申請日2015.09.11
公開(公告)日2015.11.25
IPC分類號C02F3/34; C02F3/28; C02F3/02; C02F3/30
摘要
本發(fā)明提供一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法。適鹽微生物是指能夠適應(yīng)高鹽環(huán)境并進(jìn)行正常生長代謝的微生物，包括耐鹽和嗜鹽的細(xì)菌、酵母菌、古菌和微型動物。利用適鹽微生物處理高鹽廢水的步驟是：生化系統(tǒng)中加入適鹽微生物菌群;在1%~25%的進(jìn)水鹽濃度范圍內(nèi)下對適鹽微生物菌群進(jìn)行混合培養(yǎng)，提高其污染物降解能力，并得到泥水分離性能和沉淀性能良好的適鹽微生物聚集體，如活性污泥和生物膜;穩(wěn)定生化系統(tǒng)工藝參數(shù)和進(jìn)水水質(zhì)，使生化出水達(dá)標(biāo)或達(dá)到設(shè)計要求。采用本發(fā)明方法，可對生化系統(tǒng)進(jìn)水鹽濃度1%~25%的高鹽廢水進(jìn)行生化處理，且適鹽微生物菌劑只需添加一次，因此投資和運(yùn)行成本均能降低。
權(quán)利要求書
1.一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：包括以下步驟：
(1)向生化系統(tǒng)中加入適鹽微生物菌群;
(2)所述生化系統(tǒng)在1%~25%鹽濃度范圍內(nèi)對適鹽微生物菌群進(jìn)行混合培養(yǎng)，直至系統(tǒng)中出現(xiàn)泥水分離性能良好的微生物聚集體;
(3)所述生化系統(tǒng)加入高鹽廢水，并且在進(jìn)水鹽濃度1%~25%且穩(wěn)定的情況下，對適鹽微生物菌群的污染物降解能力進(jìn)行馴化;
(4)穩(wěn)定生化系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)，對生化工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，直至生化出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)或達(dá)到設(shè)計要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：所述高鹽廢水B/C>0.3，或經(jīng)預(yù)處理后使其B/C>0.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：所述高鹽廢水CODCr<20000mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：所述適鹽微生物菌群，是按照專利申請?zhí)枮镃N201310540099.X所公開的方法制備得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：所述適鹽微生物菌群的的初始加入濃度不低于200mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：所述適鹽微生物菌群，根據(jù)高鹽廢水的平均鹽濃度，按照以下原則進(jìn)行選擇：
(1)當(dāng)高鹽廢水平均鹽濃度在1%~3%范圍內(nèi)，選擇1%~3%鹽濃度范圍內(nèi)獲得的適鹽微生物菌群;
(2)當(dāng)高鹽廢水平均鹽濃度在3%~12%范圍內(nèi)，選擇3%~12%鹽濃度范圍內(nèi)獲得的適鹽微生物菌群;
(3)當(dāng)高鹽廢水平均鹽濃度在12%~17%范圍內(nèi)，選擇12%~17%鹽濃度范圍內(nèi)獲得的適鹽微生物菌群;
(4)當(dāng)高鹽廢水平均鹽濃度在17%~25%范圍內(nèi)，選擇17%~25%鹽濃度范圍內(nèi)獲得的適鹽微生物菌群。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：步驟(3)適鹽微生物菌群混合培養(yǎng)的鹽濃度與高鹽廢水鹽濃度保持一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：通過進(jìn)水水量水質(zhì)調(diào)節(jié)，確保進(jìn)水鹽濃度變化范圍不超過所述高鹽廢水平均鹽濃度的±20%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：所述生化系統(tǒng)水溫為5~15℃、15~40℃或40~55℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：所述生化系統(tǒng)pH6.0~9.0。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：所述生化系統(tǒng)由一個或多個反應(yīng)器串聯(lián)或并聯(lián)組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：所述生化系統(tǒng)中單個反應(yīng)器的工藝為好氧、缺氧、微氧、水解酸化或厭氧。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或11所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：所述生化系統(tǒng)或單個反應(yīng)器采用單點(diǎn)或多點(diǎn)進(jìn)水方式。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：所述生化系統(tǒng)中單個反應(yīng)器內(nèi)溶解氧為2.0~4.0mg/L、1.0~2.0mg/L、0.5~1.0mg/L、0.1~0.5mg/L或小于0.1mg/L。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：步驟(2)所述適鹽微生物菌群形成的聚集體，包括適鹽活性污泥、適鹽生物膜、適鹽顆粒污泥或者及其它形式。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，其特征在于：適鹽微生物菌群降解污染物的有機(jī)負(fù)荷為0.50~1.00kgCOD/(kgMLSS·d)、0.20~0.50kgCOD/(kgMLSS·d)、0.1~0.20kgCOD/(kgMLSS·d)或小于0.10kgCOD/(kgMLSS·d)。
說明書
一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于高鹽廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法。
背景技術(shù)
高鹽廢水處理方法主要包括物化方法、生化方法及其組合工藝。物化方法包括蒸發(fā)、膜分離、離子交換、高級氧化、電解等，這些技術(shù)無論多先進(jìn)，其處理思路主要都是先分離廢水中的無機(jī)鹽，然后再使脫鹽或稀釋后的廢水處理達(dá)標(biāo);因此，其投資成本和運(yùn)行成本均很高，而且除鹽產(chǎn)生的蒸發(fā)母液、固體鹽、反滲透濃縮液等屬于固廢或危險固廢。生化方法處理高鹽廢水的運(yùn)行成本雖然較低，但由于高鹽廢水中無機(jī)鹽對普通微生物細(xì)胞的毒害、抑制作用，使得生化處理技術(shù)難以在高鹽廢水處理中得到大規(guī)模應(yīng)用。
目前高鹽廢水生化處理方法主要包括：鹽度馴化、稀釋生化、選擇耐鹽度高的生化工藝、接種嗜鹽菌強(qiáng)化生物處理。鹽度馴化普通活性污泥可以使其獲得一定的耐鹽能力，但依靠馴化獲得的耐鹽能力很有限，一般不超過3.5%，最高不超過5%;而且，馴化獲得的活性污泥耐鹽能力不穩(wěn)定、抗鹽度沖擊能力差;其技術(shù)缺陷還包括：馴化時間長、在高鹽環(huán)境下處理效率下降、出水渾濁、污泥沉降性差、受淡水沖擊后耐鹽能力容易喪失等。先稀釋再生化可以避免高鹽濃度對微生物的抑制和毒害作用，但廢水處理投資和運(yùn)行費(fèi)用都增加，只適用于水量小且有其它低鹽廢水來源進(jìn)行稀釋的情況。生物膜法雖然比活性污泥法具有更強(qiáng)的耐鹽能力和抗鹽度沖擊能力，但未利用嗜鹽菌的普通生物膜工藝其處理效率隨進(jìn)水鹽濃度的增加而下降。接種嗜鹽菌，可以強(qiáng)化普通生化系統(tǒng)對高鹽廢水處理的效果，但由于嗜鹽菌通過富集、篩選、分離、鑒定、發(fā)酵培養(yǎng)等步驟的獲取成本較高，使其僅僅以實(shí)驗(yàn)室研究為主。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是針對現(xiàn)有高鹽廢水生化處理技術(shù)的缺陷，從影響高鹽廢水生化處理效果和穩(wěn)定性的微生物著手，提供一種新的利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法。
本發(fā)明所指適鹽微生物，是指適應(yīng)高鹽環(huán)境、且能夠在高鹽環(huán)境下正常生長代謝的微生物，包括嗜鹽和耐鹽的細(xì)菌、真菌、古菌、原生動物、后生動物及其它微生物。
本發(fā)明的原理與思路是：
廢水生化處理過程污染物的降解與去除是微生物以廢水的有機(jī)污染物作為碳源和能源進(jìn)行生長代謝且不同種類微生物相互協(xié)作、相互競爭等作用的綜合結(jié)果。因此，從微生物處理廢水的效率角度進(jìn)行分析，只有能夠適應(yīng)高鹽環(huán)境并能夠在高鹽環(huán)境中進(jìn)行正常生長代謝的微生物，即適鹽微生物，才可以保證高鹽廢水生化處理的高效性。具體到某一種屬的嗜鹽或耐鹽微生物，其能夠存活的鹽濃度范圍和與能夠正常生長代謝而不受抑制的鹽濃度范圍不同，且往往后者的范圍比前者窄很多;而實(shí)際廢水的鹽濃度范圍往往變化較大，因而單一種類或少數(shù)幾種適鹽微生物難以保證高鹽廢水生化處理效果的穩(wěn)定性。因此，解決高鹽廢水生化處理技術(shù)實(shí)用化的根本途徑是在獲取足夠種類的耐鹽和嗜鹽微生物，構(gòu)建一個微生物生態(tài)系統(tǒng)，然后對這個具有豐富生物多樣性的微生物生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行合理利用，維持其對高鹽廢水生化處理的高效性和穩(wěn)定性，并盡可能降低廢水處理運(yùn)行成本。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明是一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法，包括以下步驟：
(1)生化系統(tǒng)中加入能夠降解污染物的適鹽微生物菌群;
(2)所述生化系統(tǒng)在1%~25%鹽濃度范圍內(nèi)對適鹽微生物菌群進(jìn)行混合培養(yǎng)，直至系統(tǒng)中出現(xiàn)泥水分離性能良好的微生物聚集體;
(3)所述生化系統(tǒng)加入高鹽廢水，并且在進(jìn)水鹽濃度1%~25%且穩(wěn)定的情況下，對適鹽微生物菌群的污染物降解能力進(jìn)行馴化;
(4)穩(wěn)定生化系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)，對生化工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，直至生化出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)或達(dá)到設(shè)計要求。前述生化工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整可以按照生化出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)或達(dá)到設(shè)計要求按現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)生化出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)或達(dá)到設(shè)計要求。
本發(fā)明所述的一種利用適鹽微生物處理高鹽廢水的方法的技術(shù)方案中，優(yōu)選的技術(shù)方案或者技術(shù)特征是：
本發(fā)明技術(shù)方案中，待處理高鹽廢水需具備一定可生化性，一般情況下B/C不小于0.3，或采用預(yù)處理使其B/C>0.3。
本發(fā)明技術(shù)方案中，待處理高鹽廢水CODcr不宜太高，否則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行預(yù)處理，使適鹽微生物生化處理系統(tǒng)進(jìn)水CODCr不超過10000mg/L。
本發(fā)明技術(shù)方案中，加入的適鹽微生物菌群，可以為現(xiàn)有技術(shù)中公開的任何一種可適用于本發(fā)明的適鹽微生物菌或菌群，優(yōu)選按照專利申請?zhí)枮镃N201310540099.X所公開的方法制備得到。該發(fā)明發(fā)明人、專利權(quán)人均與本發(fā)明相同，故在此引用。
本發(fā)明技術(shù)方案中，適鹽微生物菌群的初始加入濃度，應(yīng)當(dāng)有利于適鹽微生物菌群通過混合培養(yǎng)形成微生物聚集體，其濃度最好不低于200mg/L，且相對高的初始加入濃度有利于適鹽微生物聚集體的快速形成。
本發(fā)明技術(shù)方案中，適鹽微生物菌群應(yīng)當(dāng)根據(jù)待處理高鹽廢水的鹽濃度，按照以下原則進(jìn)行選擇性投加：
�、佼�(dāng)高鹽廢水平均鹽濃度在1%~3%范圍內(nèi)，選擇1%~3%鹽濃度范圍內(nèi)獲得的適鹽微生物菌群。
�、诋�(dāng)高鹽廢水平均鹽濃度在3%~12%范圍內(nèi)，選擇3%~12%鹽濃度范圍內(nèi)獲得的適鹽微生物菌群。
③當(dāng)高鹽廢水平均鹽濃度在12%~17%范圍內(nèi)，選擇12%~17%鹽濃度范圍內(nèi)獲得的適鹽微生物菌群。
④當(dāng)高鹽廢水平均鹽濃度在17%~25%范圍內(nèi)，選擇17%~25%鹽濃度范圍內(nèi)獲得的適鹽微生物菌群。
本發(fā)明技術(shù)方案中，控制進(jìn)水鹽濃度的相對穩(wěn)定有利于最大程度發(fā)揮適鹽微生物對廢水中污染物的降解效果。鹽濃度控制的兩個基本原則是：
�、龠m鹽微生物菌群混合培養(yǎng)的鹽濃度與廢水鹽濃度保持一致;
�、谶M(jìn)水鹽濃度變化范圍不超過待處理高鹽廢水鹽濃度平均值的±20%。
本發(fā)明技術(shù)方案中，生化系統(tǒng)水溫最好根據(jù)實(shí)際情況，控制在5~15℃、15~40℃或40~55℃。
本發(fā)明技術(shù)方案中，生化系統(tǒng)pH，控制在一般生化所需的6.0~9.0范圍內(nèi)。
本發(fā)明技術(shù)方案中，生化系統(tǒng)處理不同的高鹽廢水，有不同的工藝設(shè)計形式。從穩(wěn)定進(jìn)水水質(zhì)和進(jìn)水鹽濃度考慮，將生化系統(tǒng)設(shè)計成1個或多個生化反應(yīng)器(池)串聯(lián)或并聯(lián)組成的多段或多級生化系統(tǒng)，采用單點(diǎn)或多點(diǎn)進(jìn)水方式，可降低進(jìn)水鹽濃度對生化系統(tǒng)的沖擊。單個反應(yīng)器內(nèi)的生化工藝可以為好氧、缺氧、微氧、水解酸化、厭氧及其它，從而形成不同形式的組合生化處理工藝。
本發(fā)明技術(shù)方案中，生化系統(tǒng)中單個反應(yīng)器內(nèi)溶解氧根據(jù)工藝需要，可控制在2.0~4.0mg/L、1.0~2.0mg/L、0.5~1.0mg/L、0.1~0.5mg/L或小于0.1mg/L。
本發(fā)明技術(shù)方案中，適鹽微生物菌群混合培養(yǎng)形成的微生物聚集體，包括但不限于活性污泥、生物膜、顆粒污泥及其它形式。
本發(fā)明技術(shù)方案中，適鹽微生物處理高鹽廢水的負(fù)荷，在生化系統(tǒng)不同反應(yīng)器、不同工藝條件下，應(yīng)當(dāng)有所不同。根據(jù)廢水水質(zhì)和單個反應(yīng)器內(nèi)采用的生化工藝，單個反應(yīng)器內(nèi)微生物負(fù)荷為0.50~1.00kgCODCr/(kgMLSS·d)、0.20~0.50kgCODCr/(kgMLSS·d)或0.20kgCODCr/(kgMLSS·d)以下。
采用本發(fā)明方法，總鹽1%~25%、CODCr<20000mg/L且B/C>0.3的高鹽廢水可直接進(jìn)行生化處理甚至處理達(dá)標(biāo)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
(1)采用本發(fā)明方法，可對總鹽最高達(dá)到25%的高鹽廢水進(jìn)行生化處理，大大拓展了生化方法處理廢水的耐鹽濃度上限。
(2)采用本發(fā)明方法，高鹽廢水處理成本可降至0.5~5元/噸;而現(xiàn)有高鹽廢水處理成本普遍在40元/噸以上。
(3)采用本發(fā)明方法，高鹽廢水可直接在廢水鹽濃度下進(jìn)行啟動調(diào)試，縮短調(diào)試周期�，F(xiàn)有高鹽廢水處理系統(tǒng)。
