公布日：2022.05.10
申請日：2021.12.31
分類(lèi)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(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種磺胺類(lèi)高鹽廢水生物工程菌處理方法，包括如下步驟：S1：根據磺胺類(lèi)高鹽廢水水質(zhì)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(jìn)行發(fā)酵預處理；S4：預處理出水經(jīng)稀釋后，進(jìn)入連續的兩段AO生物處理工藝進(jìn)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(lèi)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(jìn)行生物預處理，降低該高濃廢水的生物毒性，盡可能地降低后續常規系統的負荷，再通過(guò)常規生物處理工藝，降低處理成本。
權利要求書(shū)
1.一種磺胺類(lèi)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：根據磺胺類(lèi)高鹽廢水水質(zhì)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(jìn)行發(fā)酵預處理；S4：預處理出水經(jīng)稀釋后，進(jìn)入連續的兩段AO生物處理工藝進(jìn)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(guò)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(zhì)量比為1：1.8-3：2-9：8-20；接著(zhù)，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(lèi)高鹽廢水生物工程菌處理方法，其特征在于，所述磺胺類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(jìn)行發(fā)酵預處理，預處理出水經(jīng)水解酸化后，進(jìn)入連續的AAO生物處理工藝進(jìn)行處理；穩定運行后，于原工藝處理末端出水處再接入一個(gè)好氧段，繼續處理至穩定運行。
5.如權利要求4所述的磺胺類(lèi)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穩定在200mg/L以下，COD總的去除率穩定在95%以上，出水氨氮穩定在20mg/L以下，氨氮總的去除率穩定在93%以上。
6.如權利要求1或3所述的磺胺類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(shí)間為1-4h；所述真空干燥的溫度為60-90℃，時(shí)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(lèi)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總的去除率穩定在96%以上，氨氮處理至10mg/L以下，氨氮總的去除率穩定在97%以上。
發(fā)明內容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種磺胺類(lèi)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(shù)進(jìn)行生物預處理，提高處理效率，并且降低后續常規系統的處理負荷。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種磺胺類(lèi)高鹽廢水生物工程菌處理方法，包括如下步驟：
S1：根據磺胺類(lèi)高鹽廢水水質(zhì)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(jìn)行發(fā)酵預處理；
S4：預處理出水經(jīng)稀釋后，進(jìn)入連續的兩段AO生物處理工藝進(jìn)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(lèi)高鹽廢水中常含有大量具有生物抑制性或毒性的物質(zhì)，即使含量不多，也很容易對系統造成沖擊，且比較難被常規生物處理系統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(lèi)高鹽廢水水質(zhì)篩選的，具體以目標降解物質(zhì)為主要碳源和能源進(jìn)行篩選、馴化得到，因而對目標降解物質(zhì)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(jìn)水中含有高毒，極酸，極堿等極端因素沖擊時(shí)，MEFS工程菌群也可在短時(shí)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的第一道屏障，不僅可以保護常規活性污泥系統，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(jìn)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，盡可能地降低后續常規系統的負荷，再通過(guò)常規生物處理工藝，實(shí)現廢水達標排放。本發(fā)明可以大幅度降低后續常規生化系統的處理負擔，對處理磺胺類(lèi)高鹽廢水具有獨特的優(yōu)勢。同時(shí)具有處理成本低、處理效率高、環(huán)保效益好的優(yōu)點(diǎn)。
作為優(yōu)選，所述磺胺類(lèi)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(jìn)行發(fā)酵預處理，預處理出水經(jīng)水解酸化后，進(jìn)入連續的AAO生物處理工藝進(jìn)行處理；穩定運行后，于原工藝處理末端出水處再接入一個(gè)好氧段，繼續處理至穩定運行。
作為優(yōu)選，所述馴化擴增完成的標志為：出水COD穩定在200mg/L以下，COD總的去除率穩定在95%以上，出水氨氮穩定在20mg/L以下，氨氮總的去除率穩定在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(guò)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(zhì)量比為1：1.8-3：2-9：8-20；接著(zhù)，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(wú)毒、抗微生物分解、機械強度高及價(jià)廉等特點(diǎn)而常被用作于制備微生物載體的基質(zhì)，而將其構成水凝膠的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò )形式，可通過(guò)吸水溶脹增大比表面積，提高菌種負載率，進(jìn)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(luò )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(zhù)，水凝膠的內部交聯(lián)會(huì )形成聚乙烯醇、環(huán)糊精和海藻酸鈉三者間的三維網(wǎng)絡(luò )結構，進(jìn)一步提高納米粒子的相容性，以及整體的結合穩定性，并且組成水凝膠載體物質(zhì)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(huì )提高抗沖擊性和耐受COD能力，且對于磺胺類(lèi)廢水的吸附性更好。因表面包覆時(shí)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(shí)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(huì )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(huì )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(shí)間為1-4h；所述真空干燥的溫度為60-90℃，時(shí)間為10-35min;所述EVA乳液的粘度為200-500mPa·S。
EVA的粘度超過(guò)限定范圍后，粒子形態(tài)和乳液穩定性較差，容易造成噴涂不均，進(jìn)而導致改性后水凝膠載體的結合穩定性變差，耐沖擊能力也會(huì )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總的去除率穩定在96%以上，氨氮處理至10mg/L以下，氨氮總的去除率穩定在97%以上。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）采用前期篩選和馴化擴增的MEFS工程菌群，對處理磺胺類(lèi)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(jìn)行生物預處理，降低該高濃廢水的生物毒性，盡可能地降低后續常規系統的負荷，再通過(guò)常規生物處理工藝，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)化載體負載的穩定性和抗沖擊性，進(jìn)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）
