CN102992495A - 一种利用微生物强化mbr工艺处理苯系物工业废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用微生物强化MBR工艺处理苯系物工业废水的方法，其特征在于：该方法的步骤为：⑴、将不动杆菌A2、红球菌属M1、假单胞菌属T6、黄杆菌属N2、罗尔斯通氏菌H1和诺卡氏菌Y5按照比例混合均匀成为优势菌剂；⑵、制备营养液；⑶、将优势菌剂与营养液混合，形成混合液；⑷、将苯系物工业废水进行水解及好氧处理；⑸、好氧处理后的废水经中空纤维微滤膜组件后连续排放。本发明将具有降解作用的特异性菌种进行复配形成高效降解菌剂，对苯胺的质量浓度在500mg/L-2000mg/L，COD为2000mg/L-5000mg/L的工业废水中苯系物去除率达95%以上，高效降解菌降解周期≤60小时。对减少对进口菌剂的依赖，提高工业废水的处理效果，保护水环境生态质量有重要的现实意义、应用价值和社会意义。
Description
技术领域
本发明涉及工业污水治理技术领域，特别是一种利用微生物强化MBR工艺处理苯系物工业废水的方法。
背景技术
苯系化合物是一类易挥发的单环芳香类有机化合物，包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯及其衍生物等，统称BTEX，属于生物难降解的有毒有害物质，其广泛应用于石油、化工、农药、纺织、造纸、油漆、制鞋等工业生产过程，苯系物已经被世界卫生组织公布具有致癌、致畸、致突变的“三致效应”。2011年我国纯苯的消费量将达到517万吨，这些苯及其衍生物最后大部分会进入地表、地下水源及周边环境中，由此带来的环境污染和对人体的健康危害日益严重。
目前国内外对工业废水中的苯系物去除的研究和应用主要有生物法、物理法和化学法，但均存在一定的弊端。其中，物理法包括活性炭吸附法、吹脱蒸馏法及电晕法，其存在的问题为：（1）活性炭吸附法，存在吸附剂再生、运行费用高及产生二次污染的问题，从而限制了其应用。（2）吹脱蒸馏法，需要的较大能耗，经济性效益不显著。（3）电晕法，由于反应器长时间操作的稳定性和效率低等方面原因，该方法目前还未能实用化和商业化。
化学法包括光催化氧化法及催化燃烧法，其存在的问题为：（1）光催化氧化法，存在着催化剂的失活、催化剂难以固定，且催化剂固定化后催化效率降低的缺点，因此该技术目前尚未大规模工业应用。（2）催化燃烧法，要消耗大量的能源才能维持催化燃烧的进行，使运转费用提高。
而且，采用物理法和化学法均存在处理装置要求高、投资大、运行成本高、降解不彻底容易产生二次污染等问题。
采用生物法降解是一种经济高效、降解彻底、无二次污染的有效方法，是从根本上解决苯系物污染的最佳途径。苯系物作为碳源和能源能够参与微生物的代谢活动，但由于BTEX具有稳定的苯环结构，不是所有的微生物都可以利用其作为碳源和能源进行代谢。如何提高苯系物在生物处理系统中的去除效果，是工业废水处理中的一个重点，也是一个难点。我国目前针对工业废水中难降解苯系物的生物强化高效优势菌剂的研究开发较少，由国外进口该类生物强化菌剂价格昂贵，所以需要加大开发力度，研制出具有自主知识产权的生物强化菌剂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本低、无毒性、无污染、效率高、易实现的利用微生物强化MBR工艺处理苯系物工业废水的方法。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种利用微生物强化MBR工艺处理苯系物工业废水的方法，其特征在于：该方法的步骤为：
⑴、将不动杆菌A2、红球菌属M1、假单胞菌属T6、黄杆菌属N2、罗尔斯通氏菌H1和诺卡氏菌Y5按照1-4：2-6：1-5：1-4：2-8：1-3的重量比例混合均匀成为优势菌剂，优势菌剂pH范围在4.0-8.0，菌液浓度为106-109个/ml，；
⑵、制备营养液，其成分为：糖蜜0.1-2%，(NH4)2SO40.1-1%，MgSO4·7H2O0.001-0.1%,KH2PO40.001-1%，余量为水，混合均匀；
⑶、将优势菌剂与营养液混合，混合重量比例为优势菌剂：营养液=1：2-18，形成混合液；
⑷、将苯系物工业废水输送至投加了所述混合液的水解池，停留12-24小时，然后再输送至投加了所述混合液的好氧池，停留80-120小时，混合液首次投加量为处理装置有效容积的0.5-20%，控制pH 5.0-9.0，控制温度：20-40℃，好氧池曝气量与进水量体积比为15-25：1；
⑸、好氧处理后的废水经中空纤维微滤膜组件后连续排放。
而且，所述的中空纤维微滤膜组件采用帘式中空纤维微滤膜，材质为抗污染聚偏氟乙烯，膜孔径为0.1-0.2μm。
而且，所述苯系物工业废水为苯胺质量浓度在500mg/L-2000mg/L，COD为2000mg/L-5000mg/L的工业废水。
本发明的优点和有益效果为：
1、本发明将具有降解作用的特异性菌种进行复配形成高效降解菌剂，对苯胺的质量浓度在500mg/L-2000mg/L，COD为2000mg/L-5000mg/L的工业废水中苯系物去除率达95%以上，高效降解菌降解周期≤60小时。对减少对进口菌剂的依赖，提高工业废水的处理效果，保护水环境生态质量有重要的现实意义、应用价值和社会意义。
2.本发明将高效优势菌剂引入到膜生物反应器（Memberane Biological Reactor,MBR）工艺上，构建高效工程菌+MBR生物强化体系处理含BTEX废水的系统，从根本上解决菌种流失问题，同时因为膜的高效截留作用使其保持较高的优势菌的浓度，能够提高BTEX的降解率、抗冲击负荷能力和系统的稳定性。
3.本发明是一种利用微生物对含苯系物废水无害化降解的方法，具有成本低、无毒性、无污染、效率高、易实现等优点。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种利用微生物强化MBR工艺处理苯系物工业废水的方法，该方法的步骤为：
⑴、将不动杆菌A2、红球菌属M1、假单胞菌属T6、黄杆菌属N2、罗尔斯通氏菌H1和诺卡氏菌Y5按照1-4：2-6：1-5：1-4：2-8：1-3的重量比例混合均匀成为优势菌剂，优势菌剂pH范围在4.0-8.0，菌液浓度为106-109个/ml，；
⑵、制备营养液，其成分为：糖蜜0.1-2%，(NH4)2SO40.1-1%，MgSO4·7H2O0.001-0.1%,KH2PO40.001-1%，余量为水，混合均匀；
⑶、将优势菌剂与营养液混合，混合重量比例为优势菌剂：营养液=1：2-18，形成混合液；
⑷、将苯系物工业废水输送至投加了所述混合液的水解池，停留12-24小时，然后再输送至投加了所述混合液的好氧池，停留80-120小时，混合液首次投加量为处理装置有效容积的0.5-20%，控制pH 5.0-9.0，控制温度：20-40℃，好氧池曝气量与进水量体积比为15-25：1；苯系物工业废水为苯胺质量浓度在500mg/L-2000mg/L，COD为2000mg/L-5000mg/L的工业废水。
⑸、好氧处理后的废水经中空纤维微滤膜组件后连续排放。中空纤维微滤膜组件采用帘式中空纤维微滤膜，材质为抗污染聚偏氟乙烯，膜孔径为0.1-0.2μm。
实施例1、微生物法处理苯系物废水小试试验，具体实施步骤如下：
⑴、选用苯胺的浓度为1500mg/L的工业废水1Kg，首次混合液投加比例为10%，共需混合液100g。其中混合液中，混合重量比例为复配菌液：营养液=1:9，则需复配菌液10g，营养液90g。
⑵、复合菌液中包括不动杆菌A2、红球菌属M1、假单胞菌属T6、黄杆菌属N2、罗尔斯通氏菌H1和诺卡氏菌Y5六种菌液按1:2:1:1:2:3重量比例混合均匀成为复配菌液，按复配菌液10g计算，不动杆菌A21g、红球菌属M12g、假单胞菌属T61g、黄杆菌属N21g、罗尔斯通氏菌H12g和诺卡氏菌Y53g
⑶、制备营养液，其成分为：糖蜜1.5%，(NH4)2SO40.5%，MgSO4·7H2O 0.05%，KH2PO40.5%，余量为水，混合均匀，按营养液90g计算，其成分配比为：糖蜜1.35g，(NH4)2SO40.45g，MgSO4·7H2O 0.045g，KH2PO40.45g，水87.705g。
⑷、将苯胺浓度1500mg/L的工业废水首先进行厌氧水解24小时后转入好氧100小时，控制pH 6.0,控制温度为30℃。
对好氧池出水苯胺浓度进行监测，以未加混合液的实验组做空白，数据结果如下表。
表1：
实施例2、微生物法处理苯系物废水中试试验，具体实施步骤如下：
⑴.采用有效容积为1m3的处理装置，选用苯胺的浓度为2000mg/L的工业废水，首次混合液投加比例为10%，共需混合液100Kg。其中混合液中，混合重量比例为复配菌液：营养液=1:9，则需复配菌液10Kg，营养液90Kg。
⑵.复合菌液中包括不动杆菌A2、红球菌属M1、假单胞菌属T6、黄杆菌属N2、罗尔斯通氏菌H1和诺卡氏菌Y5六种菌液按1:2:1:1:2:3重量比例混合均匀成为复配菌液，按复配菌液10Kg计算，不动杆菌A21Kg、红球菌属M12Kg、假单胞菌属T61Kg、黄杆菌属N21Kg、罗尔斯通氏菌H12Kg和诺卡氏菌Y53Kg。
⑶.制备营养液，其成分为：糖蜜1.5%，(NH4)2SO40.5%，MgSO4·7H2O 0.05%，KH2PO40.5%，余量为水，混合均匀，按营养液90Kg计算，其成分配比为：糖蜜1.35Kg，(NH4)2SO4450g，MgSO4·7H2O 45g，KH2PO4450g，水87.705Kg。
⑷.将苯胺的浓度为2000mg/L的工业废水连续输送至投加了混合液的水解池，停留24小时，然后再连续输送至投加了混合液的好氧池，停留100小时，混合液首次投加量为处理装置有效容积的10%，控制pH 6.0,控制温度为30℃，好氧池曝气量与进水量体积比为20:1；中空纤维微滤膜组件采用帘式中空纤维微滤膜，材质为抗污染聚偏氟乙烯，膜孔径为0.1μm。
⑸.好氧处理后的废水经中空纤维微滤膜组件后连续排放。
废水处理过程中监测好氧池出水苯胺浓度，以未添加微生物菌剂的处理装置为空白，监测数据如表2。
表2
实施例3、微生物法处理苯系物废水中试试验，具体实施步骤如下：
按污水处理规模100L计算：
⑴、苯胺的浓度为2000mg/L的废水100Kg，首次混合液投加比例为有效容积的15%，共需混合液150Kg。其中混合液中，混合重量比例为复配菌液：营养液=1:9，则需复配菌液15Kg，营养液135Kg。
⑵、复合菌液中包括不动杆菌A2、红球菌属M1、假单胞菌属T6、黄杆菌属N2、罗尔斯通氏菌H1和诺卡氏菌Y5六种菌液按1:2:2:2:2:1重量比例混合均匀成为复配菌液，按复配菌液15Kg计算，不动杆菌A2150g、红球菌属M1300g、假单胞菌属T6300g、黄杆菌属N2300g、罗尔斯通氏菌H1300g，诺卡氏菌Y5150g。
⑶、制备营养液，其成分为：糖蜜1.5%，(NH4)2SO4 0.5%，MgSO4·7H2O 0.05%，KH2PO4 0.5%，余量为水，混合均匀，按营养液135Kg计算，其成分配比为：糖蜜2.025Kg，(NH4)2SO4675g，MgSO4·7H2O 67.5g，KH2PO4 675g，水约131.6Kg。
⑷、将苯胺的浓度为2000mg/L的废水连续输送至投加了混合液的水解池，停留24小时，然后连续输送至投加了混合液的好氧池，停留120小时，混合液首次投加量为处理装置有效容积的15%，控制pH 7.0,控制温度为28℃，好氧池曝气量与进水量体积比为15:1；中空纤维微滤膜组件采用帘式中空纤维微滤膜，材质为抗污染聚偏氟乙烯，膜孔径为0.2μm。
⑸、好氧处理后的废水经中空纤维微滤膜组件后连续排放。
废水处理过程中监测好氧池出水苯胺浓度，以未添加微生物菌剂的处理装置为空白，监测数据如表3。
表3
上述数据表明，本发明经过大量的试验摸索，利用优势菌剂处理含苯胺废水效果显著，有效容积为1m3的处理装置中试试验中，废水经过厌氧、好氧的二级处理后的废水中苯胺降解率达95%以上，高效降解菌降解周期≤60小时，该方法实施安全可靠，效果非常显著。
尽管为说明目的公开的本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (3)
1.一种利用微生物强化MBR工艺处理苯系物工业废水的方法，其特征在于：该方法的步骤为：
⑴、将不动杆菌A2、红球菌属M1、假单胞菌属T6、黄杆菌属N2、罗尔斯通氏菌H1和诺卡氏菌Y5按照1-4：2-6：1-5：1-4：2-8：1-3的重量比例混合均匀成为优势菌剂，优势菌剂pH范围在4.0-8.0，菌液浓度为106-109个/ml，；
⑵、制备营养液，其成分为：糖蜜0.1-2%，(NH4)2SO4 0.1-1%，MgSO4·7H2O0.001-0.1%,KH2PO4 0.001-1%，余量为水，混合均匀；
⑶、将优势菌剂与营养液混合，混合重量比例为优势菌剂：营养液=1：2-18，形成混合液；
⑷、将苯系物工业废水输送至投加了所述混合液的水解池，停留12-24小时，然后再输送至投加了所述混合液的好氧池，停留80-120小时，混合液首次投加量为处理装置有效容积的0.5-20%，控制pH 5.0-9.0，控制温度：20-40℃，好氧池曝气量与进水量体积比为15-25：1；
⑸、好氧处理后的废水经中空纤维微滤膜组件后连续排放。
2.根据权利要求1所述的利用微生物强化MBR工艺处理苯系物工业废水的方法，其特征在于：所述的中空纤维微滤膜组件采用帘式中空纤维微滤膜，材质为抗污染聚偏氟乙烯，膜孔径为0.1-0.2μm。
3.根据权利要求1所述的利用微生物强化MBR工艺处理苯系物工业废水的方法，其特征在于：所述苯系物工业废水为苯胺质量浓度在500mg/L-2000mg/L，COD为2000mg/L-5000mg/L的工业废水。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130327 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |