本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高污水中氮類污染物去除效果的方法。

背景技術(shù)：

常規(guī)污水生物處理技術(shù)對(duì)污水中氮類污染物的最高去除率約為50%～60%。在較佳的工藝條件下，采用常規(guī)的生物處理技術(shù)，處理后的污水無(wú)法穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（gb18918-2002）一級(jí)b出水標(biāo)準(zhǔn)（氨氮≤8mg/l；總氮≤20mg/l）。大多數(shù)情況下，出水中氨氮濃度可以達(dá)標(biāo)，但總氮無(wú)法穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，因出水中含有較高濃度的硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮。

從2016年1月1日起，新建污水處理廠的出水水質(zhì)需要執(zhí)行一級(jí)a標(biāo)準(zhǔn)（氨氮≤5mg/l；總氮≤15mg/l）。而已建污水處理廠（設(shè)計(jì)出水水質(zhì)滿足一級(jí)b標(biāo)準(zhǔn)）需要進(jìn)行提標(biāo)改造，對(duì)現(xiàn)有污水處理工藝進(jìn)行升級(jí)改造，滿足出水一級(jí)a標(biāo)準(zhǔn)。而國(guó)家環(huán)保部將對(duì)發(fā)布13年后的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（gb18918-2002）進(jìn)行首次修訂。2015年發(fā)布的征求意見(jiàn)稿中規(guī)定了污水處理廠污染物的特別排放限值（氨氮≤1.5mg/l；總氮≤10mg/l）。目前，采用的污水生物處理技術(shù)存在硝化較充分、但反硝化不充分、總氮降解效率低等問(wèn)題。因此，常規(guī)生物處理技術(shù)面臨更大的挑戰(zhàn)。

合成氨工業(yè)企業(yè)排放的含高濃度氮類污染物廢水，采用現(xiàn)有生物處理技術(shù)，出水無(wú)法滿足《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（gb13458-2008）（氨氮≤25mg/l；總氮≤30mg/l）。而根據(jù)環(huán)境保護(hù)工作的要求，在環(huán)境承載能力開(kāi)始減弱或容易發(fā)生嚴(yán)重環(huán)境污染問(wèn)題而需要采取特別保護(hù)措施的地區(qū)，合成氨工業(yè)企業(yè)排放的含高濃度氮類污染物廢水，出水水質(zhì)需滿足《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（gb13458-2008）中的污染物特別排放限值（總氮≤20mg/l；氨氮≤15mg/l）。因此，需對(duì)現(xiàn)有處理工藝進(jìn)行升級(jí)改造，使出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有生物處理技術(shù)對(duì)污水中總氮的去除效率低等問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種操作安全、方便、低耗、對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染的“氮類污染物生物強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)”。

本發(fā)明將高效氮類降解菌劑投加至新型反應(yīng)裝置中，反應(yīng)裝置的投菌量和運(yùn)行程序可根據(jù)原污水水質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)控制，操作方便、安全，氮類污染物降解效率高，對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體介紹如下。

本發(fā)明提供一種提高污水中氮類污染物去除效果的方法，其采用陶厄氏菌（thauerasp.）fdn-01（基因序列號(hào)為genbankky393097）擴(kuò)大培養(yǎng)得到的高效氮類降解菌劑對(duì)污水進(jìn)行缺氧脫氮處理，去除污水中氮類污染物；其中：所述陶厄氏菌（thauerasp.）fdn-01的保藏登記號(hào)為cgmccno.13553。

本發(fā)明中，還包括用馴化好的活性污泥對(duì)污水進(jìn)行好氧處理的步驟。

本發(fā)明中的方法采用相互聯(lián)通的缺氧單元和好氧單元（裝置）進(jìn)行處理，先缺氧處理后好氧處理，或者先好氧處理再缺氧處理。

優(yōu)選的處理污水的裝置的結(jié)構(gòu)如下：箱體由隔板分隔為2個(gè)單元，包括1個(gè)缺氧單元和1個(gè)好氧單元；2個(gè)單元通過(guò)隔板上的開(kāi)孔互相聯(lián)通；2個(gè)單元中均安裝立式攪拌器，好氧單元中還設(shè)置安設(shè)辮帶式填料和管式曝氣器；2個(gè)單元的上端均設(shè)置進(jìn)水口，中部均設(shè)置出水口，底部均設(shè)置排泥口。

本發(fā)明中，高效氮類降解菌劑的制備方法如下：

（1）在序批式反應(yīng)器sbr上半部分安放聚合纖維，sbr中投加活性污泥，進(jìn)行低氧曝氣和攪拌；向sbr中的微生物提供營(yíng)養(yǎng)液，葡萄糖作為碳源，硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、氨氮作為氮源，在室溫20℃～22℃條件下，連續(xù)培養(yǎng)20d～30d，在聚合纖維上形成了生物膜；然后對(duì)生物膜上富集的氮類降解菌進(jìn)行分離、篩選，得到陶厄氏菌（thauerasp.）fdn-01；

（2）將陶厄氏菌（thauerasp.）fdn-01，加入液體培養(yǎng)基，在搖床中進(jìn)行培養(yǎng)45h～55h，得到高效氮類降解菌劑。

本發(fā)明中，步驟（1）中，所述微生物為活性污泥中的細(xì)菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物；所述營(yíng)養(yǎng)液為微生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具體如下：0.2g/lmgso4,0.02g/lcacl2,1.0g/lkh2po4,1.0g/l(nh4)2hpo4,1.0g/lk2(no3)2,0.05g/lfecl3,20-50g/lnacl。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

（1）高效氮類降解菌fdn-01為實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)、篩選的菌株，從而使污（廢）水中氮類污染物的處理成本大幅降低。

（2）反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，運(yùn)行程序可自動(dòng)調(diào)控，操作方便、安全。

（3）高效氮類降解菌劑的加入，大大提高了污（廢）水中氮類污染物的降解率。采用本發(fā)明方法，污水中的氨氮去除率為100%、總氮去除率達(dá)到92%以上，基本在95%~98%。在污水中高濃度硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮、氨氮共存的條件下，出水水質(zhì)遠(yuǎn)高于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（gb18918-2002）一級(jí)a出水標(biāo)準(zhǔn)（總氮≤15mg/l；氨氮≤5mg/l）。同時(shí)滿足2015年發(fā)布的征求意見(jiàn)稿中規(guī)定的污水處理廠污染物特別排放限值（氨氮≤1.5mg/l；總氮≤10mg/l）。

（4）高效氮類降解菌劑的投加量可根據(jù)真實(shí)環(huán)境和實(shí)際污（廢）水中氮類污染物含量進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的fdn-01菌株的在顯微鏡下的個(gè)體形態(tài)特征圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)闡述。

實(shí)施例中，陶厄氏菌（thauerasp.）fdn-01的獲取方法如下：在序批式反應(yīng)器sbr上半部分安放聚合纖維，sbr中投加活性污泥，進(jìn)行低氧曝氣和攪拌；向sbr中的微生物提供營(yíng)養(yǎng)液，葡萄糖作為碳源，硝酸鈉、亞硝酸鈉、氯化銨作為氮源，在室溫20℃～22℃條件下，連續(xù)培養(yǎng)20d～30d，在聚合纖維上形成了生物膜；然后對(duì)生物膜上富集的氮類降解菌進(jìn)行分離、篩選，得到陶厄氏菌株fdn-01。fdn-01菌株具有對(duì)氮類污染物具有高選擇性去除作用的特點(diǎn)，可以對(duì)氮類污染物進(jìn)行高效降解。

本發(fā)明的高效氮類降解菌劑，其菌株為陶厄氏菌（thauerasp.），是新發(fā)現(xiàn)的菌株，該菌株已于2017年1月9日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，簡(jiǎn)稱為：cgmcc；地址為：北京市朝陽(yáng)區(qū)大屯路中科院微生物研究所；保藏編號(hào)為：cgmccno.13553。

圖1是本發(fā)明的fdn-01菌株的個(gè)體形態(tài)特征圖。

fdn-01菌株為兼性厭氧、革蘭氏染色陰性、無(wú)芽孢、具極生鞭毛的桿菌。同時(shí)，該菌株氧化酶陽(yáng)性、過(guò)氧化氫酶陽(yáng)性、能以硝酸鹽為替代的電子受體進(jìn)行厭氧呼吸（反硝化）、能在45℃和5.5%nacl下生長(zhǎng)、vp試驗(yàn)陽(yáng)性、利用蘋(píng)果酸生長(zhǎng)、具有堿性磷酸鹽酶、酸性磷酸酶、酯酶（c4）、類脂酯酶（c8）、白氨酸芳胺酶、萘酚-as-bi-磷酸水解酶、β-葡萄糖甙酶等活性的特點(diǎn)。fdn-01是一株新發(fā)現(xiàn)菌株，為陶厄氏菌屬（thauerasp.），genbanksequence_id為ky393097。

本發(fā)明采用自行設(shè)計(jì)的新型反應(yīng)裝置進(jìn)行去除氮類污染物實(shí)驗(yàn)，具體的裝置結(jié)構(gòu)描述如下：

該裝置的箱體為長(zhǎng)方體或圓柱體，箱體材料采用石英玻璃；由隔板分隔為2個(gè)單元，包括1個(gè)缺氧單元和1個(gè)好氧單元；2個(gè)單元通過(guò)隔板上的開(kāi)孔互相聯(lián)通（聯(lián)通孔的大小，開(kāi)關(guān)時(shí)間均可調(diào)節(jié)）；2個(gè)單元中均安裝立式攪拌器，僅在好氧單元中安設(shè)辮帶式填料和管式曝氣器；2個(gè)單元的上端均設(shè)置進(jìn)水口，中部設(shè)置出水口，底部設(shè)置排泥口。產(chǎn)生的剩余污泥可通過(guò)每個(gè)單元的排泥口排出，2個(gè)單元均可單獨(dú)進(jìn)水、單獨(dú)排水。裝置采用全自動(dòng)控制，操作方便、安全。

實(shí)施例1

在本實(shí)施例中，將陶厄氏菌（thauerasp.）fdn-01接入液體培養(yǎng)基，在搖床中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)45h～55h，得到高效降解菌劑。含氮類污染物的模擬污水，其中氨氮初始濃度為40mg/l、硝態(tài)氮初始濃度為180mg/l、亞硝態(tài)氮初始濃度為40mg/l。1000ml模擬污水加入新型反應(yīng)裝置的缺氧單元中，50ml（5%接菌量）高效降解菌劑同時(shí)加入缺氧單元中，菌劑處理污水的時(shí)間為3d。小試試驗(yàn)結(jié)果：模擬污水中氨氮去除率為100%、總氮去除率達(dá)到95%以上。在污水中高濃度硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮、氨氮共存的條件下，出水水質(zhì)遠(yuǎn)高于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（gb18918-2002）一級(jí)a出水標(biāo)準(zhǔn)（總氮≤15mg/l；氨氮≤5mg/l）。同時(shí)滿足2015年發(fā)布的征求意見(jiàn)稿中規(guī)定的污水處理廠污染物特別排放限值（氨氮≤1.5mg/l；總氮≤10mg/l）。

實(shí)施例2

在本實(shí)施例中，將陶厄氏菌（thauerasp.）fdn-01接入液體培養(yǎng)基，在搖床中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)45h～55h，得到高效降解菌劑。含氮類污染物的模擬污水，其中氨氮初始濃度為100mg/l、硝態(tài)氮初始濃度為20mg/l、亞硝態(tài)氮初始濃度為5mg/l。1000ml模擬污水加入新型反應(yīng)裝置的好氧單元中，該單元中同時(shí)加入已馴化好的500ml活性污泥。反應(yīng)12h后，泥水混合物靜止沉淀分離30min；沉淀后，打開(kāi)聯(lián)通孔，1000ml上清液排入缺氧單元中。20ml（2%接菌量）高效降解菌劑加入缺氧單元中，菌劑處理污水的時(shí)間為1d。小試試驗(yàn)結(jié)果：模擬污水中氨氮去除率為100%、總氮去除率達(dá)到98%以上，出水水質(zhì)遠(yuǎn)高于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（gb18918-2002）一級(jí)a出水標(biāo)準(zhǔn)（總氮≤15mg/l；氨氮≤5mg/l）。同時(shí)滿足2015年發(fā)布的征求意見(jiàn)稿中規(guī)定的污水處理廠污染物特別排放限值（氨氮≤1.5mg/l；總氮≤10mg/l）。

實(shí)施例3

在本實(shí)施例中，將陶厄氏菌（thauerasp.）fdn-01接入液體培養(yǎng)基，在搖床中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)45h～55h，得到高效降解菌劑。含氮類污染物的模擬污水，其中氨氮初始濃度為100mg/l、硝態(tài)氮初始濃度為120mg/l、亞硝態(tài)氮初始濃度為20mg/l。1000ml模擬污水加入新型反應(yīng)裝置的好氧單元中，該單元中同時(shí)加入已馴化好的500ml活性污泥。反應(yīng)12h后，泥水混合物靜止沉淀分離30min；沉淀后，打開(kāi)聯(lián)通孔，1000ml上清液排入缺氧單元中。20ml（2%接菌量）高效降解菌劑加入缺氧單元中，菌劑處理污水的時(shí)間為3d。小試試驗(yàn)結(jié)果：模擬污水中氨氮去除率為100%、總氮去除率達(dá)到96%以上，出水水質(zhì)遠(yuǎn)高于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（gb18918-2002）一級(jí)a出水標(biāo)準(zhǔn)（總氮≤15mg/l；氨氮≤5mg/l）。同時(shí)滿足2015年發(fā)布的征求意見(jiàn)稿中規(guī)定的污水處理廠污染物特別排放限值（氨氮≤1.5mg/l；總氮≤10mg/l）。

實(shí)施例4

在本實(shí)施例中，將陶厄氏菌（thauerasp.）fdn-01接入液體培養(yǎng)基，在搖床中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)45h～55h，得到高效降解菌劑。含氮類污染物的模擬污水，其中氨氮初始濃度為60mg/l、硝態(tài)氮初始濃度為100mg/l、亞硝態(tài)氮初始濃度為30mg/l。1000ml模擬污水加入新型反應(yīng)裝置的缺氧單元中，20ml（2%接菌量）高效降解菌劑同時(shí)加入缺氧單元中，菌劑處理污水的時(shí)間為3d。菌水混合物靜止沉淀分離1h；沉淀后，打開(kāi)聯(lián)通孔，1000ml上清液排入好氧單元中，該單元中加入已馴化好的500ml活性污泥。好氧單元的反應(yīng)時(shí)間為6h。小試試驗(yàn)結(jié)果：模擬污水中氨氮去除率為100%、總氮去除率達(dá)到92%以上。出水水質(zhì)高于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（gb18918-2002）一級(jí)a出水標(biāo)準(zhǔn)（總氮≤15mg/l；氨氮≤5mg/l）。

實(shí)施例5

在本實(shí)施例中，將陶厄氏菌（thauerasp.）fdn-01接入液體培養(yǎng)基，在搖床中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)45h～55h，得到高效降解菌劑。含氮類污染物和有機(jī)物的模擬污水，其中氨氮初始濃度為50mg/l、硝態(tài)氮初始濃度為80mg/l、亞硝態(tài)氮初始濃度為50mg/l、氯霉素初始濃度為30mg/l。1000ml模擬污水加入新型反應(yīng)裝置的缺氧單元中，20ml（2%接菌量）高效降解菌劑同時(shí)加入缺氧單元中，菌劑處理污水的時(shí)間為3d。菌水混合物靜止沉淀分離1h；沉淀后，打開(kāi)聯(lián)通孔，1000ml上清液排入好氧單元中，該單元中加入已馴化好的500ml活性污泥。好氧單元的反應(yīng)時(shí)間為6h。小試試驗(yàn)結(jié)果：模擬污水中氨氮去除率為100%，總氮去除率達(dá)到95%以上，氯霉素去除率為5%左右。

實(shí)施例6

在本實(shí)施例中，將陶厄氏菌（thauerasp.）fdn-01接入液體培養(yǎng)基，在搖床中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)45h～55h，得到高效降解菌劑。含有機(jī)物的模擬污水，其中氯霉素初始濃度為30mg/l、對(duì)氨基苯甲酸初始濃度為30mg/l。1000ml模擬污水加入新型反應(yīng)裝置的缺氧單元中，20ml（2%接菌量）高效降解菌劑同時(shí)加入缺氧單元中，菌劑處理污水的時(shí)間為3d。菌水混合物靜止沉淀分離1h；沉淀后，打開(kāi)聯(lián)通孔，1000ml上清液排入好氧單元中，該單元中加入已馴化好的500ml活性污泥。好氧單元的反應(yīng)時(shí)間為6h。小試試驗(yàn)結(jié)果：模擬污水中氯霉素和對(duì)氨基苯甲酸的濃度基本沒(méi)有變化。