公布日：2022.05.10
申請日：2021.12.31
分類號：C02F3/34(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及廢水處理技術領域，公開了一種磺胺類高鹽廢水生物工程菌處理方法，包括如下步驟：S1：根據(jù)磺胺類高鹽廢水水質篩選得到MEFS工程菌群；S2：將MEFS工程菌群投入第一廢水中馴化擴增；S3：將S2中得到的MEFS工程菌群投入第二廢水中進行發(fā)酵預處理；S4：預處理出水經(jīng)稀釋后，進入連續(xù)的兩段AO生物處理工藝進行處理，之后達標排放。本發(fā)明采用的MEFS工程菌群對處理磺胺類高鹽廢水具有獨特的優(yōu)勢，提高該高濃廢水的可生化性和處理效率；對該高濃廢水進行生物預處理，降低該高濃廢水的生物毒性，盡可能地降低后續(xù)常規(guī)系統(tǒng)的負荷，再通過常規(guī)生物處理工藝，降低處理成本。
權利要求書
1.一種磺胺類高鹽廢水生物工程菌處理方法，其特征在于，包括如下步驟：S1：根據(jù)磺胺類高鹽廢水水質篩選得到MFES工程菌群；S2：將MFES工程菌群投入第一廢水中馴化擴增；S3：將S2中得到的MFES工程菌群投入第二廢水中進行發(fā)酵預處理；S4：預處理出水經(jīng)稀釋后，進入連續(xù)的兩段AO生物處理工藝進行處理，之后達標排放；所述MFES工程菌群的組成為：40-60%的Pseudomonasalcaliphila產(chǎn)堿假單胞菌、10-30%的Microbacteriumlacticum乳酸細桿菌、30-50%的Halomonashamiltonii漢氏鹽單胞菌；所述MFES工程菌群的載體為改性水凝膠載體，其制備方法為：將納米四氧化三鐵粒子超聲分散于環(huán)糊精水溶液中，加入海藻酸鈉后攪拌，再依次經(jīng)磁吸、過濾后溶解于聚乙烯醇溶液中，所述納米四氧化三鐵粒子、環(huán)糊精、海藻酸鈉和聚乙烯醇的質量比為1：1.8-3：2-9：8-20；接著，加入交聯(lián)液加熱混合后，將所得物澆注于模具中，靜置冷卻后形成表面光滑的水凝膠載體；使其噴涂EVA乳液后真空干燥，反復4-8次，得到表面粗糙的改性水凝膠載體。
2.如權利要求1所述的磺胺類高鹽廢水生物工程菌處理方法，其特征在于，所述磺胺類高鹽廢水中含有磺胺、磺胺氯噠嗪、磺胺氯達嗪鈉、磺胺氯吡嗪和磺胺氯達吡鈉中的一種或多種組合。
3.如權利要求1所述的磺胺類高鹽廢水生物工程菌處理方法，其特征在于，S2中，所述第一廢水的鹽度為1-1.5%；S3中，所述第二廢水的鹽度為1.5-2%。
4.如權利要求1或3所述的磺胺類高鹽廢水生物工程菌處理方法，其特征在于，S2中，所述馴化擴增的方法為：將MFES工程菌群投入第一廢水中進行發(fā)酵預處理，預處理出水經(jīng)水解酸化后，進入連續(xù)的AAO生物處理工藝進行處理；穩(wěn)定運行后，于原工藝處理末端出水處再接入一個好氧段，繼續(xù)處理至穩(wěn)定運行。
5.如權利要求4所述的磺胺類高鹽廢水生物工程菌處理方法，其特征在于，所述馴化擴增完成的標志為：出水COD穩(wěn)定在200mg/L以下，COD總的去除率穩(wěn)定在95%以上，出水氨氮穩(wěn)定在20mg/L以下，氨氮總的去除率穩(wěn)定在93%以上。
6.如權利要求1或3所述的磺胺類高鹽廢水生物工程菌處理方法，其特征在于，S4中，所述稀釋為：預處理出水與低濃度廢水按1:2-3混合后，加水將鹽度稀釋為1-1.5%；所述低濃度廢水的鹽度為15000-18000mg/L，COD為7000-8500mg/L。
7.如權利要求1所述的磺胺類高鹽廢水生物工程菌處理方法，其特征在于，所述納米四氧化三鐵粒子的粒徑為20-45nm；所述環(huán)糊精水溶液的濃度為10-20%；所述聚乙烯醇溶液的濃度為8-15%；所述聚乙烯醇的分子量為1.6*104-4*105。
8.如權利要求7所述的磺胺類高鹽廢水生物工程菌處理方法，其特征在于，所述交聯(lián)液為甲醛溶液；所述加熱混合的溫度為40-80℃，時間為1-4h；所述真空干燥的溫度為60-90℃，時間為10-35min；所述EVA乳液的粘度為200-500mPa·S。
9.如權利要求1所述的磺胺類高鹽廢水生物工程菌處理方法，其特征在于，所述達標排放的標志為：COD處理至300mg/L以下，COD總的去除率穩(wěn)定在96%以上，氨氮處理至10mg/L以下，氨氮總的去除率穩(wěn)定在97%以上。
發(fā)明內容
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種磺胺類高鹽廢水生物工程菌處理方法，利用篩選得到的特定菌群，采用MFES技術進行生物預處理，提高處理效率，并且降低后續(xù)常規(guī)系統(tǒng)的處理負荷。
本發(fā)明的具體技術方案為：一種磺胺類高鹽廢水生物工程菌處理方法，包括如下步驟：
S1：根據(jù)磺胺類高鹽廢水水質篩選得到MEFS工程菌群；
S2：將MEFS工程菌群投入第一廢水中馴化擴增；
S3：將S2中得到的MEFS工程菌群投入第二廢水中進行發(fā)酵預處理；
S4：預處理出水經(jīng)稀釋后，進入連續(xù)的兩段AO生物處理工藝進行處理，之后達標排放；
所述MEFS工程菌群的組成為：40-60%的Pseudomonasalcaliphila產(chǎn)堿假單胞菌、10-30%的Microbacteriumlacticum乳酸細桿菌、30-50%的Halomonashamiltonii漢氏鹽單胞菌。
磺胺類高鹽廢水中常含有大量具有生物抑制性或毒性的物質，即使含量不多，也很容易對系統(tǒng)造成沖擊，且比較難被常規(guī)生物處理系統(tǒng)中的微生物分解氧化。本發(fā)明中的MEFS工程菌群是針對磺胺類高鹽廢水水質篩選的，具體以目標降解物質為主要碳源和能源進行篩選、馴化得到，因而對目標降解物質具有較強降解能力。當體系受到極端條件沖擊后，例如遇到操作失誤等導致進水中含有高毒，極酸，極堿等極端因素沖擊時，MEFS工程菌群也可在短時間內恢復其高效降解功能。因此將MEFS工程菌群的發(fā)酵預處理作為污水處理系統(tǒng)的第一道屏障，不僅可以保護常規(guī)活性污泥系統(tǒng)，還可起到預警作用。
采用前期篩選和馴化擴增的MEFS工程菌群，對該高濃廢水進行生物預處理，降低該高濃廢水的生物毒性，提高該高濃廢水的可生化性，盡可能地降低后續(xù)常規(guī)系統(tǒng)的負荷，再通過常規(guī)生物處理工藝，實現(xiàn)廢水達標排放。本發(fā)明可以大幅度降低后續(xù)常規(guī)生化系統(tǒng)的處理負擔，對處理磺胺類高鹽廢水具有獨特的優(yōu)勢。同時具有處理成本低、處理效率高、環(huán)保效益好的優(yōu)點。
作為優(yōu)選，所述磺胺類高鹽廢水中含有磺胺、磺胺氯噠嗪、磺胺氯達嗪鈉、磺胺氯吡嗪和磺胺氯達吡鈉中的一種或多種組合。
作為優(yōu)選，S2中，所述第一廢水的鹽度為1-1.5%；S3中，所述第二廢水的鹽度為1.5-2%。
作為優(yōu)選，S2中，所述馴化擴增的方法為：將MEFS工程菌群投入第一廢水中進行發(fā)酵預處理，預處理出水經(jīng)水解酸化后，進入連續(xù)的AAO生物處理工藝進行處理；穩(wěn)定運行后，于原工藝處理末端出水處再接入一個好氧段，繼續(xù)處理至穩(wěn)定運行。
作為優(yōu)選，所述馴化擴增完成的標志為：出水COD穩(wěn)定在200mg/L以下，COD總的去除率穩(wěn)定在95%以上，出水氨氮穩(wěn)定在20mg/L以下，氨氮總的去除率穩(wěn)定在93%以上。
作為優(yōu)選，S3中，所述稀釋為：預處理出水與低濃度廢水按1:2-3混合后，加水將鹽度稀釋為1-1.5%；所述低濃度廢水的鹽度為15000-18000mg/L，COD為7000-8500mg/L。
作為優(yōu)選，所述MEFS工程菌群的載體為改性水凝膠載體，其制備方法為：
將納米四氧化三鐵粒子超聲分散于環(huán)糊精水溶液中，加入海藻酸鈉后攪拌，再依次經(jīng)磁吸、過濾后溶解于聚乙烯醇溶液中，所述納米四氧化三鐵粒子、環(huán)糊精、海藻酸鈉和聚乙烯醇的質量比為1：1.8-3：2-9：8-20；接著，加入交聯(lián)液加熱混合后，將所得物澆注于模具中，靜置冷卻后形成表面光滑的水凝膠載體，使其噴涂EVA乳液后烘干，反復4-8次，得到表面粗糙的改性水凝膠載體。
本發(fā)明以聚乙烯醇為原料制備生物水凝膠載體，聚乙烯醇因其無毒、抗微生物分解、機械強度高及價廉等特點而常被用作于制備微生物載體的基質，而將其構成水凝膠的三維交聯(lián)網(wǎng)絡形式，可通過吸水溶脹增大比表面積，提高菌種負載率，進而提高廢水生物處理效率。
納米四氧化三鐵粒子為磁性粒子，可增加載體重復回收利用的便捷性。但是，納米粒子易分散不均造成團聚，經(jīng)環(huán)糊精、海藻酸鈉處理，再和聚乙烯醇共混可提高分散均一性。環(huán)糊精與納米四氧化三鐵粒子的親和性較好，其中空筒狀結構有助于形成包絡物，再利用海藻酸鈉的粘附性將納米四氧化三鐵粒子包裹在大分子鏈內部。接著，水凝膠的內部交聯(lián)會形成聚乙烯醇、環(huán)糊精和海藻酸鈉三者間的三維網(wǎng)絡結構，進一步提高納米粒子的相容性，以及整體的結合穩(wěn)定性，并且組成水凝膠載體物質均具有良好的生物相容性，可提高與菌種間的親和性和吸附性，因而菌種的固定性更好，發(fā)酵處理效率更高。
另外，在水凝膠載體表面包覆的EVA會提高抗沖擊性和耐受COD能力，且對于磺胺類廢水的吸附性更好。因表面包覆時的加熱處理使得水凝膠失水，再加上EVA和聚乙烯醇基體間的部分交聯(lián)作用，以及間歇性噴涂手段，最終導致水凝膠表面粗糙。凹凸不平的紋理有助于提高水凝膠的比表面積，尤其是在吸水溶脹后增大的表面積更大，單位時間內的菌種處理效率更高，降低處理成本。
作為優(yōu)選，所述納米四氧化三鐵粒子的粒徑為20-45nm；所述環(huán)糊精水溶液的濃度為10-20%；所述聚乙烯醇溶液的濃度為8-15%；所述聚乙烯醇的分子量為1.6*104-4*105。
控制納米四氧化三鐵粒子的粒徑，使其既能夠分散均一，又能夠有較好的磁性吸附性能。聚乙烯醇溶液的濃度會影響納米粒子的分散程度，限制在該范圍內的分散均一性和相容性均較好。聚乙烯醇的分子量則會影響交聯(lián)后的粘度和機械強度，為使得水凝膠載體具備更好的耐沖擊性能，菌種的固定性更好，需要加以控制。
作為優(yōu)選，所述交聯(lián)液為甲醛溶液；所述加熱混合的溫度為40-80℃，時間為1-4h；所述真空干燥的溫度為60-90℃，時間為10-35min;所述EVA乳液的粘度為200-500mPa·S。
EVA的粘度超過限定范圍后，粒子形態(tài)和乳液穩(wěn)定性較差，容易造成噴涂不均，進而導致改性后水凝膠載體的結合穩(wěn)定性變差，耐沖擊能力也會下降。
作為優(yōu)選，所述達標排放的標志為：COD處理至300mg/L以下，COD總的去除率穩(wěn)定在96%以上，氨氮處理至10mg/L以下，氨氮總的去除率穩(wěn)定在97%以上。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
（1）采用前期篩選和馴化擴增的MEFS工程菌群，對處理磺胺類高鹽廢水具有獨特的優(yōu)勢，提高該高濃廢水的可生化性和處理效率；
（2）對該高濃廢水進行生物預處理，降低該高濃廢水的生物毒性，盡可能地降低后續(xù)常規(guī)系統(tǒng)的負荷，再通過常規(guī)生物處理工藝，降低處理成本；
（3）使用改性水凝膠載體可以提高菌種的負載率，以及優(yōu)化載體負載的穩(wěn)定性和抗沖擊性，進而提高菌種的處理效率，降低出水COD值和氨氮含量
（發(fā)明人：宋少林;曾杲）
