本發(fā)明涉及污水處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用微生物誘導(dǎo)劑實現(xiàn)污水凈化的生物學(xué)方法。
背景技術(shù)：
我國是人口大國、用水大國、缺水大國，水資源分配不均的國家，截至2014年3月底，全國設(shè)市城市、縣累計建成污水處理廠3622座，設(shè)計污水處理能力約1.53億立方米/日，隨著建設(shè)數(shù)量的增加，建設(shè)規(guī)模的擴大，以及處理能力的不斷增強，污水處理廠在改善城鎮(zhèn)環(huán)境質(zhì)量中發(fā)揮著重要的作用。但同時，處理設(shè)施運行率低、出水水質(zhì)不達標(biāo)等現(xiàn)象也不同程度地存在，嚴(yán)重影響了污水處理廠社會效益的發(fā)揮。現(xiàn)在我國污水廠在運營過程中所產(chǎn)生的問題主要集中在前端污水不能全收集和末端污染物不能全處理這兩大難題上，從而致使污水處理廠本身成了大的排污主體。
現(xiàn)有的污水廠治理方式主要采取的方法是投入大量絮凝劑進行絮凝沉淀，增大污泥產(chǎn)量，同時提升碳源實現(xiàn)COD容量的提升，從而使得污水處理設(shè)備穩(wěn)定運行，另外，還有些企業(yè)采取的是增大曝氣的方式來降低水體中的TN或者TP含量，但是效果欠佳，同時浪費了資源，產(chǎn)生的化學(xué)污染和污泥污染又為環(huán)境增加了負擔(dān)。而且上述方式的資金投入巨大，每個城市污水處理廠的水質(zhì)達不到國家要求的污水排放標(biāo)準(zhǔn)和中水會用標(biāo)準(zhǔn)。有些污水處理廠采取的治理方式是擴容，增加硬件設(shè)施投入的方法，但該種方法并不能從根本上提升庫容，其增加的部分也會 導(dǎo)致水廠的污泥產(chǎn)生量增加，水質(zhì)排放不達標(biāo)，同時污泥會污染環(huán)境。雖然其容量增大，但是其大部分空間分給了污泥，處理污水的能力從長久來看并沒有提高。因此，針對我國現(xiàn)階段污水處理廠存在的問題，急需提供一種更優(yōu)化的方法來解決。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種凈化污水的方法，用于解決現(xiàn)階段我國的污水處理廠存在的前端污水不能全收集和末端污染物不能全處理這兩個難題采用現(xiàn)有的方法無法得到解決的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種凈化污水的方法，包括如下步驟：
步驟S1：篩選擴增自帶功能菌群
從污水廠的細格柵出水口提取污水處理樣本，向污水處理樣本中加入微生物誘導(dǎo)劑，混合培養(yǎng)3～4個月，培養(yǎng)結(jié)束后每2個月篩選一次功能菌群，共篩選3～5次，將篩選出的功能菌群置于培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)和擴增，使得培養(yǎng)液中的功能菌群濃度為1×105～1.5×105g/m3；
步驟S2：一次投放混合微生物菌劑
將步驟S1中含有功能菌群的培養(yǎng)液與微生物誘導(dǎo)劑以質(zhì)量比為1000：3.0～1000：1.3混合均勻，配置成混合微生物菌劑，將上述混合微生物菌劑向細格柵出水環(huán)節(jié)的污水中投放；
步驟S3：增加污水曝氣環(huán)節(jié)的含氧量
調(diào)節(jié)污水廠中曝氣環(huán)節(jié)的曝氣量，以增加污水中溶解氧氣的含量，使得在曝氣環(huán)節(jié)的污水中的含氧量為6.0～7.0mg/L；
步驟S4：二次投放混合微生物菌劑
當(dāng)污水進入?yún)捬醐h(huán)節(jié)后，向污水中二次投放混合微生物菌劑，所述混合微生物菌劑的投放標(biāo)準(zhǔn)為每立方米水體投加2.5～4升的混合微生物菌劑；
步驟S5：提高污泥的回流比例和回流次數(shù)
提高污泥的回流比例和回流次數(shù)，使得污泥在厭氧環(huán)節(jié)的停留時間為原始設(shè)置時間的2～4倍，使得污泥在高耗氧環(huán)節(jié)的回流量為原始設(shè)置時間的3～5倍。
優(yōu)選地，所述微生物誘導(dǎo)劑為糖類、酵素和生物酶的混合物。
優(yōu)選地，所述步驟S1中微生物誘導(dǎo)劑與污水處理樣本按照質(zhì)量比為1：1000進行混合，形成混合污水樣本，該混合污水樣本置于溫度為25～37℃的環(huán)境下培養(yǎng)。
優(yōu)選地，所述步驟S2中混合微生物菌劑向細格柵出水環(huán)節(jié)的污水中投放的比例按照如下步驟調(diào)節(jié)：
(a)前3～4個月為污水廠的調(diào)試階段，該階段每天污水中混合菌劑的投放比例為：第一批污水按照每立方米水體與1升的混合菌劑的比例進行投放，第二批污水按照每立方米水體與0.7升的混合菌劑的比例進行投放，第三批污水按照每立方米水體與0.5升的混合菌劑的比例進行投放；
(b)調(diào)試階段結(jié)束后進入污水廠的穩(wěn)定運行階段，該階段按照每立方米水體與1升的混合菌劑的比例進行投放。
優(yōu)選地，所述步驟S3增加污水曝氣環(huán)節(jié)的含氧量，前3～4個月為污水廠的調(diào)試階段，該階段需每月4～6天使在曝氣環(huán)節(jié)的污水含氧量為6.0～7.0g/m3，后期則進入污水廠的穩(wěn)定運行階段，該階段需每月1～2天使污水在曝氣環(huán)節(jié)的含氧量為6.0～7.0g/m3。
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種凈化污水的方法具有以下優(yōu)勢：本發(fā)明通過向污水中投加微生物誘導(dǎo)劑以篩選出污泥所自帶的功能菌群，并將該篩選出的功能菌群與微生物誘導(dǎo)劑配置成混合微生物菌劑，將該混合微生物菌劑二次投放到污水中，配合對污水處理過程中各運行參數(shù)進行調(diào)節(jié)，從而降低污水廠中污泥的產(chǎn)量，使污水水體中的TN、TP、BOD和COD等物質(zhì)得到了消化代謝，培養(yǎng)了穩(wěn)定的自凈化生物體，保證了污水中食物鏈的完整，最終使得污水水體的水質(zhì)達標(biāo)，污水中含有的菌劑對環(huán)境也有益。本發(fā)明中的工藝應(yīng)用在具體的污水處理廠中，經(jīng)由本工藝的處理使得原有的活性污泥量降低了75％，原水廠 的排放等級從一級B提升到了一級A。
本發(fā)明凈化污水的方法，調(diào)試期間為3～4個月，后期便可穩(wěn)定自動運行，且在整個階段中都無需額外增加污水廠的基礎(chǔ)設(shè)施，在原有設(shè)施的基礎(chǔ)上增加了水廠的運行能力，達到了對污水廠廠區(qū)的擴容和提及改造效果，也達到了節(jié)省硬件設(shè)施成本和土地成本的效果。無論污水廠的污泥產(chǎn)量有多高，本發(fā)明的工藝方法均可適用。在污水廠的治理過程中，所采用的菌劑均為污水自帶的功能菌群，無任何外來菌種，對環(huán)境有益處。因此，采用本發(fā)明的工藝能完全避免對化學(xué)藥劑的依賴，尤其是減少了對化學(xué)絮凝試劑的使用，簡化了運行工藝，節(jié)約了能源，降低了污水水廠的運行成本，能夠達到水質(zhì)的安全排放，提升了污水處理廠的經(jīng)濟價值。
具體實施方式
本發(fā)明提供了許多可應(yīng)用的創(chuàng)造性概念，該創(chuàng)造性概念可大量的體現(xiàn)于具體的上下文中。在下述本發(fā)明的實施方式中描述的具體的實施例僅作為本發(fā)明的具體實施方式的示例性說明，而不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。
下面結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明作進一步的描述。
本發(fā)明是基于活性污泥法的改進，活性污泥法是一種以活性污泥為主體的污水的好氧生物處理法，是處理城市污水最廣泛使用的方法，是由曝氣池、沉淀池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排出系統(tǒng)組成，為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，故在此不再詳述。
實施例一
本實施例提供一種凈化污水的方法，包括如下步驟。
步驟S1：篩選擴增自帶功能菌群
將糖類、酵素和生物酶進行混合制得微生物誘導(dǎo)劑。
從污水廠細格柵出水口處提取污水樣本，與微生物誘導(dǎo)劑按照1000：1的質(zhì)量比進行混合，形成混合污水樣本，將該混合污水樣本置于室溫(25～37℃)的環(huán)境下進行保存，以建立功能菌群的適宜環(huán)境。 該混合污水樣本共培養(yǎng)了3個月，培養(yǎng)結(jié)束后對混合污水樣本中的功能菌群進行篩選，每隔2個月篩選一次，共篩選了3次，以篩選出污水中的功能菌群。篩選過程為將培養(yǎng)后的污水樣本稀釋10～1000倍后在固體培養(yǎng)基上采用涂布、劃線的方法進行篩選分離。本實施例中優(yōu)選為將污水樣本稀釋100倍。
將所篩選出的功能菌群放入培養(yǎng)液中進行培養(yǎng)，培養(yǎng)8天后，進行為期3天的功能菌群的擴增。從而使得培養(yǎng)液中功能菌群的濃度達到1.2×106g/m3。
步驟S2：一次投放混合微生物菌劑
經(jīng)步驟S1制取得到的含有功能菌群的培養(yǎng)液，與微生物誘導(dǎo)劑進行配比，培養(yǎng)液與微生物誘導(dǎo)劑的質(zhì)量比為1000：2.5，形成混合微生物菌劑。
將該混合微生物菌劑投加在細格柵的出水環(huán)節(jié)中。該混合微生物菌劑的投放分兩個不同的階段來控制，(a)其中最開始的3個月為污水廠的調(diào)試階段，該階段每天污水中混合菌劑的投放比例為：第一批污水按照每立方米水體與1升的混合菌劑的比例進行投放，第二批污水按照每立方米水體與0.7升的混合菌劑的比例進行投放，第三批污水按照每立方水體與0.5升的混合菌劑的比例進行投放，在調(diào)試階段每天都按照上述配比進行投放；(b)經(jīng)過調(diào)試階段之后，則污水廠進入穩(wěn)定運行階段，在穩(wěn)定運行階段按照每立方米水體與1升的混合菌劑的比例進行投放。
由于各污水廠的規(guī)模不同，上述第一批、第二批和第三批污水具體的體積根據(jù)各污水廠的規(guī)模來具體確定。
混合微生物菌劑的投加采用的是自動化噴灑設(shè)備，能減少人工成本的投入，且控量更準(zhǔn)確，投加效果也更好。
步驟S3：增加污水曝氣環(huán)節(jié)的含氧量
活性污泥法包括曝氣環(huán)節(jié)，在曝氣池中進行，曝氣池是活性污泥法的心臟，其作用是攪拌混合液使泥、水充分接觸和向微生物供氧。
快速調(diào)節(jié)污水廠中的曝氣量從而快速增加污水水體中溶解的氧氣含量，本步驟對曝氣環(huán)節(jié)曝氣量的調(diào)節(jié)與步驟S2中一次投放混合微生 物菌劑的階段相對應(yīng)。最開始的3個月為污水廠的調(diào)試階段，在該階段控制每月連續(xù)5天的時間使在曝氣環(huán)節(jié)的污水含氧量為6.0～7.0g/m3，經(jīng)過調(diào)試階段之后，則污水廠進入穩(wěn)定運行的階段，在穩(wěn)定運行階段控制每月連續(xù)2天的時間使在曝氣環(huán)節(jié)的污水含氧量為6.0～7.0g/m3。
步驟S4：二次投放混合微生物菌劑
當(dāng)污水進入?yún)捬醐h(huán)節(jié)后，再次向污水中投放混合微生物菌劑，本階段的添加按照每立方米污水水體與3升的混合微生物菌劑實現(xiàn)配比。該階段添加混合微生物菌劑是為了降低水體中的氧氣含量，從而擴增菌膠團的產(chǎn)生。
當(dāng)然，本階段混合微生物菌劑的投加也采用的是自動化噴灑設(shè)備，減少人工成本的投入。
步驟S5：提高污泥的回流比例和回流次數(shù)
經(jīng)由步驟S4，進入污泥回流系統(tǒng)的污水中的污泥含量會明顯減少，絲狀菌群被明顯抑制，菌膠團大量產(chǎn)生，但同時還有部分污泥沒有得到很好的處理，因此提高污泥的回流比例和回流次數(shù)，使得調(diào)節(jié)后的污水在厭氧環(huán)節(jié)的停留時間為原厭氧環(huán)節(jié)污水的停留時間的3倍，同時，提高污水在高耗氧環(huán)節(jié)的回流量，使得污水在高耗氧環(huán)節(jié)的回流量為原始高耗氧環(huán)節(jié)的回流量的4倍。
實施例二
本實施例提供一種凈化污水的方法，包括如下步驟。
步驟S1：篩選擴增自帶功能菌群
將糖類、酵素和生物酶進行混合制得微生物誘導(dǎo)劑。
從污水廠細格柵出水口處提取污水樣本，與微生物誘導(dǎo)劑按照1000：1的質(zhì)量比進行混合，形成混合污水樣本，將該混合污水樣本置于室溫(25～37℃)的環(huán)境下進行保存，以建立功能菌群的適宜環(huán)境。該混合污水樣本共培養(yǎng)了3.5個月，培養(yǎng)結(jié)束后對混合污水樣本中的功能菌群進行篩選，每隔2個月篩選一次，共篩選了4次，以篩選出污水中的功能菌群。
將所篩選出的功能菌群放入培養(yǎng)液中進行培養(yǎng)，培養(yǎng)9天后，進行 為期3天的功能菌群的擴增。從而使得培養(yǎng)液中功能菌群的濃度達到1.5×105g/m3。
步驟S2：一次投放混合微生物菌劑
經(jīng)步驟S1制取得到的含有功能菌群的培養(yǎng)液，與微生物誘導(dǎo)劑進行配比，培養(yǎng)液與微生物誘導(dǎo)劑的質(zhì)量比為1000：1.3，形成混合微生物菌劑。
將該混合微生物菌劑投加在細格柵的出水環(huán)節(jié)中。該混合微生物菌劑的投放分兩個不同的階段來控制，(a)其中最開始的4個月為污水廠的調(diào)試階段，該階段每天污水中混合菌劑的投放比例為：第一批污水按照每立方米水體與1升的混合菌劑的比例進行投放，第二批污水按照每立方米水體與0.7升的混合菌劑的比例進行投放，第三批污水按照每立方水體與0.5升的混合菌劑的比例進行投放，在調(diào)試階段每天都按照上述配比進行投放；(b)經(jīng)過調(diào)試階段之后，則污水廠進入穩(wěn)定運行階段，在穩(wěn)定運行階段按照每立方米水體與1升的混合菌劑的比例進行投放。
由于各污水廠的規(guī)模不同，上述第一批、第二批和第三批污水具體的體積根據(jù)各污水廠的規(guī)模來具體確定。
步驟S3：增加污水曝氣環(huán)節(jié)的含氧量
快速調(diào)節(jié)污水廠中的曝氣量從而快速增加污水水體中溶解的氧氣含量，本步驟對曝氣環(huán)節(jié)曝氣量的調(diào)節(jié)與步驟S2中一次投放混合微生物菌劑的階段相對應(yīng)。最開始的4個月為污水廠的調(diào)試階段，在該階段控制每月連續(xù)4天的時間使在曝氣環(huán)節(jié)的污水含氧量為6.0～7.0g/m3，經(jīng)過調(diào)試階段之后，則污水廠進入穩(wěn)定運行的階段，在穩(wěn)定運行階段控制每月1天的時間使在曝氣環(huán)節(jié)的污水含氧量為6.0～7.0g/m3。
步驟S4：二次投放混合微生物菌劑
當(dāng)污水進入?yún)捬醐h(huán)節(jié)后，再次向污水中投放混合微生物菌劑，本階段的投放按照每立方米污水水體與4升的混合微生物菌劑進行配比。該階段添加混合微生物菌劑是為了降低水體中的氧氣含量，從而擴增菌膠團的產(chǎn)生。
步驟S5：提高污泥的回流比例和回流次數(shù)
經(jīng)由步驟S4，進入污泥回流系統(tǒng)的污水中的污泥含量會明顯減少，絲狀菌群被明顯抑制，菌膠團大量產(chǎn)生，但同時還有部分污泥沒有得到很好的處理，因此提高污泥的回流比例和回流次數(shù)，使得調(diào)節(jié)后的污水在厭氧環(huán)節(jié)的停留時間為原厭氧環(huán)節(jié)污水的停留時間的2倍，同時，提高污水在高耗氧環(huán)節(jié)的回流量，使得污水在高耗氧環(huán)節(jié)的回流量為原始高耗氧環(huán)節(jié)的回流量的3倍。
實施例三
本實施例提供一種凈化污水的方法，包括如下步驟。
步驟S1：篩選擴增自帶功能菌群
將糖類、酵素和生物酶進行混合制得微生物誘導(dǎo)劑。
從污水廠細格柵出水口處提取污水樣本，與微生物誘導(dǎo)劑按照1000：1的質(zhì)量比進行混合，形成混合污水樣本，將該混合污水樣本置于室溫(25～37℃)的環(huán)境下進行保存，以建立功能菌群的適宜環(huán)境。該混合污水樣本共培養(yǎng)了4個月，培養(yǎng)結(jié)束后對混合污水樣本中的功能菌群進行篩選，每隔2個月篩選一次，共篩選了5次，以篩選出污水中的功能菌群。
將所篩選出的功能菌群放入培養(yǎng)液中進行培養(yǎng)，培養(yǎng)8.5天后，進行為期3天的功能菌群的擴增。從而使得培養(yǎng)液中功能菌群的濃度達到1.0×105g/m3。
步驟S2：一次投放混合微生物菌劑
經(jīng)步驟S1制取得到的含有功能菌群的培養(yǎng)液，與微生物誘導(dǎo)劑進行配比，培養(yǎng)液與微生物誘導(dǎo)劑的質(zhì)量比為1000：3.0，形成混合微生物菌劑。
將該混合微生物菌劑投加在細格柵的出水環(huán)節(jié)中。該混合微生物菌劑的投放分兩個不同的階段來控制，(a)其中最開始的3.5個月為污水廠的調(diào)試階段，該階段每天污水中混合菌劑的投放比例為：第一批污水按照每立方米水體與1升的混合菌劑的比例進行投放，第二批污水按照每立方米水體與0.7升的混合菌劑的比例進行投放，第三批污水按照每立方水體與0.5升的混合菌劑的比例進行投放，在調(diào)試階段每天都按照 上述配比進行投放；(b)經(jīng)過調(diào)試階段之后，則污水廠進入穩(wěn)定運行階段，在穩(wěn)定運行階段按照每立方米水體與1升的混合菌劑的比例進行投放。
由于各污水廠的規(guī)模不同，上述第一批、第二批和第三批污水具體的體積根據(jù)各污水廠的規(guī)模來具體確定。
步驟S3：增加污水曝氣環(huán)節(jié)的含氧量
快速調(diào)節(jié)污水廠中的曝氣量從而快速增加污水水體中溶解的氧氣含量，本步驟對曝氣環(huán)節(jié)曝氣量的調(diào)節(jié)與步驟S2中一次投放混合微生物菌劑的階段相對應(yīng)。最開始的3.5個月為污水廠的調(diào)試階段，在該階段控制每月連續(xù)6天的時間使在曝氣環(huán)節(jié)的污水含氧量為6.0～7.0g/m3，經(jīng)過調(diào)試階段之后，則污水廠進入穩(wěn)定運行的階段，在穩(wěn)定運行階段控制每月連續(xù)1.5天的時間使在曝氣環(huán)節(jié)的污水含氧量為6.0～7.0g/m3。
步驟S4：二次投放混合微生物菌劑
當(dāng)污水進入?yún)捬醐h(huán)節(jié)后，再次向污水中投放混合微生物菌劑，本階段的投放按照每立方米污水水體與2.5升的混合微生物菌劑進行配比。該階段添加混合微生物菌劑是為了降低水體中的氧氣含量，從而擴增菌膠團的產(chǎn)生。
步驟S5：提高污泥的回流比例和回流次數(shù)
經(jīng)由步驟S4，進入污泥回流系統(tǒng)的污水中的污泥含量會明顯減少，絲狀菌群被明顯抑制，菌膠團大量產(chǎn)生，但同時還有部分污泥沒有得到很好的處理，因此提高污泥的回流比例和回流次數(shù)，使得調(diào)節(jié)后的污水在厭氧環(huán)節(jié)的停留時間為原厭氧環(huán)節(jié)污水的停留時間的4倍，同時，提高污水在高耗氧環(huán)節(jié)的回流量，使得污水在高耗氧環(huán)節(jié)的回流量為原始高耗氧環(huán)節(jié)的回流量的5倍。
實施例一～實施例三按照工藝中的操作步驟能達到降低污水廠中污泥的產(chǎn)量的效果，使污水水體中的TN、TP、BOD和COD等物質(zhì)也得到了消化代謝，最終使得污水水體的水質(zhì)達標(biāo)，污水中含有的菌劑對環(huán)境也有益。在污水處理廠中采用實施例中的工藝進行處理之后，原有的活性污泥量降低了75％，原水廠的排放等級從一級B提升到了一級A。實施例中凈化污水的方法，調(diào)試期間為3～4個月，后期便可穩(wěn)定自動運 行，且在整個階段中都無需額外增加污水廠的基礎(chǔ)設(shè)施，便能達到增加水廠的運行能力，對污水廠廠區(qū)的擴容和提及改造效果，也達到了節(jié)省硬件設(shè)施成本和土地成本的效果。無論污水廠的污泥產(chǎn)量有多高，實施例中的工藝方法均可適用。在污水廠的治理過程中，所采用的菌劑均為污水自帶的功能菌群，無任何外來菌種，對環(huán)境有益處。實施例一～實施例三能完全避免對化學(xué)藥劑的依賴，尤其是減少了對化學(xué)絮凝試劑的使用，簡化了運行工藝，節(jié)約了能源，降低了污水水廠的運行成本，能夠達到水質(zhì)的安全排放，提升了污水處理廠的經(jīng)濟價值。
應(yīng)該注意的是，上述實施例對本發(fā)明進行說明而不是對本發(fā)明進行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計出替換實施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。