例7
本对比制备例所述微生物菌群活性填料的制备原料和制备方法同制备例7，其区别仅在于，所述包埋填料中不含有所述复合生物酶制剂。
对比制备例8
本对比制备例所述微生物菌群活性填料的制备原料和制备方法同制备例7，其区别仅在于，所述包埋填料中，所述PVA胶液为39重量份。
实验例
1、包埋填料效果
准备直径0.3米、高1.0米的有机玻璃实验柱3个，实验柱的底部封闭，并且安装有曝气系统和进水系统，实验柱的近上端0.15米处设有出水装置，进水系统连接有进水计量泵，曝气系统连接有鼓风曝气机，将此三个实验柱分别编号为短程硝化-同步硝化反硝化实验柱(A)、短程硝化-同步硝化反硝化实验柱(B)、短程硝化-同步硝化反硝化实验柱(C)；
把实施例1所得的包埋亚硝化细菌、硝化细菌活性填料和实施例7所得的包埋反硝化菌群活性填料按照1：1的比例混合后，放置在实验柱短程硝化-同步硝化反硝化实验柱(A)中，填料的添加量为实验柱容积的60％。
把对比例1所得的不含混合酶制剂的包埋亚硝化细菌、硝化细菌活性填料和对比例7所得的不含混合酶制剂的包埋反硝化菌群活性填料按照1：1的比例混合后，放置在实验柱短程硝化-同步硝化反硝化实验柱(B)中，填料的添加量为实验柱容积的60％。
把对比例2所得的包埋亚硝化细菌、硝化细菌活性填料和对比例8所得的包埋反硝化菌群活性填料按照1：1的比例混合后，放置在实验柱短程硝化-同步硝化反硝化实验柱(C)中，填料的添加量为实验柱容积的60％。
取某工业园区污水处理厂初沉池出水为试验用水，开启进水泵、曝气装置等启动试验，待调试运行两个月实验装置运行稳定后，开始记录分析实验数据。此试验装置进水CODcr平均为500-520mg/l，氨氮平均为36-38mg/l，总氮平均为50-53mg/l，总磷平均为6mg/l。每个实验装置控制PH值7.4-8.3、溶解氧0.3-1.2mg/l，碱度在300-650mg/l；稳定运行一个月，每个实验装置的水力停留时间都控制在7.5小时，每天记录实验数据，分析实验结果如下表1所示。
表1不同包埋微生物菌群填料实验结果
Figure BDA0002915669230000111
从表1中数据可以看出，本发明中形成的短程硝化-同步硝化反硝化实验柱(A)的去除效果最好，出水CODcr在40-45mg/l，氨氮小于3mg/l，总氮小于10mg/l；短程硝化-同步硝化反硝化实验柱(B)由于没有添加复合生物酶制剂，对蛋白质、淀粉、纤维素长链污染物去除效率不高，同时由于CODcr的可利用效率降低，也影响了氨氮和总氮的去除效果。短程硝化-同步硝化反硝化实验柱(C)由于包埋填料中含量40-60％的PVA胶液为39重量份，添加比例偏高，由于PVA的密封性强，妨碍了包埋微生物的释放及活性，所以，影响了CODcr、氨氮和总氮的降解效率，使此实验柱出水CODcr、氨氮和总氮都偏高。
2、包埋填料联合工艺技术效果
加工一个长6.0米、宽0.8米、高2.0米的碳钢实验装置，分成四格，每个格的尺寸分别是0.37*0.8*2.0米、2.97*0.8*2.0米、1.86*0.8*2.0米、0.8*0.8*2.0米；四格依次是厌氧池、短程硝化-同步硝化反硝化池、好氧池和沉淀池，在厌氧池前安装有进水系统，在短程硝化-同步硝化反硝化池和好氧池内分别安装有曝气系统，在好氧池末端安装有混合液回流系统，回流至短程硝化-同步硝化反硝化池的前端，在沉淀池设有污泥回流系统，回流到厌氧池的前端。进水系统连接有进水计量泵，曝气系统连接有鼓风曝气机。
把制备例3得到的第三包埋微生物菌群活性填料(包埋厌氧菌群活性填料)放到第一格中；把制备例1得到的第一包埋微生物菌群活性填料(包埋亚硝化菌群、硝化菌群活性填料)和制备例7得到的第二包埋微生物菌群活性填料(包埋反硝化菌群活性填料)按照1：1的比例混合后放到第二格中；把制备例5得到的第四包埋微生物菌群活性填料(包埋好氧微生物菌群活性填料)放到第三格中；每个格中包埋微生物菌群活性填料的添加量分别为每个格容积的60％。
取某市政污水处理厂初沉池出水为试验用水(混有部分工业废水)，开启进水泵、曝气装置等启动试验，待调试运行两个月实验装置运行稳定后，开始记录分析实验数据。此试验装置进水CODcr平均为450-520mg/l，氨氮平均为35-38mg/l，总氮平均为45-50mg/l，总磷平均为6mg/l。实验装置稳定运行一个月，分别控制此工艺厌氧池、短程硝化-同步硝化反硝化池及好氧池中的水力停留时间依次为1.0小时、8小时、5.0小时，厌氧水解酸化处理阶段的PH在6.0-8.5，溶解氧在0.1-0.3mg/l；短程硝化、同步硝化反硝化处理段的PH在7.5-8.3，溶解氧在0.5-1.2mg/l；好氧氧化处理段的PH在7.0-8.5，溶解氧在1.0-3.5mg/l，完成对污水的厌氧水解酸化-短程硝化、同步硝化反硝化-好氧氧化联合处理。每天记录实验数据，分析实验结果如下表2所示。
表2包埋菌群填料联合工艺实验效果
目录 CODcr(mg/l) 氨氮(mg/l) 总氮(mg/l) 总磷(mg/l)
原水 450-500 35-38 45-50 6
实验出水 35-40 <1.0 <10 <0.7
从表2数据可以看出，把包埋微生物填料应用到厌氧氧化、短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺中，增大了污染物的容积负荷，减少水力停留时间；精准高效的去除了有机污染物、氨氮、总氮，并且有效提高了各污染物的去除效率。
实施例1
在日处理量100吨的市政污水处理设施中,按照厌氧水解酸化-短程硝化、同步硝化反硝化-好氧氧化工艺设计运行。本实施例所述厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的联合污水处理工艺，包括如下步骤：
(1)取上述制备的包埋厌氧菌群的第三包埋微生物菌群活性填料(制备例3)，按照占所述设备容积量10％的添加量加入至厌氧反应设施中，并且加入含有厌氧菌群的活性污泥，此活性污泥的添加浓度为3000mg/l，进行该阶段污水处理；
(2)按照1：1的质量比取上述制备的包埋亚硝化和硝化细菌的第一包埋微生物菌群活性填料(制备例1)以及包埋反硝化细菌的第二包埋微生物菌群活性填料(制备例7)混合，并按照占所述设备容积量10％的添加量添加到短程硝化、同步硝化反硝化反应设施中，并且加入含有亚硝化细菌、硝化细菌、反硝化细菌菌群的活性污泥，此活性污泥的添加浓度为3000mg/l，进行该阶段污水处理；
(3)取制备的包埋好氧菌群的第四包埋微生物菌群活性填料(制备例5)，按照占所述设备容积量10％的添加量加入至好氧反应设施中，并且加入含有好氧菌群的活性污泥，此活性污泥的添加浓度为3000mg/l，进行该阶段污水处理；
(4)联合启动所述短程硝化-同步硝化反硝化反应设施、所述厌氧反应设施及所述好氧反应设施，启动此厌氧水解、短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化工艺并连续进入市政污水(COD＝350mg/l、氨氮＝35mg/l、总氮＝48mg/l、总磷＝6mg/l)，分别控制上述厌氧水解酸化处理段、短程硝化-同步硝化反硝化处理段及好氧氧化处理段中工艺水力停留时间依次为1.5小时、8小时、4小时，厌氧水解酸化处理阶段的PH在6.0-8.5，溶解氧在0.1-0.3mg/l；短程硝化-同步硝化反硝化处理段的PH在7.5-8.3，溶解氧在0.5-1.2mg/l；好氧氧化处理段的PH在7.0-8.5，溶解氧在1.0-3.5mg/l，完成对污水的厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化联合处理。
本实施例所述工艺调试运行1个月后，进入稳定运行阶段，且连续运行结果显示其整体运行稳定，对废水中COD、氨氮、总氮去除速率高，去除效果好，出水COD<40mg/l、氨氮<1.0mg/l、总氮<10mg/l，做到达标排放。
实施例2
在日处理量10吨的市政污水处理设施中,按照厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化工艺设计运行。本实施例所述厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的联合污水处理工艺，包括如下步骤：
(1)取上述制备的包埋厌氧菌群的第三包埋微生物菌群活性填料(制备例4)，按照占所述设备容积量60％的添加量加入至厌氧反应设施中，进行该阶段污水处理；
(2)按照1：1的质量比取上述制备的包埋亚硝化和硝化细菌的第一包埋微生物菌群活性填料(制备例2)以及包埋反硝化细菌的第二包埋微生物菌群活性填料(制备例8)混合，并按照占所述设备容积量60％的添加量添加到短程硝化-同步硝化反硝化反应设施中，进行该阶段污水处理；
(3)取制备的包埋好氧菌群的第四包埋微生物菌群活性填料(制备例6)，按照占所述设备容积量60％的添加量加入至好氧反应设施中，进行该阶段污水处理；
(4)联合启动所述短程硝化-同步硝化反硝化反应设施、所述厌氧反应设施及所述好氧反应设施，启动此厌氧水解、短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化工艺并连续进入市政污水(COD＝330mg/l、氨氮＝38mg/l、总氮＝50mg/l、总磷＝6mg/l)，分别控制上述厌氧水解酸化处理段、短程硝化-同步硝化反硝化处理段及好氧氧化处理段中工艺水力停留时间依次为1.2小时、7.5小时、5.0小时，厌氧水解酸化处理阶段的PH在6.0-8.5，溶解氧在0.1-0.3mg/l；短程硝化、同步硝化反硝化处理段的PH在7.5-8.3，溶解氧在0.5-1.2mg/l；好氧氧化处理段的PH在7.0-8.5，溶解氧在1.0-3.5mg/l，完成对污水的厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化联合处理。
本实施例所述工艺调试运行1个月后，进入稳定运行阶段，且连续运行结果显示其整体运行稳定，对废水中COD、氨氮、总氮去除速率高，去除效果好，出水COD<40mg/l、氨氮<1.0mg/l、总氮<10mg/l，做到达标排放。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取制备的包埋厌氧菌群的第三包埋微生物菌群活性填料加入至厌氧反应设施中，并选择性加入厌氧活性污泥，进行该阶段污水处理；
(2)取制备的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混合，并添加到短程硝化-同步硝化反硝化反应设施中，并选择性含有亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌菌群的活性污泥，进行该阶段污水处理；
(3)取制备的包埋好氧菌群的第四包埋微生物菌群活性填料加入至好氧反应设施中，并选择性加入好氧活性污泥，进行该阶段污水处理；
(4)联合启动所述短程硝化-同步硝化反硝化反应设施、所述厌氧反应设施及所述好氧反应设施，完成对污水的厌氧水解酸化、短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化联合处理。
2.根据权利要求1所述厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，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。
3.根据权利要求1或2所述厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中：
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总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％；
控制所述反应设施中，所述含有亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌菌群活性污泥的浓度为0-6000mg/l。
4.根据权利要求1-3任一项所述厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中：
所述第三包埋微生物菌群活性填料的加入量占所述厌氧反应设施容积的5-60％；
控制所述反应设施中，所述厌氧活性污泥的浓度为0-6000mg/l。
5.根据权利要求1-4任一项所述厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，其特征在于，所述步骤(3)中：
所述第四包埋微生物菌群活性填料的加入量占所述好氧反应设施容积的5-60％；
控制所述反应设施中，所述好氧活性污泥的浓度为0-6000mg/l。
6.根据权利要求1-5任一项所述厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，其特征在于，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、第三包埋微生物菌群活性填料和第四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％。
7.根据权利要求6所述厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，其特征在于，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。
8.根据权利要求7所述厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，其特征在于，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。
9.根据权利要求6-8任一项所述厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，其特征在于，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、第三包埋微生物菌群活性填料和第四包埋微生物菌群活性填料的制备方法，彼此独立的包括如下步骤：
(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。
10.根据权利要求9所述厌氧水解联合短程硝化-同步硝化反硝化、好氧氧化的污水处理工艺，其特征在于，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、第三包埋微生物菌群活性填料和第四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。
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