[01197982]高硫高氮有机废水处理中功能性微生物组合工艺的关键技术研究及应用

本课题来源于广西科学研究与技术开发计划项目“减排共性技术研究与集成应用示范”所属课题（桂科攻0815004-2-4）,以及计划外课题（横向项目）（梧州神冠蛋白肠衣有限公司、梧州市神生胶原制品有限公司等企业委托的废水处理项目）。在高硫高氮有机废水处理领域,传统的物化处理方法成本高昂,且产生大量的污泥造成二次污染,不能为企业所接受。生物处理方法同样存在着：硫酸盐还原所产生的硫化物对微生物的毒害和抑制、传统生物脱氮工艺需要投加外部碳源以及水处理构筑物多等问题。而解决这些问题的关键在于如何筛选功能性微生物,并将这些功能性微生物进行空间组合,进而实现在尽量少的反应器中去除多组分污染物。本课题针对当前国内高硫高氮有机废水处理中处理工艺繁琐、处理效率低、处理成本高昂等突出问题,围绕功能性微生物空间配置的核心内容,以微氧厌氧EGSB技术、PNH技术创新为重点,结合微生物驯化培养、过程条件控制等重要环节,开展了系统的理论研究、技术开发、装备研制和工程应用。针对高氮有机废水,创新性地提出基于氨氮-亚硝态氮-氮气的氮元素循环路径以及基于有机物-二氧化碳-自养型细菌的碳元素循环的PNH工艺,即在一个反应器中培养驯化出具有较高活性的AOB、NOB和anammox细菌的污泥,构建出氨氮-亚硝态氮-氮气的氮元素循环途径,和有机物-二氧化碳-自养型细菌的碳元素循环途径,实现了氨氮氧化、亚硝态氮还原和有机物碳化固定等物质循环过程的同步进行。针对高硫有机废水,开发了基于硫酸盐-硫化物-单质硫的硫元素循环路径以及基于有机物-甲烷的碳元素循环的微氧厌氧EGSB工艺,在EGSB反应器中培养驯化出同时具有较高活性的硫酸盐还原菌、产甲烷菌和无色硫细菌的污泥,实现了同一个反应器中硫酸盐-硫化物-单质硫的硫元素循环路径,和有机物-甲烷的碳元素循环路径,实现了硫酸盐还原、硫化物氧化和产甲烷三个物质循环过程的同步进行。利用开发的功能性微生物组合工艺在梧州神冠蛋白肠衣有限公司和马山县酒精厂进行了污水处理工程推广应用,在实现污水排放达标的情况下,成功降低了水处理成本,并提供技术支持,协助企业实施清洁生产、实现节能降耗。 （1）研发的PNH组合新工艺已成功应用于梧州神冠蛋白肠衣有限公司思扶厂区、扶典厂区的污水处理工程,建成了合计日处理2500m3污水处理装置,运行稳定,运行结果表明,在日处理量2500立方米、进水氨氮120mg/L的情况下,出水氨氮低于15mg/L、COD低于60mg/L、出水SS低于60mg/L,出水优于《污水综合排放标准》（GB8978-96）一级标准。日均减少氨氮排放量为300kg,与常规工艺相比,年节省污水处理运行成本700万元,产生了间接经济效益2500万。 （2）研发的微氧厌氧EGSB+PNH组合新工艺已成功应用于梧州神冠蛋白肠衣有限公司的污水处理工程,建成了日处理200m3污水处理装置,运行稳定,运行结果表明,在日处理量200立方米、进水氨氮120mg/L的情况下,出水氨氮低于15mg/L、COD低于60mg/L、出水SS低于60mg/L,出水优于污水综合排放标准一级标准。与常规工艺相比,年节省污水处理运行成本140万元,产生了间接经济效益1200万。 （3）研发的微氧厌氧EGSB技术,应用于马山县酒精厂的污水处理工程,建成了日处理870m3污水的微氧厌氧EGSB装置,容积为8000m3,并顺利运行投产,在最优运行条件下,出水水质可以达到《污水综合排放标准》（GB8978-96）三级标准的要求（酒精行业≤1000mg/L）。单质硫的生成率为30.1%,出水中的单质硫浓度可达48.1mg/,日均沼气产生量为4800m3,用沼气代替燃煤,每月可节约燃煤5.6t,折合节省燃煤费用为5.1万元。 （4）制定的《蛋白肠衣行业清洁生产审核技术指南》,为梧州神冠蛋白肠衣有限公司的清洁生产审核提供技术支持,保障了企业通过清洁生产审核验收,改善企业环境管理提供技术支持。