申請日2013.10.10
公開(公告)日2013.12.25
IPC分類號C02F9/14; C02F101/38; C02F101/34; C02F3/34
摘要
本發(fā)明公開了利用微生物處理廢水中硝基苯及苯胺的方法，廢水共經(jīng)過三段處理系統(tǒng)，分別是由第一兼氧池和第一好氧池組成的第一處理系統(tǒng)，由Anammox池組成的第二處理系統(tǒng)，由第二兼氧池、第二好氧池組成的第三處理系統(tǒng);并且在第一兼氧池、第一好氧池、Anammox池、第二兼氧池、第二好氧池中，分別加入各自體積1.0%~2.5%的微生物載體以及1.5%~4.0%的環(huán)境微生物制劑。經(jīng)處理后，硝基苯、苯胺廢水的總氮可以控制在20mg/L以下，COD可以控制在80mg/L以下，其他指標(biāo)也可以達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。除硝基苯、苯胺廢水外，本發(fā)明所公開的一種利用微生物處理硝基苯、苯胺廢水總氮的方法，也適用于制藥廢水、發(fā)酵廢水、食品企業(yè)廢水等難降解的生產(chǎn)廢水，還可以用于市政廢水、生活污水的處理。
權(quán)利要求書
1.利用微生物處理廢水中硝基苯及苯胺的方法，其特征在于：廢水共經(jīng)過三段處理系統(tǒng)，分別是由第一兼氧池和第一好氧池組成的第一處理系統(tǒng)，由Anammox池組成的第二處理系統(tǒng)，由第二兼氧池、第二好氧池組成的第三處理系統(tǒng);并且在第一兼氧池、第一好氧池、Anammox池、第二兼氧池、第二好氧池中，分別加入各自體積1.0%~2.5%的微生物載體以及1.5%~4.0%的環(huán)境微生物制劑。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：在第一好氧池后設(shè)置一個(gè)第一沉淀池，所述第一沉淀池能夠進(jìn)行泥水分離，污泥回流至第一兼氧池且回流比例1:1~2;在第二好氧池后設(shè)置一個(gè)第二沉淀池，第二沉淀池完成泥水分離工作，污泥全部回流至第二兼氧池。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一兼氧池的參數(shù)控制為水溫控制25~35℃，pH控制6~9，溶解氧<0.5mg/L，有效污泥濃度在3~6g/L。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一好氧池的參數(shù)控制為反應(yīng)溫度25~30℃、溶解氧2~4mg/L。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述Anammox反應(yīng)池的參數(shù)控制為水溫25~35℃，pH 6~9，溶解氧<0.5mg/ L，有效污泥濃度在3~6g/L。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述第二氧化池的參數(shù)控制為溫度25~30℃、pH值7.5~8.5，溶解氧2~4mg/ L。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于：所述的環(huán)境微生物制劑是在硝基苯、苯胺廢水環(huán)境條件下培養(yǎng)篩選出的，包括47個(gè)屬的74中微生物的混合微生物制劑，具體包含微生物如下：
Alcaligenes faecalis 糞產(chǎn)堿菌
Alcaligenes xylosoxydans 木糖氧化產(chǎn)堿菌
Bacillus alvei 分支芽孢桿菌
Bacillus coagulans 凝結(jié)芽孢桿菌
Bacillus subtilis 枯草芽孢桿菌
Bacillus leutis 遲緩芽孢桿菌
Bacillus firmus 堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌
Bacillus mycoides 狀芽孢桿菌
Nitrobacter winogradskyi 硝化桿菌
Bacillus alcalophilus 嗜堿芽孢桿菌
Bacillus cereus 蠟樣芽孢桿菌
Bacillus licheniformis 地衣芽孢桿菌
Bacillus pumilus 短小芽孢桿菌
Bacillus spaericus 球形芽孢桿菌
Nitrosomonas europaea 亞硝化單胞菌
Nitrosococcus nitrosus 亞硝基亞硝化菌
Rhodopseudomonas palustris 沼澤紅假單胞菌
Rhodopseudomonas acidphia 嗜酸紅假單胞菌
Pseudomonas nitroreducens 硝化假單胞菌
Thiosphaera pantotropha 球硫細(xì)
Achromobacter xerosis 干燥無色菌
Haloferax denitrificans 反硝化鹽富饒菌
Alteromonas denitrificans 反硝化交替單胞菌
Thiobacillus denitrificans 反硝化硫桿菌
Exiguobacterium aurantiacum 金橙黃微小桿菌
Eubacterium formicigenerans 產(chǎn)甲酸真桿菌
Eubacterium nitritogenes 產(chǎn)亞硝酸真桿菌
Eubacterium xylanophilum 嗜聚木糖真桿菌
Aeromonans hydrophila 嗜水氣單胞菌
Aeromonas media 中間氣單胞菌
Aeromonans sobria 溫和氣單胞菌
Pseudomonas alcaligenes 產(chǎn)堿假單胞菌屬
Pseudomonas aureofaciens 致黃色假單胞菌
Pseudomonas chlororaphis 綠針假單胞菌
Acetobacter aceti 醋酸醋桿菌
Acetobacter liquefaciens 液化醋桿菌
Acetobacter xylinum 木醋桿菌
paenibacillus gluconolyticus 解葡聚糖類芽孢桿菌
Lactobacillus fermentum 發(fā)酵乳桿菌
Lactobacillus plantarum 植物乳桿菌
Lactobacillus alimentarius 消化乳桿菌
Lactobacillus amylophillus 食淀粉乳桿菌
Lactobacillus ruminis 瘤胃乳桿菌
Lactobacillus bervis 短乳桿菌
Gluconobacter albidus 淺井氏葡糖桿菌
Gluconobacte oxydans 葡糖氧化桿菌
Anaerovibrio glycerini 甘油厭氧弧菌
Anaerovibrio lipolytica 解脂厭氧弧菌
Synteophobacter wolinii 沃氏互營養(yǎng)桿菌
Synteophobacter pnnigii 芬氏互營養(yǎng)桿菌
Pelobacter acetylenicus 乙炔居泥桿菌
Pelobacter propionicus 產(chǎn)丙酸居泥桿菌
Rarobacter faecitabidus 渣腐稀有桿菌
Saccharomyces telluris(地生酵母)
Erythromonas ursincola 紅單胞菌
Brevibacillus brevis 短短芽孢桿菌
Brevibacterium acetylicum 乙炔短桿菌
Brevibacterium casei 乳酶短桿菌
Haloferax mediterranei 地中海鹽富饒菌
Methanobacterium bryantii 布氏甲烷桿菌
Methanobacterium paluster 沼澤甲烷桿菌
Methanobacterium uliginosum 泥沼甲烷桿菌
Methy1coccus capsulatus 莢膜甲基球菌
Cellulomonas biazotes 雙氮纖維單胞菌
Cellulomonas fimi 糞肥纖維單胞菌
Thiobacillus novellas(新型硫桿菌)
Thiobacillus thioparus(產(chǎn)硫硫桿菌)
Thiobacillus thiooxidans 氧化硫桿菌
paenibacillus thiaminlyticus 解硫膠素類芽抱桿菌
Beggiatoa alba 白色貝氏硫菌
Thiodictyon elegans 美網(wǎng)硫菌
Thiocystis violacea 紫囊硫菌
Thiorhodococcus minus 硫紅球菌
Chlorobium limicola 泥生綠菌。
說明書
利用微生物處理廢水中硝基苯及苯胺的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于生化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及利用微生物處理廢水中硝基苯及苯胺的方法。
背景技術(shù)
苯胺是芳香胺類最有代表性的物質(zhì)，是一種具有芳香氣味的無色油狀液體，廣泛應(yīng)用于國防、印染、塑料、油漆、農(nóng)藥和醫(yī)藥工業(yè)等，同時(shí)也是嚴(yán)重污染環(huán)境和危害人體健康的有害物質(zhì)，是一種“致癌、致畸、致突變”的三致物質(zhì)。由于苯胺對生態(tài)生物的毒性,已經(jīng)被列入“中國環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單”中,在工業(yè)排水中要求嚴(yán)格控制。
硝基苯，分子式為C5H6NO2，相對分子量為123，相對密度1.20，熔點(diǎn)在5.7℃，沸點(diǎn)是210.9℃。硝基苯是淡黃色透明油狀液體，有苦杏仁味，不溶于水，溶于乙醉、乙醚、苯等多數(shù)有機(jī)溶劑。用于溶劑，制造苯胺、染料等。環(huán)境中的硝基苯主要來自化工廠、染料廠的廢水廢氣，尤其是苯胺染料廠排出的污水中含有大量硝基苯。硝基苯在水中具有極高的穩(wěn)定性，由于其密度大于水，進(jìn)入水體后會(huì)沉入水底，長時(shí)間保持不變。又由于其在水中有一定的溶解度，所以造成的水體污染會(huì)持續(xù)相當(dāng)長的時(shí)間。
隨著化工工業(yè)的發(fā)展,苯胺的需求呈明顯上升趨勢,由此進(jìn)入環(huán)境的量也會(huì)越來越多,對環(huán)境的毒害也會(huì)越來越大。如何減少苯胺對環(huán)境的污染,已經(jīng)逐漸引起了人們的關(guān)注。硝基苯類化合物化學(xué)性能穩(wěn)定，苯環(huán)較難開環(huán)降解，常規(guī)的廢水處理方法很難使之凈化。
目前國內(nèi)外對苯胺廢水的處理主要有物理、化學(xué)、生物等方法。鑒于苯胺、硝基苯本身的性質(zhì)，常規(guī)的物理、化學(xué)處理方法存在著處理費(fèi)用較高、容易引起二次污染、處理不達(dá)標(biāo)等問題，難以得到大規(guī)模推廣使用。而鑒于苯胺、硝基苯廢水針對微生物具有很強(qiáng)的毒性，則常規(guī)微生物處理方法難以實(shí)現(xiàn)對其廢水達(dá)標(biāo)處理，或者在做特殊預(yù)處理后生化處理雖能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，但會(huì)造成處理費(fèi)用和工程占地面積的劇增。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是處理硝基苯、苯胺廢水時(shí)所采用常規(guī)生物處理難以達(dá)標(biāo)、占地、運(yùn)行成本方面較高的問題，提供一種利用微生物處理廢水中硝基苯及苯胺的方法。
為此，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：利用微生物處理廢水中硝基苯及苯胺的方法，其特征在于：廢水共經(jīng)過三段處理系統(tǒng)，分別是由第一兼氧池和第一好氧池組成的第一處理系統(tǒng)，由Anammox池組成的第二處理系統(tǒng)，由第二兼氧池、第二好氧池組成的第三處理系統(tǒng);并且在第一兼氧池、第一好氧池、Anammox池、第二兼氧池、第二好氧池中，分別加入各自體積1.0%~2.5%的微生物載體以及1.5%~4.0%的環(huán)境微生物制劑。
更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在第一好氧池后設(shè)置一個(gè)第一沉淀池，所述第一沉淀池能夠進(jìn)行泥水分離，污泥回流至第一兼氧池且回流比例1:1~2;在第二好氧池后設(shè)置一個(gè)第二沉淀池，第二沉淀池完成泥水分離工作，污泥全部回流至第二兼氧池。
更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第一兼氧池的參數(shù)控制為水溫控制25~35℃，pH控制6~9，溶解氧<0.5mg/L，有效污泥濃度在3~6g/L。
更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第一好氧池的參數(shù)控制為反應(yīng)溫度25~30℃、溶解氧2~4mg/L。
更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述Anammox反應(yīng)池的參數(shù)控制為水溫25~35℃，pH 6~9，溶解氧<0.5mg/ L，有效污泥濃度在3~6g/L。
更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第二氧化池的參數(shù)控制為溫度25~30℃、pH值7.5~8.5，溶解氧2~4mg/ L。
更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的環(huán)境微生物制劑是在硝基苯、苯胺廢水環(huán)境條件下培養(yǎng)篩選出的，包括47個(gè)屬的74中微生物的混合微生物制劑，具體包含微生物如下：
Alcaligenes faecalis 糞產(chǎn)堿菌
Alcaligenes xylosoxydans 木糖氧化產(chǎn)堿菌
Bacillus alvei 分支芽孢桿菌
Bacillus coagulans 凝結(jié)芽孢桿菌
Bacillus subtilis 枯草芽孢桿菌
Bacillus leutis 遲緩芽孢桿菌
Bacillus firmus 堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌
Bacillus mycoides 狀芽孢桿菌
Nitrobacter winogradskyi 硝化桿菌
Bacillus alcalophilus 嗜堿芽孢桿菌
Bacillus cereus 蠟樣芽孢桿菌
Bacillus licheniformis 地衣芽孢桿菌
Bacillus pumilus 短小芽孢桿菌
Bacillus spaericus 球形芽孢桿菌
Nitrosomonas europaea 亞硝化單胞菌
Nitrosococcus nitrosus 亞硝基亞硝化菌
Rhodopseudomonas palustris 沼澤紅假單胞菌
Rhodopseudomonas acidphia 嗜酸紅假單胞菌
Pseudomonas nitroreducens 硝化假單胞菌
Thiosphaera pantotropha 球硫細(xì)
Achromobacter xerosis 干燥無色菌
Haloferax denitrificans 反硝化鹽富饒菌
Alteromonas denitrificans 反硝化交替單胞菌
Thiobacillus denitrificans 反硝化硫桿菌
Exiguobacterium aurantiacum 金橙黃微小桿菌
Eubacterium formicigenerans 產(chǎn)甲酸真桿菌
Eubacterium nitritogenes 產(chǎn)亞硝酸真桿菌
Eubacterium xylanophilum 嗜聚木糖真桿菌
Aeromonans hydrophila 嗜水氣單胞菌
Aeromonas media 中間氣單胞菌
Aeromonans sobria 溫和氣單胞菌
Pseudomonas alcaligenes 產(chǎn)堿假單胞菌屬
Pseudomonas aureofaciens 致黃色假單胞菌
Pseudomonas chlororaphis 綠針假單胞菌
Acetobacter aceti 醋酸醋桿菌
Acetobacter liquefaciens 液化醋桿菌
Acetobacter xylinum 木醋桿菌
paenibacillus gluconolyticus 解葡聚糖類芽孢桿菌
Lactobacillus fermentum 發(fā)酵乳桿菌
Lactobacillus plantarum 植物乳桿菌
Lactobacillus alimentarius 消化乳桿菌
Lactobacillus amylophillus 食淀粉乳桿菌
Lactobacillus ruminis 瘤胃乳桿菌
Lactobacillus bervis 短乳桿菌
Gluconobacter albidus 淺井氏葡糖桿菌
Gluconobacte oxydans 葡糖氧化桿菌
Anaerovibrio glycerini 甘油厭氧弧菌
Anaerovibrio lipolytica 解脂厭氧弧菌
Synteophobacter wolinii 沃氏互營養(yǎng)桿菌
Synteophobacter pnnigii 芬氏互營養(yǎng)桿菌
Pelobacter acetylenicus 乙炔居泥桿菌
Pelobacter propionicus 產(chǎn)丙酸居泥桿菌
Rarobacter faecitabidus 渣腐稀有桿菌
Saccharomyces telluris(地生酵母)
Erythromonas ursincola 紅單胞菌
Brevibacillus brevis 短短芽孢桿菌
Brevibacterium acetylicum 乙炔短桿菌
Brevibacterium casei 乳酶短桿菌
Haloferax mediterranei 地中海鹽富饒菌
Methanobacterium bryantii 布氏甲烷桿菌
Methanobacterium paluster 沼澤甲烷桿菌
Methanobacterium uliginosum 泥沼甲烷桿菌
Methy1coccus capsulatus 莢膜甲基球菌
Cellulomonas biazotes 雙氮纖維單胞菌
Cellulomonas fimi 糞肥纖維單胞菌
Thiobacillus novellas(新型硫桿菌)
Thiobacillus thioparus(產(chǎn)硫硫桿菌)
Thiobacillus thiooxidans 氧化硫桿菌
paenibacillus thiaminlyticus 解硫膠素類芽抱桿菌
Beggiatoa alba 白色貝氏硫菌
Thiodictyon elegans 美網(wǎng)硫菌
Thiocystis violacea 紫囊硫菌
Thiorhodococcus minus 硫紅球菌
Chlorobium limicola 泥生綠菌。
第一段處理系統(tǒng)中，兼氧池中的兼氧菌充分利用原水COD通過反硝化作用去除來水中全部硝態(tài)氮，好氧池通過調(diào)整pH值、溶解氧、水力停留時(shí)間、溫度、泥齡等參數(shù)將氨氮的轉(zhuǎn)化控制在亞硝態(tài)階段，使污泥中亞硝化細(xì)菌優(yōu)勢增長，為下一階段厭氧氨氧化反應(yīng)提供良好的條件。
第二段Anammox池為厭氧氨氧化反應(yīng)器。通過投加了高效環(huán)境治理微生物制劑，依托于其高效的厭氧氨氧化作用，將氨氮、亞硝態(tài)氮直接轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)�，�?shí)現(xiàn)氮的高效去除，大大地降低了來水中總氮的濃度，從而減少后段脫氮裝備的污泥負(fù)擔(dān)，進(jìn)而減小生化單元的設(shè)計(jì)溶劑，降低項(xiàng)目占地面積和建設(shè)成本。
第三段處理系統(tǒng)中，停留時(shí)間短，第二兼氧池將Anammox池微生物代謝副產(chǎn)物硝態(tài)氮通過反硝化作用代謝為氮?dú)猓コ龔U水剩余總氮，此過程需投加少量有機(jī)碳源。第三段作為本處理工藝的保障單元，如果Anammox反應(yīng)不能實(shí)現(xiàn)總氮的完全去除，則可通過該段的反硝化作用實(shí)現(xiàn)對殘留氮的去除。第二好氧池同時(shí)實(shí)現(xiàn)了“短程硝化-反硝化”、“同時(shí)硝化-反硝化”、“好氧反硝化”、“厭氧氨氧化”等與傳統(tǒng)硝化-反硝化反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行的生化脫氮反應(yīng)，從而達(dá)到高效、經(jīng)濟(jì)脫總氮和去除有機(jī)物的目的。
經(jīng)本發(fā)明處理后，硝基苯、苯胺廢水的總氮可以控制在20mg/L以下，COD可以控制在80mg/L以下，其他指標(biāo)也可以達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。除硝基苯、苯胺廢水外，本發(fā)明所公開的一種利用微生物處理硝基苯、苯胺廢水總氮的方法，也適用于制藥廢水、發(fā)酵廢水、食品企業(yè)廢水等難降解的生產(chǎn)廢水，還可以用于市政廢水、生活污水的處理。
