CN111847657A - 一种以光合细菌作为生化核心的污水处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以光合细菌（简称PSB）作为生化核心的污水处理工艺，其技术是：污水经过前处理/预处理工艺，接入以光合细菌作为生化核心的处理方法，通过光合细菌生化装置特殊的设计构型及运行控制，利用光合细菌的独特生长特性（光能代谢与氧化代谢两套代谢途径）实现细菌自身生长与增值，通过形成优势的光合菌群将污水中的有机污染物吸收、转化、降解，最终达到污水净化处理目的。

Description

一种以光合细菌作为生化核心的污水处理工艺

技术领域

本发明阐释了污水处理中采用了光合细菌作为核心生化的一种处理方法，特别是涉及以有机污染物成分为主要污染物，且有机污染物浓度较高的污水净化处理方法，如柠檬酸、制糖、酒精、造纸、养殖、皮革等相关行业生产过程中排放的有机污水。该工艺核心是利用光合细菌独特的光能代谢与氧化代谢两套代谢途径，利用光合细菌在两种不同的生长条件下可自主调节并转换代谢途径，高效地吸收、转化、分解污水中的有机物，维持稳定的生命活动，实现光合细菌自身生长与增值，同时降解污物，从而达到治污目的。

背景技术

有机废水是指由食品、养殖、造纸等行业排出的BOD指标一般在2000mg/L以上的废水。这些废水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白、纤维素等有机物,这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中，可通过微生物的生物化学作用而分解；但是在其分解过程中需要消耗氧气，因而被称为耗氧污染物。此类污染物由于含有较丰富的营养成分，可造成水中溶解氧减少，影响鱼类和其他水生生物的生长；一旦水体中溶解氧耗尽，水体中的有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味，引发水体腐败酸臭，吸引蚊蝇，滋生细菌，传染病原，危害环境。

目前处理高浓有机污水的主流方式是采用生化法进行处理，即利用微生物的生命活动，将污水中的有机污染成分吸收、转化、降解，实现细菌自身生长与增值的同时降解污物，达到净化处理目的。由于有机物成分复杂，单一的生化处理无法解决污染需求，常规工艺中常采用好氧工艺或组合工艺，不过无论何种生化形式，都是依据工艺中占据主导作用的微生物活性特点加以实施与控制，也就决定了常规生化不同的工艺单元必须单独建设并独立操控，致使治污成本居高不下，其中尤以好氧生化工艺中溶氧环节的耗费比最高。给企业和社会增加了沉重的成本负担，抑制了企业环境治理积极性，引发不少流于形式的环境治理案例，已然成为制约治污实效与推动治污发展的严重障碍。

发明内容

本发明阐释了污水处理中采用了光合细菌作为核心生化的处理方法，特别是涉及以有机污染物为主要污染成分，且有机污染物浓度较高的污水净化处理方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现：

有机污水含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白、纤维素等有机物，可通过微生物的生物化学作用而分解，不过常规生化分解过程需要消耗大量溶解氧，一旦水体中溶解氧耗尽，将促使微生物从好氧生化转向厌氧生化，水体中的有机物进行厌氧分解,引发水体腐败酸臭，导致水质恶化。

光合细菌（PSB）是自然界广泛存在的一大类细菌，同时具有光能代谢与氧化代谢两套代谢途径，灵活的能量与物质合成、代谢机制使得此类细菌能够适应不同的生长环境。PSB工艺核心就是利用光合细菌的独特生长特性，在无氧或微氧的状态下选择性培育生长，确保光合细菌在生化工艺流程中占据主导优势，通过吸收、转化、分解污水中的有机物实现光合细菌的自身生长与增值，同时降解污物，从而达到治污目的。同时利用光合细菌大部分种属无毒无害，且富含蛋白质及多种维生素的特点，工艺运行中剩余的菌体污泥可作为高价值营养物质回收利用，避免了常规生化中剩余污泥二次污染防治的困扰。

新型工艺可有效解决有机污水常规生化运行工艺能耗高，基建成本高，运行控制繁琐，出水水质不佳，易产生污泥膨胀及面临剩余污泥延伸处置的问题。作为对常规生化工艺的有益补充与完善，为有机污水处理提供了一套节能降耗、缩减运行成本、解决污泥处置，实现资源利用的技术解决方案。

综上，本发明的技术方案是：有机污水经收集传输，首先经过前处理技术手段（格栅/筛网等），尽可能去除污水中的杂质及固形物；然后进入调节池均值均量，综合稳定水质；再进入预处理工艺，通过辅助手段对水质状态预调，使其达到后续工艺运行条件要求；然后经PSB生化反应器主体，通过与其并联互通的细菌补偿筛选器的优选培育功能，使目标细菌大量增殖扩繁，加速优势微生物菌群形成；利用光合细菌充分吸收、降解污水中大部分有机物，产生的菌体污泥可资源回收利用；工艺后端可视出水水质状况与处理后污水排放去向选接后续处理工艺（常规生化、物化工艺等措施）深度处理，最终确保污水处理后达标排放。

本发明与现有工艺相比，具有如下优点：

⑴高效的处理能力及优异的节能降耗效果。PSB工艺利用光合细菌的光能代谢与氧化代谢两套代谢途径，细菌可在无氧或微氧环境中自主调节并转换代谢途径，极大地降低细菌生命活动对溶解氧的依赖，维持稳定的生命活力，有效吸收、转化、降解污水中的有机成分。较常规生化工艺具有更高效的处理能力及更低廉的运行能耗；对于同类污水，在相同的投资及运行费用下，PSB工艺处理能力较常规工艺可提升1～1.5倍，运行能耗可降低1/4～1/3。

⑵更广泛地适应性与耐受性。PSB工艺具优异的抗盐脱氮能力，可直接处理高浓度SO₄ ^2-污水，可耐受高浓度的有机污染负荷，可直接适用于BOD数值4000～30000mg/L的有机污水。

⑶工艺运用灵活，兼容性强，稳定性好。PSB工艺不仅融合了膜分离技术，还引入了细菌补偿筛选器，采用了串并联的方式整体或局部接入常规污水处理工艺体系，避免了常规生化工艺运行条件单一及自适性窄的局限，可完全替代常规的絮凝、沉淀、过滤、离心等分离方法，缩减工艺流程，提升生化效率。

同步异位优选培育、增殖扩繁理念实现。避免了生化系统调试、修复与运行的时空冲突。通过特殊设计的细菌补偿筛选器辅助运行模块，可针对性的对PSB细菌优选培育、增殖扩繁、修复改善，加速微生物菌群优势的形成，缩短调试修复时间，强化运行效果。

资源回收利用。PSB菌体大部分种属无毒无害，且富含蛋白质及多种维生素，可资源化利用，克服了常规生化易产生污泥膨胀，消除了剩余污泥二次污染及处置难题。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

有机污水经收集传输，首先经过前处理技术手段（格栅/筛网等），尽可能去除污水中的杂质及固形物；然后进入调节池均值均量，综合稳定水质；再进入预处理工艺，通过辅助手段对水质状态预调，使其达到后续工艺运行条件要求；然后经PSB生化反应器主体，通过与其并联互通的细菌补偿筛选器的优选培育功能，使目标细菌大量增殖扩繁，加速优势微生物菌群形成，利用光合细菌微充分吸收、降解污水中大部分有机物；产生的菌体污泥可资源回收利用；工艺后端可视出水水质状况与处理后污水排放去向，选接后续处理工艺（常规生化、物化等措施）深度处理，最终确保污水处理后达标排放。处理后的排放水质可稳定达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）三级及以上标准。

Claims (7)

1.一种以光合细菌作为生化核心的污水处理工艺，其特征是：污水处理采用了光合细菌作为核心生化处理方法，利用光合细菌独特的光能代谢与氧化代谢两套代谢途径，光合细菌在两种不同的生长条件中自主调节并转换代谢途径，吸收、转化、分解污水中的有机物，维持稳定的生命活动，实现光合细菌自身生长与增值，同时降解污物，从而达到治污目的。

2.一种以光合细菌作为生化核心的污水处理工艺，其特征是：污水处理采用了光合细菌作为核心生化的处理方法，降低了细菌降解有机物时对水体中溶解氧的消耗量，节省了生化曝气增氧环节的能耗与费用，较常规生化具有更高效地处理能力及低廉的运行消耗；对于处理同类型污水，在相同的投资及运行费用下，PSB工艺处理能力较常规工艺可提升1～1.5倍，运行能耗可降低1/4～1/3。

3.一种以光合细菌作为生化核心的污水处理工艺，其特征是：污水处理采用了光合细菌作为核心生化的处理方法，其生化工艺具有更广泛地适应性与耐受性；具优异的抗盐脱氮能力，可直接处理高浓度SO₄ ^2-污水；可耐受高浓度的有机污染负荷，可直接适用于BOD数值4000～30000mg/L的有机污水。

4.一种以光合细菌作为生化核心的污水处理工艺，其特征是：PSB菌体可资源化利用，克服了常规生化过程中易产生的污泥膨胀困扰，消除了工艺剩余污泥处置及二次污染问题。

5.一种以光合细菌作为生化核心的污水处理工艺，其特征是：PSB工艺中引入了膜分离技术（MBR/中空纤维/管式/无机材质微滤等膜分离技术），可在连续运行状态下维持生化反应器内高浓度的微生物含量，提升生化效率；可完全替代常规工艺的絮凝、沉淀、过滤、离心等分离手段，缩减工艺流程，省去大量的基建设施，节省基建费用。

6.一种以光合细菌作为生化核心的污水处理工艺，其特征是：PSB工艺设计了细菌补偿筛选器，通过补偿筛选器可针对性的对光合细菌优选培育、增殖扩繁、修复改善，加速微生物菌群优势的形成，缩短调试修复时间，强化运行效果；有效地避免了生化系统调试、修复与运行的时空冲突。

7.一种以光合细菌作为生化核心的污水处理工艺，其特征是：PSB工艺实施方式灵活多样，可作为污水处理常规工艺的革新与完善，可采用串并联或整体或局部的方式并入常规污水处理工艺体系中，避免了常规生化工艺运行条件单一及自适性窄的局限，提升了污水生化工艺的自适性、兼容性、稳定性与安全性，增强和扩展了污水处理生化工艺应用范畴。

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