公布日：2022.04.26
申請(qǐng)日：2021.11.28
分類號(hào)：C02F3/34(2006.01)I;C02F9/14(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/34(2006.01)N;C02F101/36(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種高濃度有機(jī)廢水生物發(fā)酵預(yù)處理方法及其應(yīng)用，其能解決現(xiàn)有物化處理工藝設(shè)備投資及運(yùn)行成本高、耗能大、易引起二次污染的技術(shù)問(wèn)題。一種高濃度有機(jī)廢水生物發(fā)酵預(yù)處理方法，可減少或者避免使用鐵碳微電解、芬頓、蒸發(fā)濃縮等物化處理工藝，大幅降低廢水處理成本，包括以下步驟：S1生物發(fā)酵預(yù)處理啟動(dòng)；S2生物發(fā)酵預(yù)處理調(diào)試運(yùn)行；S3生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明本發(fā)明通過(guò)設(shè)置合理的菌種配比、啟動(dòng)及運(yùn)行條件，通過(guò)菌種發(fā)酵的方式改變CODcr高達(dá)上萬(wàn)甚至幾萬(wàn)高濃有機(jī)廢水的理化性質(zhì)，降低廢水CODcr、TN，并且使廢水變成低毒性、易生化的“類發(fā)酵廢水”，降低廢水后續(xù)處理成本且不產(chǎn)生二次污染。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種高濃度有機(jī)廢水生物發(fā)酵預(yù)處理方法，其特征在于，所述高濃度有機(jī)廢水的CODcr范圍為10000mg/L～30000mg/L；所述方法包括以下步驟：1)生物發(fā)酵預(yù)處理啟動(dòng)階段，將增殖后的復(fù)合菌菌液與稀釋后的高濃度有機(jī)廢水于生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)中混合，曝氣培養(yǎng)至系統(tǒng)廢水當(dāng)天的CODcr去除率與前一天的CODcr去除率的差值為5％‑10％且CODcr去除率>50％，生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)啟動(dòng)完成，復(fù)合菌菌液組成為，按體積百分比計(jì)，20％‑40％體積百分?jǐn)?shù)的芽孢桿菌，20％‑40％的假單胞菌，5％‑15％的不動(dòng)桿菌，5％‑15％的嗜鹽菌，5％‑15％的寡養(yǎng)單胞菌，3％‑10％的產(chǎn)堿桿菌，3％‑10％的醋酸桿菌，各種菌混合前的菌密度≥5*1010CFU/mL；2)生物發(fā)酵預(yù)處理調(diào)試運(yùn)行階段，將高濃度有機(jī)廢水稀釋，調(diào)節(jié)廢水pH2‑7，CODcr/TN＝40‑80：1，TP＝20‑50mg/L，將稀釋并調(diào)節(jié)后的廢水泵入生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)中進(jìn)行生物處理，生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)保持連續(xù)進(jìn)水和出水，當(dāng)CODcr去除率提升至最高值時(shí)所需時(shí)間確定為最佳停留時(shí)間，即穩(wěn)定運(yùn)行的單個(gè)周期，然后穩(wěn)定運(yùn)行2‑3個(gè)周期，開(kāi)始逐步提高進(jìn)水CODcr負(fù)荷，并重復(fù)步驟2)以上步驟，保持提升進(jìn)水CODcr負(fù)荷后所能達(dá)到的最高CODcr去除率與提升進(jìn)水CODcr負(fù)荷前所能達(dá)到的最高CODcr去除率的比值≥80％，以確定穩(wěn)定運(yùn)行階段的CODcr目標(biāo)值時(shí)，生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)調(diào)試完成；3)生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行階段，若步驟2)獲得CODcr目標(biāo)值低于高濃度有機(jī)廢水的CODcr原值，則對(duì)高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行稀釋，若步驟2)獲得CODcr目標(biāo)值等于高濃度有機(jī)廢水的CODcr原值，則高濃度有機(jī)廢水無(wú)需稀釋；調(diào)節(jié)廢水pH2‑7，CODcr/TN＝40‑80：1，TP＝20‑50mg/L后泵入生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行生物處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度有機(jī)廢水生物發(fā)酵預(yù)處理方法，其特征在于，步驟1)中，復(fù)合菌菌液的增殖過(guò)程如下，向生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)中投加系統(tǒng)有效容積5％的復(fù)合菌菌液、系統(tǒng)有效容積45％復(fù)合菌增殖培養(yǎng)基，系統(tǒng)運(yùn)行條件溫度30℃，溶解氧4‑6mg/L，pH7‑8，曝氣運(yùn)行至系統(tǒng)中菌懸液OD600≥1.5A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度有機(jī)廢水生物發(fā)酵預(yù)處理方法，其特征在于，步驟1)中，稀釋后的高濃度有機(jī)廢水CODcr范圍為8000‑10000mg/L，并且調(diào)節(jié)廢水pH7‑8；步驟1)中，增殖后的復(fù)合菌菌液與稀釋后的高濃度有機(jī)廢水混合后，系統(tǒng)運(yùn)行條件為溫度30℃，溶解氧2‑3mg/L，pH7‑8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度有機(jī)廢水生物發(fā)酵預(yù)處理方法，其特征在于，步驟2)中，生物處理過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行條件為溫度30℃，溶解氧2‑3mg/L，pH7‑9。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度有機(jī)廢水生物發(fā)酵預(yù)處理方法，其特征在于，步驟2)中，加入尿素、磷酸二氫鉀調(diào)節(jié)稀釋后廢水CODcr/TN、TP。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度有機(jī)廢水生物發(fā)酵預(yù)處理方法，其特征在于，步驟2)中，逐步提高進(jìn)水CODcr負(fù)荷具體以4000‑10000mg/LCODcr為一個(gè)提升梯度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度有機(jī)廢水生物發(fā)酵預(yù)處理方法，其特征在于，步驟2)和步驟3)中，每噸稀釋后廢水中加入微量元素溶液和生長(zhǎng)因子溶液各0.3L，所述微量元素溶液配方為，H3BO31g、MnSO44.25g、ZnSO40.5g、CaCl20.5g、KCl10g、CuSO4.5H2O0.15g、NaMoO4.2H2O0.1g、MgSO45g、水1L；所述生長(zhǎng)因子溶液配方為，生物素1g、復(fù)合氨基酸1g、鹽酸硫胺1g、水1L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃度有機(jī)廢水生物發(fā)酵預(yù)處理方法，其特征在于，步驟3)中，生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行2‑3個(gè)周期后，將部分系統(tǒng)出水進(jìn)行離心，離心后菌泥于2‑6℃保存；當(dāng)系統(tǒng)處理效果和菌懸液OD600值均呈下降趨勢(shì)時(shí)，停止進(jìn)水，排掉系統(tǒng)有效體積20％的菌懸液，接入系統(tǒng)有效體積1％的菌泥，補(bǔ)入系統(tǒng)有效體積20％的復(fù)合菌增殖培養(yǎng)基，運(yùn)行條件溫度30℃，溶解氧4‑6mg/L，pH7‑8，曝氣運(yùn)行至系統(tǒng)CODcr去除率恢復(fù)至最高值。
9.如權(quán)利要求1～8中任一所述方法在奧拉西坦、左乙拉西坦制藥廢水中的應(yīng)用，其特征在于：復(fù)合菌菌液組成為，按體積百分?jǐn)?shù)計(jì)，30％的枯草芽孢桿菌ATCC6633，25％的銅綠假單胞菌ATCC9027，15％的瓊氏不動(dòng)桿菌ATCC17908，10％的黃海嗜鹽菌ATCC700076，10％的嗜酸寡養(yǎng)單胞菌ATCC21910，5％的糞產(chǎn)堿桿菌ATCC8750，5％的葡糖醋桿菌ATCC23769。
10.如權(quán)利要求1～8中任一所述方法在四苯甲酸、均四苯甲酸二酐精細(xì)化工廢水中的應(yīng)用，其特征在于：復(fù)合菌菌液組成為，按體積百分?jǐn)?shù)計(jì)，25％的枯草芽孢桿菌ATCC6633，25％的惡臭假單胞菌ATCC23483，15％的瓊氏不動(dòng)桿菌ATCC17908，10％的黃海嗜鹽菌ATCC700076，5％的嗜酸寡養(yǎng)單胞菌ATCC21910，10％的產(chǎn)堿假單胞菌ATCC14909，10％的葡糖醋桿菌ATCC23769。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種高濃度有機(jī)廢水生物發(fā)酵預(yù)處理方法及其應(yīng)用，可減少或者避免使用鐵碳微電解、芬頓、蒸發(fā)濃縮等物化處理工藝，大幅降低廢水處理成本且不產(chǎn)生二次污染。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種高濃度有機(jī)廢水生物發(fā)酵預(yù)處理方法，其特征在于，
所述高濃度有機(jī)廢水的CODcr范圍為10000mg/L～30000mg/L；
所述方法包括以下步驟：
1)生物發(fā)酵預(yù)處理啟動(dòng)階段，將增殖后的復(fù)合菌菌液與稀釋后的高濃度有機(jī)廢水于生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)中混合，曝氣培養(yǎng)至系統(tǒng)廢水當(dāng)天的CODcr去除率與前一天的CODcr去除率的差值為5％‑10％且CODcr去除率>50％，生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)啟動(dòng)完成，
復(fù)合菌菌液組成為，按體積百分比計(jì)，20％‑40％的芽孢桿菌(Bacillus)，20％‑40％的假單胞菌(Pseudomonas)，5％‑15％的不動(dòng)桿菌(Acinetobacter)，5％‑15％的嗜鹽菌(Halophiles)，5％‑15％的寡養(yǎng)單胞菌(Stenotrophomonas)，3％‑10％的產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes)，3％‑10％的醋酸桿菌(Acetobacter)，各種菌混合前的菌密度≥5*1010CFU/mL；
CODcr去除率＝×100％，其中，CODcr.0是稀釋后的高濃度有機(jī)廢水CODcr初始值，CODcr.N是曝氣第N天的CODcr被測(cè)值。
2)生物發(fā)酵預(yù)處理調(diào)試運(yùn)行階段，將高濃度有機(jī)廢水稀釋，調(diào)節(jié)廢水pH2‑7，CODcr/TN＝40‑80：1，TP＝20‑50mg/L，將稀釋并調(diào)節(jié)后的廢水泵入生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)中進(jìn)行生物處理，生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)保持連續(xù)進(jìn)(廢)水和出(廢)水，當(dāng)CODcr去除率提升至最高值時(shí)所需時(shí)間確定為最佳停留時(shí)間，即穩(wěn)定運(yùn)行的單個(gè)周期，然后穩(wěn)定運(yùn)行2‑3個(gè)周期，開(kāi)始逐步提高進(jìn)水CODcr負(fù)荷，并重復(fù)步驟2)以上步驟，保持提升進(jìn)水CODcr負(fù)荷后所能達(dá)到的最高CODcr去除率與提升進(jìn)水CODcr負(fù)荷前所能達(dá)到的最高CODcr去除率的比值≥80％，以確定穩(wěn)定運(yùn)行階段的CODcr目標(biāo)值時(shí)，生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)調(diào)試完成；
3)生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行階段，若步驟2)獲得CODcr目標(biāo)值低于高濃度有機(jī)廢水的CODcr原值，則對(duì)高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行稀釋，若步驟2)獲得CODcr目標(biāo)值等于高濃度有機(jī)廢水的CODcr原值，則高濃度有機(jī)廢水無(wú)需稀釋；調(diào)節(jié)廢水pH2‑7，CODcr/TN＝40‑80：1，TP＝20‑50mg/L后泵入生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行生物處理。
進(jìn)一步的，步驟1)中，復(fù)合菌菌液的增殖過(guò)程如下，向生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)中投加系統(tǒng)有效容積5％的復(fù)合菌菌液、系統(tǒng)有效容積45％復(fù)合菌增殖培養(yǎng)基，系統(tǒng)運(yùn)行條件溫度30℃，溶解氧4‑6mg/L，pH7‑8，曝氣運(yùn)行至系統(tǒng)中菌懸液OD600≥1.5A；
步驟1)中，稀釋后的高濃度有機(jī)廢水CODcr范圍為8000‑10000mg/L，并且調(diào)節(jié)廢水pH7‑8；
步驟1)中，增殖后的復(fù)合菌菌液與稀釋后的高濃度有機(jī)廢水混合后，系統(tǒng)運(yùn)行條件為溫度30℃，溶解氧2‑3mg/L，pH7‑8。
進(jìn)一步的，步驟2)中，生物處理過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行條件為溫度30℃，溶解氧2‑3mg/L，pH7‑9；
步驟2)中，加入尿素、磷酸二氫鉀調(diào)節(jié)稀釋后廢水CODcr/TN、TP；
步驟2)中，逐步提高進(jìn)水CODcr負(fù)荷具體以4000‑10000mg/LCODcr為一個(gè)提升梯度；
步驟2)中，每噸稀釋后廢水中加入微量元素溶液和生長(zhǎng)因子溶液各0.3L，
所述微量元素溶液配方為，H3BO31g、MnSO44.25g、ZnSO40.5g、CaCl20.5g、KCl10g、CuSO4.5H2O0.15g、NaMoO4.2H2O0.1g、MgSO45g、水1L；
所述生長(zhǎng)因子溶液配方為，生物素1g、復(fù)合氨基酸1g、鹽酸硫胺1g、水1L。
進(jìn)一步的，步驟3)中，生物發(fā)酵預(yù)處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行2‑3個(gè)周期后，將部分系統(tǒng)出水進(jìn)行離心，離心后菌泥于2‑6℃保存；當(dāng)系統(tǒng)處理效果和菌懸液OD600值均呈下降趨勢(shì)時(shí)，停止進(jìn)水，排掉系統(tǒng)有效體積20％的菌懸液，接入系統(tǒng)有效體積1％的菌泥，補(bǔ)入系統(tǒng)有效體積20％的復(fù)合菌增殖培養(yǎng)基，運(yùn)行條件溫度30℃，溶解氧4‑6mg/L，pH7‑8，曝氣運(yùn)行至系統(tǒng)CODcr去除率恢復(fù)至最高值。
本發(fā)明還提供了上述方法在奧拉西坦、左乙拉西坦制藥廢水中的應(yīng)用，復(fù)合菌菌液組成為，按體積百分?jǐn)?shù)計(jì)，30％的枯草芽孢桿菌ATCC6633，25％的銅綠假單胞菌ATCC9027，15％的瓊氏不動(dòng)桿菌ATCC17908，10％的黃海嗜鹽菌ATCC700076，10％的嗜酸寡養(yǎng)單胞菌ATCC21910，5％的糞產(chǎn)堿桿菌ATCC8750，5％的葡糖醋桿菌ATCC23769。
本發(fā)明還提供了上述方法在四苯甲酸、均四苯甲酸二酐精細(xì)化工廢水中的應(yīng)用，復(fù)合菌菌液組成為，按體積百分?jǐn)?shù)計(jì)，25％的枯草芽孢桿菌ATCC6633，25％的惡臭假單胞菌ATCC23483，15％的瓊氏不動(dòng)桿菌ATCC17908，10％的黃海嗜鹽菌ATCC700076，5％的嗜酸寡養(yǎng)單胞菌ATCC21910，10％的產(chǎn)堿假單胞菌ATCC14909，10％的葡糖醋桿菌ATCC23769。
本發(fā)明的有益效果如下：
本發(fā)明通過(guò)合理的菌種配比、啟動(dòng)及運(yùn)行條件的優(yōu)化調(diào)整，通過(guò)菌種發(fā)酵方式改變CODcr高達(dá)上萬(wàn)甚至幾萬(wàn)且不適用普通活性污泥法或者生物膜法直接處理的高濃有機(jī)廢水的理化性質(zhì)，一方面大幅降低廢水CODcr、TN，另一方面使其變成低毒性、易生化的“類發(fā)酵廢水”，該方法可減少或者避免使用鐵碳微電解、芬頓、蒸發(fā)濃縮等物化處理工藝，大幅降低廢水后續(xù)處理成本且不產(chǎn)生二次污染。
（發(fā)明人：李志濤;羊建東;韋麗敏;倪明;徐金良）
