申請日2015.09.11
公開(公告)日2015.11.25
IPC分類號C02F3/02; C02F3/28; C02F101/30; C02F3/34; C02F3/30
摘要
本發(fā)明是一種高濃度含鹽有機廢水的微生物聯(lián)合處理方法,廢水依次經(jīng)過酵母菌處理系統(tǒng)和高鹽生化處理系統(tǒng)進行處理,其中酵母菌處理系統(tǒng)使用復合適鹽酵母菌菌群對廢水中的高濃度有機物進行降解,生化處理系統(tǒng)使用復合適鹽微生物菌群對酵母菌處理系統(tǒng)出水中的有機物進一步降解。該方法是酵母菌處理系統(tǒng)和普通生化處理系統(tǒng)的聯(lián)合應用,在酵母菌處理系統(tǒng)中加入復合適鹽酵母菌菌群,在生化處理系統(tǒng)加入復合適鹽菌菌群;而且,兩類微生物菌群都是各自在敞開高鹽環(huán)境下以混合共培養(yǎng)方法進行制備。本發(fā)明方法尤其適用于總鹽≥3%、COD≥5000mg/L的高鹽高濃有機廢水的處理與凈化,與物化方法相比,處理成本較低。
權(quán)利要求書
1.一種高濃度含鹽有機廢水的微生物聯(lián)合處理方法,其特征在于:廢水依次經(jīng)過酵母菌處理系統(tǒng)和高鹽生化處理系統(tǒng)進行處理,其中酵母菌處理系統(tǒng)使用復合適鹽酵母菌菌群對廢水中的高濃度有機物進行降解,生化處理系統(tǒng)使用復合適鹽微生物菌群對酵母菌處理系統(tǒng)出水中的有機物進一步降解;
所述復合酵母菌菌群是在敞開高鹽環(huán)境下,直接以高鹽環(huán)境樣品為耐鹽酵母菌和嗜鹽酵母菌來源,在鹽濃度1%~20%、pH2~6、溫度20℃~40℃、溶解氧0.1~4.0mg/L的條件下,采用混合培養(yǎng)方法得到;
所述復合適鹽菌菌群是在敞開高鹽環(huán)境下,直接以高鹽環(huán)境樣品為耐鹽菌和嗜鹽菌來源,在鹽濃度1%~20%、pH6~10、溫度10℃~40℃條件下,采用混合培養(yǎng)方法得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度含鹽有機廢水的微生物聯(lián)合處理方法,其特征在于:所述酵母菌處理系統(tǒng)工藝參數(shù):鹽濃度1%~20%、pH2.0~6.0、溫度20℃~40℃、溶解氧0.1~1.0mg/L、處理負荷≤4.0kgCOD/(kgMLSS.d)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度含鹽有機廢水的微生物聯(lián)合處理方法,其特征在于:所述高鹽生化處理系統(tǒng)工藝參數(shù):鹽濃度1%~20%、pH6.0~9.0、溫度10~40℃、處理負荷為≤0.50kgCOD/(kgMLSS.d)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度含鹽有機廢水的微生物聯(lián)合處理方法,其特征在于:所述酵母菌處理系統(tǒng)和高鹽生化處理系統(tǒng),根據(jù)具體水質(zhì)分別設計成多級處理系統(tǒng)。
說明書
一種高濃度含鹽有機廢水的微生物聯(lián)合處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種高濃度含鹽有機廢水的微生物聯(lián)合處理方法。
背景技術(shù)
高鹽(總鹽濃度≥1%)、高COD(COD≥5000mg/L)有機廢水在采油、化工、制藥、食品、發(fā)酵等行業(yè)較為常見。目前,該類廢水往往采用稀釋處理或先除鹽后生化的方法,但是由于廢水高COD,蒸發(fā)過程產(chǎn)生大量母液;若不排出母液則會導致蒸發(fā)系統(tǒng)運行不穩(wěn)定,最終影響整個企業(yè)的正常生產(chǎn);而且蒸發(fā)得到的結(jié)晶鹽一般屬于固廢,其中有些結(jié)晶鹽則屬于危險固廢;最終導致廢水的綜合處理成本及其昂貴。
高鹽廢水一般難以采用普通生化法進行處理;即使是嗜鹽菌,也超過了其能夠處理的COD范圍。因此,目前除蒸發(fā)脫鹽技術(shù)以外,采用濕式催化氧化、萃取、樹脂吸附等物化方法進行處理,也是一種選擇;但是這些方法僅僅對部分高鹽高濃有機廢水具有較好處理效果,適用范圍有限,而且一旦不能回收廢水中的有用物質(zhì),其投資和運行成本也是相當高。
綜合而言,將生物方法用于高鹽高濃度有機廢水處理,成為環(huán)保行業(yè)共同努力的目標。廢水生物處理方法一般是指活性污泥法和生物膜法,主要利用活性污泥和生物膜中微生物群,其中對有機物發(fā)揮降解作用的主要是各種細菌。對于一般高濃度有機廢水,可以采用厭氧生化工藝進行處理;但是對于高鹽、高氨氮、高硫酸鹽等類型的高濃度有機廢水,常規(guī)厭氧工藝往往不能發(fā)揮作用,此時可替代的就是基于酵母菌的廢水生物處理技術(shù)。該技術(shù)充分利用酵母菌所具有的耐酸、耐高滲透壓、耐高濃度氨氮、耐高濃度有機物底物等特性,在高硫酸鈉、高毒性、高氨氮等廢水領(lǐng)域顯示出獨特的應用優(yōu)勢,彌補了現(xiàn)代高效厭氧處理技術(shù)的局限性。經(jīng)過酵母菌處理過的廢水,往往還達不到排放標準,需要進一步處理,而且后續(xù)處理一般為生化處理。目前,將酵母菌處理和生化處理結(jié)合在一起的生物處理工藝已經(jīng)在味精、氨基酸、糖類、發(fā)酵液等行業(yè)得到應用,實現(xiàn)了此類廢水的資源化處理,獲得了較好的環(huán)保和經(jīng)濟效益。
對于高鹽高濃度有機廢水,尤其對于總鹽≥3%、COD≥5000mg/L的廢水,不僅有關(guān)酵母菌處理的研究和工程化案例較少,嗜鹽菌的工程化應用仍然處在研究探索階段。利用耐鹽酵母菌對高鹽高濃度有機廢水進行預處理,降低有機污染物濃度,然后利用適鹽細菌菌群和嗜鹽菌群使廢水中有機污染物濃度達標,將可以使高鹽高濃度有機廢水進行生物處理。從上述分析可知,高鹽高濃度有機廢水生物處理的技術(shù)關(guān)鍵在于獲取能夠適應高鹽環(huán)境的耐鹽酵母菌和高效適鹽細菌菌群,兩方面缺一不可。
現(xiàn)有技術(shù)中,中國專利公開號CN100519444C提供一種了可適用于高鹽高濃度有機廢水的多級酵母低氧處理工藝與方法,但是未能給出有關(guān)耐高鹽酵母菌的選育和培養(yǎng)方法,也未能給出酵母菌處理高鹽高濃度有機廢水的實施例。專利申請?zhí)?01310317975.2提供了一種多級馴化酵母菌去除廢水COD的處理系統(tǒng)和工藝,采用馴化的方法獲取酵母菌。除此以外,更多現(xiàn)有技術(shù)和專利都是采用從環(huán)境中篩選分離酵母菌、嗜鹽菌,進行再培養(yǎng)后再用于污水處理的方法。在有機廢水的生化處理中,也一般采用鹽度馴化、嗜鹽菌接種等方法進行處理,但目前仍未形成如普通生化法可廣泛應用。
因此,目前利用酵母菌對高鹽高濃度有機廢水進行預處理的方法,以及利用細菌對高鹽有機廢水進行凈化處理的方法,存在天然的局限性,這是目前高鹽廢水和高鹽高濃度有機廢水生物處理技術(shù)進展停滯不前的根本原因。這些局限性包括:
(1)無論酵母菌還是細菌,其中的耐鹽種群和非耐鹽種群在耐鹽范圍和耐鹽能力上具有本質(zhì)區(qū)別,其區(qū)別的根本原因是耐鹽的酵母菌和細菌具有適應胞外高滲透壓的生理適應機制,而非耐鹽種不具備。因此,通過馴化的方法,雖然能夠使普通酵母菌和普通細菌獲得一定的耐鹽能力,但是其耐鹽能力不穩(wěn)定,在鹽度沖擊后期處理效果會大幅度降低。
(2)廢水中污染物質(zhì)一般種類較多,成分復雜,尤其是高鹽有機廢水。普通生化處理系統(tǒng)之所以能夠用于有機廢水的生化處理并具有良好的穩(wěn)定性,關(guān)鍵在于生化系統(tǒng)中的活性污泥或生物膜是由多種細菌、原生動物等種群構(gòu)成的復合生態(tài)系統(tǒng)。鹽度馴化過程削弱或破壞了普通非適鹽細菌菌群形成的穩(wěn)定群落結(jié)構(gòu),而在鹽度馴化過程獲得競爭優(yōu)勢的少數(shù)弱嗜鹽菌群和適鹽細菌菌群又由于種類太少難以形成穩(wěn)定的種群群落結(jié)構(gòu),從而導致處理效率不高且效果不穩(wěn)定。采用篩菌的方法獲得耐鹽或嗜鹽酵母菌,以及耐鹽菌或嗜鹽的有機物降解菌,難以構(gòu)建多種群的酵母菌群處理系統(tǒng)和多種群的細菌群處理系統(tǒng)。
(3)環(huán)境微生物大多以互利共生的方式生存,99%以上不能被分離和純培養(yǎng),耐鹽或嗜鹽的酵母菌和細菌都不例外。盡管大多數(shù)酵母菌和細菌不能通過篩選分離的方法獲得,但是在酵母菌處理系統(tǒng)和活性污泥法(生物膜法)生化處理系統(tǒng)中卻普遍存在。但是,相當一部分環(huán)保微生物工程技術(shù)研究人員未能意識到環(huán)境微生物的這種存在特點,試圖通過篩選分離優(yōu)勢降解菌株的方法對原來不能處理廢水進行處理。一方面,菌株篩選的方法工作量巨大,能夠篩選分離到的優(yōu)勢降解菌群種類有限;另一方面,菌株篩選處在滅菌、隔離等封閉環(huán)境,很難確保菌株對廢水的適應性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種新的高濃度含鹽有機廢水的微生物聯(lián)合處理方法,該方法對高鹽高濃有機廢水進行凈化處理,方法操作簡單,便于進行工程化。
本發(fā)明所述適鹽酵母菌菌群,包括微生物分類學上的耐鹽酵母菌和嗜鹽酵母菌。本發(fā)明所述適鹽細菌菌群,包括微生物分類學上的耐鹽細菌、嗜鹽細菌、耐鹽古菌、嗜鹽古菌。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明是一種高濃度含鹽有機廢水的微生物聯(lián)合處理方法,其特點是:廢水依次經(jīng)過酵母菌處理系統(tǒng)和高鹽生化處理系統(tǒng)進行處理,其中酵母菌處理系統(tǒng)使用復合適鹽酵母菌菌群對廢水中的高濃度有機物進行降解,生化處理系統(tǒng)使用復合適鹽微生物菌群對酵母菌處理系統(tǒng)出水中的有機物進一步降解;
所述復合酵母菌菌群是在敞開高鹽環(huán)境下,直接以高鹽環(huán)境樣品為耐鹽酵母菌和嗜鹽酵母菌來源,在鹽濃度1%~20%、pH2~6、溫度20℃~40℃、溶解氧0.1~4.0mg/L的條件下,采用混合培養(yǎng)方法得到;
所述復合適鹽菌菌群是在敞開高鹽環(huán)境下,直接以高鹽環(huán)境樣品為耐鹽菌和嗜鹽菌來源,在鹽濃度1%~20%、pH6~10、溫度10℃~40℃條件下,采用混合培養(yǎng)方法得到;
所述復合酵母菌群的混合培養(yǎng),優(yōu)選2種及2種以上有機碳來源,且其中至少1種有機碳來源為糖類;所述復合適鹽菌菌群的混合培養(yǎng),優(yōu)選2種及2種以上有機碳來源。所述復合適鹽菌菌群,可在混合培養(yǎng)過程中,逐漸形成耐鹽的生物膜或活性污泥。
本發(fā)明所述的一種高濃度含鹽有機廢水的微生物聯(lián)合處理方法,進一步優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述的酵母菌處理系統(tǒng)工藝參數(shù)為:鹽濃度1%~20%、pH2.0~6.0、溫度20℃~40℃、溶解氧0.1~1.0mg/L、處理負荷≤4.0kgCOD/(kgMLSS.d)。
本發(fā)明所述的一種高濃度含鹽有機廢水的微生物聯(lián)合處理方法,進一步優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述高鹽生化處理系統(tǒng)工藝參數(shù):鹽濃度1%~20%、pH6.0~9.0、溫度10~40℃、處理負荷為≤0.50kgCOD/(kgMLSS.d)。
本發(fā)明所述的一種高濃度含鹽有機廢水的微生物聯(lián)合處理方法,進一步優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述酵母菌處理系統(tǒng)和高鹽生化處理系統(tǒng),根據(jù)具體水質(zhì)分別設計成多級處理系統(tǒng)。該生化處理系統(tǒng)可以為厭氧系統(tǒng)、兼氧系統(tǒng)和好氧系統(tǒng),可以為活性污泥法、生物膜及其它工藝。本發(fā)明中所述酵母菌處理系統(tǒng),在處理高鹽高濃有機廢水前,需要以該廢水進行馴化,且馴化過程中,優(yōu)選添加糖類作為共同有機碳來源。
本發(fā)明中所述的高鹽環(huán)境樣品,其來源包括但不限于:海洋、死海、鹽湖、鹽田、鹽堿地、鹽礦、鹽井、曬鹽場、腌制環(huán)境、普通土壤。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果:
(1)能夠?qū)傷}濃度≥3%、COD≥5000的高鹽高濃度有機廢水直接進行生物處理。
(2)本發(fā)明方法操作簡單,便于進行工程化。
(3)采用本發(fā)明方法,可以處理硫酸鈉≥3%、COD≥5000mg/L高濃度有機廢水,其處理成本比單獨的生化方法成本降低50%以上。