公布日：2022.12.09
申請日：2022.06.21
分類號：C02F3/30(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;C02F3/12(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I;C12N1/20(2006.01)N;C12N1/36(2006.01)N;
C02F101/30(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C12R1/07(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及DMF廢水處理領(lǐng)域，公開了一種A/O系統(tǒng)處理DMF廢水的方法，包括以下步驟：將DMF廢水通入?yún)捬醭刂羞M行厭氧生物降解，而后將厭氧池的出水通入好氧池中進行好氧生物降解；所述厭氧池和好氧池的活性污泥中均接種有芽孢桿菌DMF‑4，所述芽孢桿菌DMF‑4已在2022年4月11日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏編號為CCTCCNO：M2022413，微生物分類命名為芽孢桿菌Bacillussp.。本發(fā)明通過在厭氧池和好氧池中接種芽孢桿菌DMF‑4，能夠強化A/O系統(tǒng)對DMF廢水的處理效果，使A/O工藝前無需進行吹脫等物化處理，因而能夠縮短DMF廢水處理流程，降低廢水處理成本和能耗。
權(quán)利要求書
1.一種A/O系統(tǒng)處理DMF廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟：將DMF廢水通入?yún)捬醭刂羞M行厭氧生物降解，而后將厭氧池的出水通入好氧池中進行好氧生物降解；所述厭氧池和好氧池的活性污泥中均接種有芽孢桿菌DMF-4，所述芽孢桿菌DMF-4已在2022年4月11日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏編號為CCTCCNO：M2022413，微生物分類命名為芽孢桿菌Bacillussp.。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述厭氧生物降解和好氧生物降解過程循環(huán)進行1-3次。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述好氧池和厭氧池在投用前，在其中裝入填料和活性污泥，進行填料掛膜和活性污泥的第一階段馴化，而后再進行活性污泥的第二階段馴化和接種芽孢桿菌DMF-4；所述活性污泥的第一階段馴化是以難降解有機物和COD作為選擇壓力，進行活性污泥馴化；所述活性污泥的第二階段馴化是以鹽度作為選擇壓力，進行活性污泥馴化。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述活性污泥的第二階段馴化和接種芽孢桿菌DMF-4的具體過程如下：將DMF廢水的鹽度調(diào)節(jié)至0.8-1.2%，連續(xù)通過厭氧池和好氧池，至出水水質(zhì)穩(wěn)定；而后將DMF廢水的鹽度調(diào)節(jié)至1.8-2.2%，連續(xù)通過厭氧池和好氧池，至出水水質(zhì)穩(wěn)定；再將DMF廢水的鹽度調(diào)節(jié)至2.8-3.2%，連續(xù)通過厭氧池和好氧池，至出水水質(zhì)穩(wěn)定后，向好氧池和厭氧池中投加芽孢桿菌DMF-4，繼續(xù)通入鹽度為2.8-3.2%的DMF廢水，至出水水質(zhì)穩(wěn)定。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述投加芽孢桿菌DMF-4的過程為分批多次投加。
6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述厭氧池中，控制廢水的溶解氧含量低于0.5mg/L。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述好氧池中，控制廢水的溶解氧含量為2-4mg/L。
8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述好氧池和厭氧池中，控制廢水的溫度為25-35℃。
9.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在通入?yún)捬醭厍埃瑢MF廢水的鹽度調(diào)節(jié)至3%及以下，pH調(diào)節(jié)至7.0-8.5。
10.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述厭氧池中的水力停留時間為18-30h，所述好氧池中的水力停留時間為18-30h。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種A/O系統(tǒng)處理DMF廢水的方法。該方法通過在厭氧池和好氧池中接種芽孢桿菌DMF-4，能夠強化A/O系統(tǒng)對DMF廢水的處理效果，使A/O工藝前無需進行吹脫等物化處理，因而能夠縮短DMF廢水處理流程，降低廢水處理成本和能耗。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種A/O系統(tǒng)處理DMF廢水的方法，包括以下步驟：將DMF廢水通入?yún)捬醭刂羞M行厭氧生物降解，而后將厭氧池的出水通入好氧池中進行好氧生物降解；所述厭氧池和好氧池的活性污泥中均接種有芽孢桿菌DMF-4，所述芽孢桿菌DMF-4已在2022年4月11日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏單位地址為中國.武漢.武漢大學(xué)，保藏編號為CCTCCNO：M2022413，微生物分類命名為芽孢桿菌Bacillussp.。
本發(fā)明中使用的菌株DMF-4初步鑒定屬于芽孢桿菌屬(Bacillus)，經(jīng)進一步鑒定，其微生物分類為環(huán)太芽孢桿菌(Bacilluscirculans)。該菌株對DMF和鹽度具有較高的耐受性，能夠在高鹽和高DMF濃度的環(huán)境中生長繁殖，并以DMF為唯一碳源和氮源，通過將DMF降解成DMA和甲酸，再進一步降解成氨和甲醛，實現(xiàn)DMF的高效降解。而在本發(fā)明之前，尚未在環(huán)太芽孢桿菌這一種中發(fā)現(xiàn)能夠降解DMF的菌株。
本發(fā)明將芽孢桿菌DMF-4接種到好氧池和厭氧池中，能通過以下兩方面作用，強化A/O系統(tǒng)對DMF廢水的處理效果：一方面，該菌株本身能夠高效降解高鹽DMF廢水中的DMF，降低廢水COD值；另一方面，該菌株能夠降低DMF廢水的毒性，從而對活性污泥中的其他菌株產(chǎn)生保護作用，促進功能性的菌株生長繁殖，從而有效去除廢水中的COD和氨氮。通過這種方式，在A/O工藝前，無需對DMF廢水進行吹脫等物化處理，即可實現(xiàn)較好的COD和氨氮去除效果，因而能夠縮短DMF廢水處理流程，降低廢水處理成本和能耗。
作為優(yōu)選，所述厭氧生物降解和好氧生物降解過程循環(huán)進行1-3次。
作為優(yōu)選，所述好氧池和厭氧池在投用前，在其中裝入填料和活性污泥，進行填料掛膜和活性污泥的第一階段馴化，而后再進行活性污泥的第二階段馴化和接種芽孢桿菌DMF-4；所述活性污泥的第一階段馴化是以難降解有機物和COD作為選擇壓力，進行活性污泥馴化；所述活性污泥的第二階段馴化是以鹽度作為選擇壓力，進行活性污泥馴化。
DMF廢水具有鹽度高、DMF毒性大、COD值高的特性，可生化性較差，常規(guī)的活性污泥難以適應(yīng)DMF廢水的這些特性，無法有效降解其中的DMF，降低其COD。因此，本發(fā)明在好氧池和厭氧池投用前，分別以難降解有機物和高COD、鹽度為選擇壓力，進行兩個階段的活性污泥馴化，使活性污泥中的微生物在優(yōu)勝劣汰的法則下，優(yōu)勢的菌種逐漸被馴化和篩選出來，能夠在DMF廢水中正常的生長繁殖，因此可以更快的適應(yīng)環(huán)境，有效去除DMF廢水中的COD。
進一步地，所述活性污泥的第二階段馴化和接種芽孢桿菌DMF-4的具體過程如下：將DMF廢水的鹽度調(diào)節(jié)至0.8-1.2％(即氯化鈉含量為8-12g/L)，連續(xù)通過厭氧池和好氧池，至出水水質(zhì)穩(wěn)定；而后將DMF廢水的鹽度調(diào)節(jié)至1.8-2.2％(即氯化鈉含量為18-22g/L)，連續(xù)通過厭氧池和好氧池，至出水水質(zhì)穩(wěn)定；再將DMF廢水的鹽度調(diào)節(jié)至2.8-3.2％(即氯化鈉含量為28-32g/L)，連續(xù)通過厭氧池和好氧池，至出水水質(zhì)穩(wěn)定后，向好氧池和厭氧池中投加芽孢桿菌DMF-4，繼續(xù)通入鹽度為2.8-3.2％的DMF廢水，至出水水質(zhì)穩(wěn)定。
第二階段細分為四個階段，具體如下：1)在0.8-1.2％的鹽度下，雖然對微生物有一定的抑制作用，但是不足以產(chǎn)生刺激，系統(tǒng)內(nèi)的微生物能夠通過自身機制來調(diào)節(jié)細胞內(nèi)滲透壓平衡和保護蛋白質(zhì)，在該階段，能夠降解低鹽DMF廢水中DMF的優(yōu)勢菌種大量繁殖。
2)而后將進水鹽度提高至1.8-2.2％，鹽度升高導(dǎo)致部分淡水微生物死亡，并且使部分微生物細胞的滲透壓變高，引起細胞質(zhì)壁分離，蛋白質(zhì)流失，使酶的活性降低，新陳代謝變得緩慢，只有少部分耐鹽菌株和嗜鹽菌株代謝正常。
3)穩(wěn)定后繼續(xù)將進水鹽度提高至2.8-3.2％，過高的鹽度產(chǎn)生了毒害作用，使大部分淡水微生物死亡，生物種類減少，協(xié)同作用變差，只有少部分耐鹽菌株和嗜鹽菌株代謝正常。
4)經(jīng)上述三個鹽度的篩選后，厭氧池和好氧池中的耐鹽菌株和嗜鹽菌株稱為優(yōu)勢菌種，其大量繁殖提高了整個系統(tǒng)對高鹽廢水的抗負荷能力，但對DMF廢水的處理效果仍然較差。此后，向池內(nèi)投加本發(fā)明的芽孢桿菌DMF-4，該菌株能有效降解高鹽DMF廢水中的DMF，同時可以對活性污泥中功能性的細菌群落的復(fù)蘇和繁殖起到促進作用。
經(jīng)過以上四個階段后，菌株DMF-4與逐漸被馴化耐鹽、嗜鹽菌株成為主要作用的微生物，從而實現(xiàn)對高鹽DMF廢水中COD和氨氮的高效去除。
進一步地，所述投加芽孢桿菌DMF-4的過程為分批多次投加。
采用分批多次投加的方式，可以保證菌株具有較好的代數(shù)，使其在水中濃度保持較高的水平，更容易成為優(yōu)勢菌株，與其他不同種類的降解微生物相互協(xié)調(diào)、共同代謝，有利于對高鹽DMF廢水中COD的去除。
作為優(yōu)選，所述厭氧池中，控制廢水的溶解氧含量低于0.5mg/L。
作為優(yōu)選，所述好氧池中，控制廢水的溶解氧含量為2-4mg/L。
作為優(yōu)選，所述好氧池和厭氧池中，控制廢水的溫度為25-35℃。
作為優(yōu)選，在通入?yún)捬醭厍�，將DMF廢水的鹽度調(diào)節(jié)3％及以下(即氯化鈉含量為30g/L及以下)，pH調(diào)節(jié)至7.0-8.5。
作為優(yōu)選，所述厭氧池中的水力停留時間為18-30h，所述好氧池中的水力停留時間為18-30h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：(1)本發(fā)明中采用的環(huán)太芽孢桿菌DMF-4具有較好的耐鹽和耐DMF性能，并能在高鹽和高DMF濃度的環(huán)境中，以DMF為唯一碳源和氮源，快速生長繁殖并高效降解DMF，而此前尚未發(fā)現(xiàn)有其他環(huán)太芽孢桿菌菌株能夠降解DMF；(2)本發(fā)明通過在厭氧池和好氧池中接種芽孢桿菌DMF-4，能夠強化A/O系統(tǒng)對DMF廢水的處理效果，使A/O工藝前無需進行吹脫等物化處理，即可實現(xiàn)較好的DMF廢水處理效果，因而能夠縮短廢水處理流程，降低處理成本和能耗；(3)在以鹽度作為選擇壓力進行活性污泥馴化的過程中，依次進行0.8-1.2％鹽度馴化、1.8-2.2％鹽度馴化、2.8-3.2％鹽度馴化和芽孢桿菌DMF-4接種，能夠使菌株DMF-4和耐鹽、嗜鹽菌株成為主要作用的微生物，從而實現(xiàn)對高鹽DMF廢水中COD和氨氮的高效去除。
（發(fā)明人：胡正峰;劉帥;譚映宇;包天欣;戴武;蔡俊云;梅榮武;王慧榮;王博）
