[发明专利]生物发酵耦合人工湿地系统净化低碳氮比生活污水的方法

说明书

技术领域

本发明属于污水净化领域，具体涉及一种生物发酵耦合人工湿地系统净化低碳氮比生活污水的方法。

背景技术

人工湿地是指通过模拟天然湿地的结构与功能，根据人们的具体需求而人为设计建造的湿地。人工湿地处理系统可以分为：表面流人工湿地处理系统，水平潜流人工湿地处理系统和垂直潜流人工湿地处理系统。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化及各类动植物的作用。人工湿地具有污染物去除效率高，投资、运行及维护费用低，适用面广，耐冲击负荷强等优点。

随着经济的高速发展和人们生活水平的提高，生活污水中的碳氮比越来越低，为使生活污水处理达标，人们不得不通过各种方法向污水中投加碳源，以此提高碳氮比。目前常用的方法是向污水中投加甲醇、乙醇等有机物，这将极大地提高污水处理代价，同时造成巨大的资源和能源浪费。

中国专利201410170207.3公开了一种利用植物碳源强化人工湿地对低碳高氮污水脱氮的方法和系统，补充的有机碳源主要是植物材料用浸泡液浸泡水解得到水解液，其缺点是只是单纯添加有机碳源，除氮效果不好。

发明内容

本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种生物发酵耦合人工湿地系统净化低碳氮比生活污水方法。

本发明采用以下技术方案：

一种生物发酵耦合人工湿地系统净化低碳氮比生活污水的方法，包括以下步骤：

(1)将秸秆采用酵母菌、放线菌和醋酸杆菌的复合菌剂进行发酵，所述酵母菌、放线菌和醋酸菌的活性菌种数量比为(6～8)：(2～3)：(4～6)，得到微生物发酵液；

(2)将微生物发酵液投加至人工湿地中；

(3)微生物发酵液与生活污水混合，混合液经过人工湿地的处理后得到了净化后的生活污水。

步骤(1)中，每克干秸秆加入0.1～0.2cfu/g活性的微生物。在秸秆中加水，秸秆与水的质量体积比以g/mL计，为1:8～12，使其湿度维持在70～80％，pH在6.0～6.8，发酵温度为35～40℃，发酵时间为一周至两周。发酵结束后得到的发酵液中含有丰富的可被反硝化细菌容易利用的有机酸和醇类物质。

本发明中所用的发酵菌株均可以通过常规的商业途径购买得到。

优选的，本发明采用的酵母菌为产朊假丝酵母(Candidautilis)，购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，菌种保藏编号为31268。

优选的，本发明采用的放线菌为微白色放线菌转换变种(Actinomycesalbidus)，购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，菌种保藏编号为11012。

放线菌能分解许多有机物，包括芳香化合物、石蜡、橡胶、纤维素、木质等复杂化合物。因此，放线菌不仅在自然界物质循环中，更在污水及有机固体废物的生物处理中有积极的作用。

优选的，本发明采用的醋酸杆菌为巴氏醋杆菌(Acetobacterpasteurianus)，购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，菌种保藏编号为20056。

为了使微生物更好的发酵，将秸秆进行粉碎，粉碎至1～2mm。

步骤(1)中，所述秸秆为芦苇秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、薯类秸秆、油菜秸秆、棉花秸秆、香蒲秸秆、水枝棉秸秆、浮萍秸秆或甘蔗秸秆的一种或多种。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源，秸秆也是一种粗饲料。特点是：含碳量高，容易被微生物利用，粗纤维含量高(30％-40％)，并含有木质素等。不同农作物秸秆具有不同的营养特性，根据植物的营养特性的不同，发现将芦苇秸秆制作成微生物发酵液应用在处理低碳氮比的生活污水中，其处理效果最好。

步骤(2)中，为使脱氮效果更加优异，投加是投加至人工湿地的表面上。

步骤(3)中，所述人工湿地的处理条件为：添加微生物发酵液使生活污水的C/N比为4～6:1，温度为25～29℃，时间为3～5天。上述人工湿地的处理条件使得脱氮效果更加优异。

投加至人工湿地的微生物发酵液提高了人工湿地污水中的碳氮比，经过人工湿地的处理后得到了净化后的生活污水。

一种生物发酵耦合人工湿地系统，由微生物发酵系统和湿地单元串联组成。

所述微生物发酵系统包括罐体，罐体上设有空气处理系统、流量计和出水管，罐体内设有微生物菌种和秸秆。

所述空气处理系统用于控制发酵罐的气体交换