[发明专利]一种高盐废水短程脱氮生物处理方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理、环境保护技术领域，具体涉及一套高盐废水短程脱氮生物处理系统快速构建并稳定维持的技术及装置，尤其是一套直接利用入海河口底泥在实际污水处理工艺中快速高效地构建高盐废水短程脱氮生物系统并实现高盐废水短程脱氮的技术及装置。 

背景技术

含盐废水广泛地产生于化工、制药、制革、采油、食品、渔业、海产品加工、海运以及海水代用等众多的工业实践过程中。这些废水大部分的盐度在2%-10%范围内，被称为高盐废水（盐度大于2%）。在世界范围内，高盐废水总量占全球废水总量的5%。而且随着高盐废水产生途径和产量日益增多，高盐废水水量仍以2%的年增长速率增长。成功处理这些废水的案例很少，大量不符合排放标准的高盐废水排放后会污染地表、土壤、沿海海域甚至是地下水，引发包括盐度污染在内的各种环境问题和生态问题。由于高盐工业废水普遍含有较高浓度的氨氮（大部分高盐废水氨氮浓度在0.1-5g·L^-1），造成沿海和河口地区频繁发生富营养化。另一方面，废水脱氮一直都是污水处理的瓶颈。因此，如何有效、经济地实现高盐废水脱氮成为亟待解决的科学和工程难点问题。 

目前，含盐废水的处理主要有物理化学和生物法两类方法。研究报道的物理化学方法主要有蒸发、混凝、离子交换、电渗析和反渗透技术。这些物理化学方法的优点是在去除有机污染物的同时，可以通过工艺组合实现含盐废水的脱盐。但是，物理化学方法存在着高投资和高处理成本的弊端。为了减少高盐废水的处理成本，现在很多研究都在尝试通过驯化淡水微生物的方式实现含盐废水的生物处理。但是，这种基于淡水微生物盐度驯化处理高盐废水的方式存在很多弊端：①传统的脱氮活性污泥通过盐度驯化后最大的耐受盐度不超过1-2%。在高盐环境（盐度大于2%）下，经盐度驯化的淡水活性污泥受到严重抑制，脱氮效率低下甚至完全停止；②淡水微生物对盐度具有暂时性的适应性。这意味着盐度变化会导致驯化污泥耐盐能力的迅速消失，对处理系统产生严重的干扰；③启动时间较长。淡水活性污泥适应含盐环境往往需要进行超过50天的盐度驯化，而且盐度越高需要的驯化时间越长；④处理效率不高。经过驯化的淡水微生物对污染物呈现中度的降解能力，因此处理效率不高，出水水质也很难达标。现有的研究证明采用驯化淡水活性污泥在不脱盐、不进行盐度稀释的情况下进行高盐废水生物处理是不可行的。因此，高盐废水生物脱氮需要另辟蹊径。 

嗜盐微生物是一类可以生活在高盐环境内的极端微生物，广泛地生长在自然界中的高盐环境内。根据这些微生物最优的盐度生存范围（1-30%），嗜盐微生物分为耐盐菌、轻度嗜盐菌、中度嗜盐菌和极端嗜盐菌。这些微生物在长期的进化过程中形成了独特的在高渗环境中生存的能力，具有极为特殊的生理结构和代谢机制。嗜盐微生物通常是通过代谢作用适应其所处生境而得以存活并发挥作用，其细胞膜、细胞壁结构性成分和功能性成分的稳定性、反应动力学、酶系的性质、代谢途径、及信息传递、蛋白质核酸成分及构象等方面为了适应高盐环境而具有的特异性。这些耐盐机制保证了嗜盐微生物可以在高盐环境内进行新陈代谢和生长。因此，利用嗜盐微生物并工程化将为实现高盐废水生物处理提供解决方案。 

短程硝化反硝化脱氮工艺也称为亚硝酸型生物脱氮工艺，其基本原理就是将硝化过程控制在亚硝酸盐阶段，阻止亚硝酸盐的进一步氧化，然后直接利用亚硝酸盐进行反硝化。短程硝化的优势体现在减少能耗，提高反硝化速率，减少反应器容积，节省基建投资等等。为此，如果在高盐废水生物脱氮过程中通过工艺控制实现短程脱氮，将进一步减少高盐废水处理成本，节省基建投资。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种高盐废水短程脱氮生物处理的装置及方法。实现在不脱盐、不进行盐度稀释的情况下进行高盐废水生物脱氮处理。同时进一步减少处理成本，克服淡水微生物盐度驯化方法启动周期长、不稳定等严重制约工程应用的问题。在保证出水水质安全与稳定的前提下，提高处理效率，节省运行能耗和费用。 

本发明所采取的技术方案是：