CN104193014A - 一种用于去除水中戊唑醇复式反应器及其系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于去除水中戊唑醇复式反应器及其系统和方法,属于水处理领域。含戊唑醇的水样经进水口进入复式反应器夹层,后经布水器进入复式反应器内层,水中戊唑醇被内层负载微生物的树脂吸附去除,吸附出水中戊唑醇浓度低于国家农药废水排放标准限值。负载在树脂上的微生物以水中有机碳为碳源,降解吸附在树脂上的戊唑醇。该系统与方法不仅打破了传统微生物降解法抗水质波动性差、降解时间长的不足,同时也解决了树脂吸附法中吸附饱和树脂的原位再生问题,有效克服树脂脱附再生过程中产生的脱附液容易造成二次污染的难题。

Description

一种用于去除水中戊唑醇复式反应器及其系统和方法
技术领域
本发明公开了一种去除水中戊唑醇的系统与方法,更具体地说是一种用于去除水中戊唑醇复式反应器及其系统和方法,即一种负载微生物的树脂与复式反应器相集成的去除水中戊唑醇的系统与方法。
背景技术
农药在控制农作物病虫害、提高农作物产量方面发挥着极其重要的作用,然而伴随着农业生产对农药的依赖性日益增加,农药对土壤、水体的污染也愈来愈严重。通常实施在农作物上的农药仅有不足0.3%的剂量有效作用于害虫,剩余99.7%的农药则残留在农作物表面与自然环境中的土壤、水体中,最终随着降雨和灌溉水进入到河流、湖泊以及地下水中,对人类和其他水生物造成潜在的健康危害。戊唑醇制剂作为一种重要的农药在世界上得到广泛应用,可有效地防治禾谷类作物的多种锈病、白粉病、网斑病、根腐病、赤霉病和黑穗病,果树上的叶斑病、锈病、白粉病和黑星病等多种真菌性病害。目前已经在50多个国家的65种农作物上获得登记,而由此带来的环境问题也日益显现。虽然戊唑醇在环境中残留浓度不高,但其对环境的危害和潜在风险不容忽视,很多学者对戊唑醇废水治理进行了研究。目前,文献报道的对戊唑醇的去除方法主要有三类:
第一类是以生化法为主,利用微生物将戊唑醇的结构破坏,使其转变为毒性更低或更易于降解的小分子,虽然生物降解法是一种经济的处理技术,但是它有如下缺陷限制了其对戊唑醇废水的治理与应用:(1)抗水质波动能力弱,承受不了废水中高污染负荷冲击;(2)微生物降解戊唑醇的过程较为缓慢,通常要3-5天,比传统的吸附、化学氧化法慢。虽然有文献报道筛选和培养降解戊唑醇的菌种(吴红萍等,戊唑醇农药降解菌的筛选及其降解效能初探,农药,2013年2月10),但该文献并没有鉴定是何种菌种,也没有实际应用该菌种降解水中戊唑醇,并开发出相应的成套技术和系统。因此,国内应用生物降解技术去除水中的戊唑醇的研究尚未见报道。
第二类则是以吸附法为主,将戊唑醇从水体中分离出来,不改变其化学结构,虽然吸附法是在实验室或者工业生产中最常用和效率比较高的处理方法,但是这种物理处理方法最大的缺陷是吸附后的吸附材料需要脱附再生,因此产生的脱附液需要有效处置,否则会造成二次污。目前吸附法研究主要集中在用活性炭吸附戊唑醇,而采用树脂吸附技术去除废水中戊唑醇的研究尚未见报道。
第三类则是用化学药剂氧化戊唑醇,目前这个方法已经有专利报道(一种利用固定化微生物治理有机磷农药废水的方法,公开号:CN103102015A),然而这种方法在使用过程中需要投加多种药剂,操作复杂,运行成本也较高,不是一种高效经济的方法,特别是对于低浓度戊唑醇的去除过程中,由于过量药剂的添加,有可能造成水质恶化和生物毒性增加。
因此如何集上述方法的优点,克服各自的不足,在此基础上开发高效去除水中戊唑醇处理系统和方法有着重要的应用价值。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有水中戊唑醇去除方法中的不足,本发明提供一种利用新型复式反应器与负载微生物的树脂去除水中戊唑醇的系统和方法,采用新型负载微生物的吸附树脂作为复式反应器的吸附填料,快速吸附去除水中戊唑醇,同时通过负载在树脂上的微生物降解被吸附的戊唑醇,实现吸附树脂的原位再生。
现有公开专利中针对农药废水的治理方法主要有氧化法、生物降解法和吸附法,而针对戊唑醇去除方法很少,仅报道了氧化法。上述方法虽然有自身的优势并已经应用在农药废水的治理,但在实际应用过程中依然存在一些不足,需要改进和提高:
(1)对比现有基于氧化为核心的技术(对比专利1名称:戊唑醇农药废水处理工艺CN 102923919A):采用芬顿氧化、二氧化氯氧化、铁碳-混凝集成工艺氧化降解戊唑醇。然而对比专利所述方法在去除水中戊唑醇时存在以下不足:
处理过程中需要调节pH值,消耗大量酸碱;Fenton氧化过程和铁碳-混凝沉淀过程会产生大量泥渣和沉淀物,此类物质是危险固废,需要进行安全处置,费用较高;该方法通常用于高浓废水的处理,然而对于低浓度尾水中的戊唑醇难以去除,也不经济;处置过程中大量化学药剂的投加,严重改变了水体的水质条件,不利于水生态系统的平衡和保护;
(2)对比现有基于生物降解为核心的农药废水治理技术(对比专利2名称:一种利用固定化微生物治理有机磷农药废水的方法,公开号:CN103102015A):驯化的真菌黑曲霉吸附到直径为5-8mml的活性炭上,然后将制得含有饱和黑曲霉的活性炭投入到废水之中,降解有机磷农药。然而对比专利所述方法在去除水中戊唑醇时存在以下不足:黑曲霉菌仅能降解有机磷农药,无法降解水中戊唑醇;活性炭主要为微孔结构,不仅吸附容量小、吸附速率低,且菌种附着后导致其微孔堵塞,难以发挥吸附作用,仅能作为菌种的载体;没有提供配套的反应器和处理系统,活性炭投加在水中不易进行分离,难以实际应用。
(3)基于吸附为核心的农药废水治理技术(对比专利3名称:一种农药工业废水深度处理方法,公开号:CN101746930A):经好氧生化处理后的喹硫磷农药的生产废水与磁性树脂连续动态吸附,用上流式悬浮床磁性树脂接触反应器做为吸附反应器,连续进出水,吸附去除水中污染物。然而对比专利所述方法存在以下不足:磁性树脂主要通过离子交换作用去除污染物,而戊唑醇在水中并非离子态,因此无法通过离子交换作用去除;磁性树脂吸附污染物后需用盐水再生,再生液处置过程中会产生二次污染。
2.技术方案
本发明利用复式反应器中的多层树脂吸附去除水中的戊唑醇,然后通过负载在树脂上的菌种微生物降解吸附在树脂上的戊唑醇,树脂得到原位再生,从而可以实现连续进水出水运行模式。
相比较已有文献报道和公开的专利技术与方法,本发明的创新点如下:
(1)采用高分子聚合物的树脂吸附材料作为微生物载体,不仅能够负载微生物,还可以吸附水中戊唑醇,且吸附容量大、吸附速率高;
(2)通过负载在树脂上的鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)菌种,对吸附在树脂上的戊唑醇有很好的降解作用,吸附后的树脂无需外加脱附液脱附再生。在去除水中戊唑醇的同时不会改变水质,也不会产生额外的脱附液和废渣;
(3)新型复式反应器的复式结构和多层吸附材料,有效增加吸附材料、微生物与污染物接触时间,提高对水中戊唑醇的吸附去除率与生物降解率;
(4)反应器内多层蜂窝状聚合物支撑架,有效减少吸附材料间的溶胀与堆积压力,避免吸附材料的破碎和流失,同时单层吸附材料层高的减小也有效的避免了板结和堵塞现象;
一种复式反应器,由下述部件构成:反应器外壳、反应器内壳、进水管、布水器、出水管、曝气管、曝气头、排气管、集气反射锥体、蜂窝状支撑架、负载微生物的树脂、反冲洗水进水管、反冲洗水出水管组成。其中,复式反应器的进水管在反应器顶部,与反应器外壳相连;排气管在锥形集气罩附近,与反应器内壳相连;出水管在反应器上部、锥形集气罩下部,与反应器内壳相连;蜂窝状支撑架在反应器内壳内,里面填充有负载微生物的树脂;布水器在反应器内壳底部;反冲洗水出水管在每层蜂窝状支撑架的上面,与反应器内壳相连;反冲洗水进水管在反应器的多孔布水板底部,与外壳相连;曝气管连接曝气头,曝气头的位置在反应器布水板的正上方。
一种利用负载微生物的树脂与复式反应器去除水中戊唑醇的系统,其由外加营养溶液储备槽、进水水样调节槽、反冲洗水收集槽、复式反应器、反冲洗水储备槽、过滤器、流量计、水泵、曝气泵组成。其中,外加营养溶液存储槽与进水调节槽相连,复式反应器分别与进水调节槽、反冲洗水存储槽、反冲洗水出水收集槽、曝气泵相连。
一种利用新型吸附-微生物降解复合反应器去除水中戊唑醇的方法,其步骤包括:
步骤1、制备负载微生物的吸附树脂:
a.微生物培养:首先将平板中的鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.,土壤中分离得到,1990年日本学者Yabuuchi等首次提出鞘氨醇单胞菌属。Takeuchi等于1993年对此作了修正。根据16S rRNA序列比较,鞘氨醇单胞菌属于变形细菌的4亚类。该属的菌株均为革兰氏阴性菌,无孢子,以单侧生极性鞭毛运动,多呈黄色,专性需氧且能产生过氧化氢酶。)菌落接种到液体牛肉蛋白胨培养基中避光培养,温度28摄氏度;
b.菌体收集:将处于对数生长期的菌体培养液离心分离(离心时间20分钟,转速5000G),分离得到的菌体用磷酸氢二钠与磷酸二氢钾配制的缓冲液(pH=7.3)清洗;
c.树脂负载微生物:将收集的菌体接种到矿物质液体培养基中,加入树脂后进行振荡培养3-5天,得到负载微生物的吸附树脂;
d.填充树脂:将负载微生物的吸附树脂用去离子水清洗,填充到复式反应器的蜂窝状支撑架里。
所用菌种为鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.),所用树脂为聚苯乙烯、聚丙烯酸酯类骨架的吸附树脂。
步骤2、进水:
调节进水流量和外加营养溶液流量,控制进水调节槽中的水样CODCr不低于20mg/L,水样通过进水管进入复式反应器,打开曝气泵;所用的外加营养溶液为甲醇、乙醇、葡萄糖、乙酸钠溶液中的一种。
步骤3、吸附-微生物降解戊唑醇:水样经过多层负载微生物的树脂,戊唑醇被树脂吸附去除,吸附出水由出水管排出,同时树脂上附载的微生物利用水中的外加营养溶液和戊唑醇作为碳源,将吸附在树脂上的戊唑醇降解,水样在复式反应器中水力停留时间不低于30分钟。
步骤4.反冲洗:运行7-10天后,由于树脂上附载微生物的代谢会导致部分菌体死亡和脱落,关闭进水管路的泵、阀门和出水管阀门,打开反冲洗水进水管和反冲洗水出水管的阀门,反冲洗时间不低于2分钟,反冲洗水进入到反冲洗水出水收集槽,而后排入污水处理厂处理;关闭反冲洗水进水管和反冲洗水出水管的阀门,打开进水管路的泵、阀门和出水管阀门,继续运行。
3、有益效果
(1)复式反应器集进水、布水、曝气、排气、吸附、生物降解、反冲洗等多种功能于一体,可以连续运行,具有处理效率高、占地面积小的优点;
(2)多层蜂窝状支撑架和筛网不仅可以减小树脂层过高导致堆积压力增大,以及树脂层水中溶胀而产生的巨大压力破碎流失;还可以避免整层树脂相互板结导致的过水阻力增加,因此能够减少水头损失,节省动力消耗;
(3)负载鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)菌种的树脂,可有效吸附水中戊唑醇,吸附容量大、吸附速率高,在去除水中戊唑醇的同时不改变水质;
(4)吸附后的树脂无需转移,也不需要用脱附剂脱附再生,而是利用树脂上负载的鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)菌种降解树脂上吸附的戊唑醇,实现了树脂的原位再生,且不产生脱附液。
附图说明
图1实施例中复式反应器结构示意图(图中标注:1-反应器外壳;2-反应器内壳;3-反应器排水管;4-反冲洗水出水管;5-曝气头;6-布水器;7-进水管;8-排气管;9-集气反射锥体;10-蜂窝状支撑架;11-负载微生物的树脂;12-曝气管;13-反冲洗水进水管)。
图2为本发明中复式反应器内蜂窝状支撑架的结构示意图(支撑架、内部筛网),左图为支撑架壁,右图为支撑架底部和顶部部的筛网,防止树脂被水流冲走。
图3为本发明的系统总体结构示意图(图中标注:14-外加营养液储备槽;15-进水调节槽;16-反冲洗水出水收集槽;17-复式反应器;18-反冲洗水储槽;19-过滤器;20-流量计;21-水泵;22-曝气泵)。
图4为本发明的方法流程图。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明。
实施例1:
处理中试系统总体结构如图3所示,包括:外加营养溶液储备槽14、进水调节槽15、反冲洗水收集槽16、复式反应器17、反冲洗水储槽18、过滤器19、流量计20、水泵21、曝气泵22。其中,外加营养溶液存储槽14与进水调节槽15相连,复式反应器17分别与进水调节槽(15)、反冲洗水储槽18、反冲洗水出水收集槽16和曝气泵(22)相连;复式反应器17与进水调节槽(15)之间设置有水泵21、过滤器19和流量计20。
所用复式反应器17结构如图1所示,包括:反应器外壳1、反应器内壳2、进水管7、布水器6、出水管3、曝气管12、曝气头5、排气管8、集气反射锥体9、蜂窝状支撑架10、负载微生物的树脂11、反冲洗水进水管13、反冲洗水出水管4组成。其中,复式反应器的进水管7在反应器顶部,与反应器外壳1相连;排气管8在锥形集气罩附近,与反应器内壳2相连;出水管3在反应器上部、锥形集气罩下部,与反应器内壳2相连;蜂窝状支撑架(10)如图2所示,在反应器内壳2内,里面填充有负载微生物的树脂11;布水器6在反应器内壳2底部;反冲洗水出水管4在每层蜂窝状支撑架10的上面,与反应器内壳2相连;反冲洗水进水管13在反应器的布水器6(多孔布水板)底部,与外壳1相连;曝气管12连接曝气头5,曝气头5的位置在反应器布水器6的正上方。
水中戊唑醇的去除方法流程如图4所示,其步骤具体如下:
步骤1、制备负载微生物的吸附树脂:
a.微生物培养:首先将平板中的鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.,)菌落接种到液体牛肉蛋白胨培养基中避光培养,温度28摄氏度;
b.菌体收集:将处于对数生长期的菌体培养液离心分离(离心时间20分钟,转速5000G),分离得到的菌体用磷酸氢二钠与磷酸二氢钾配制的缓冲液(pH=7.3)清洗;
c.树脂负载微生物:将收集的菌体接种到矿物质液体培养基中,加入聚苯乙烯吸附树脂后进行振荡培养3天,得到负载微生物的吸附树脂;
d.填充树脂:将负载微生物的吸附树脂用去离子水清洗,填充到复式反应器的蜂窝状支撑架内。
步骤2、进水:调节进水流量和外加营养溶液(甲醇溶液)流量,控制进水调节槽中的水样CODCr为25±5mg/L,其中戊唑醇浓度为4.0±0.5mg/L。水样通过进水管进入复式反应器,打开曝气泵。
步骤3、吸附-微生物降解戊唑醇:水样经过多层负载微生物的树脂,戊唑醇被树脂吸附去除,吸附出水由出水管排出,同时树脂上附载的微生物利用水中的外加营养溶液和戊唑醇作为碳源,将吸附在树脂上的戊唑醇降解,水样在复式反应器中水力停留时间30分钟。出水CODCr小于等于15mg/L,水中戊唑醇浓度小于等于0.1mg/L。
步骤4.反冲洗:运行7天后,由于树脂上附载微生物的代谢会导致部分菌体死亡和脱落,关闭进水管路的泵、阀门和出水管阀门,打开反冲洗水进水管和反冲洗水出水管的阀门,反冲洗时间2分钟,反冲洗水进入到反冲洗水出水收集槽,而后排入污水处理厂处理。关闭反冲洗水进水管和反冲洗水出水管的阀门,打开进水管路的泵、阀门和出水管阀门,继续运行。
实施例1的运行效果
运行时间(天) 1 2 3 4 5 6 7
进水CODCr(mg/L) 25 28 27 23 29 21 27
进水戊唑醇浓度(mg/L) 3.7 3.9 4.2 3.7 4.4 4.5 4.3
出水CODCr(mg/L) 8 12 11 9 15 14 13
出水戊唑醇浓度(mg/L) 0.05 0.07 0.08 0.09 0.07 0.08 0.10
实施例2:
所用处理系统同实施例1。
步骤1、制备负载微生物的吸附树脂:
a.微生物培养:首先将平板中的鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)菌落接种到液体牛肉蛋白胨培养基中避光培养,温度28摄氏度;
b.菌体收集:将处于对数生长期的菌体培养液离心分离(离心时间20分钟,转速5000G),分离得到的菌体用磷酸氢二钠与磷酸二氢钾配制的缓冲液(pH=7.3)清洗;
c.树脂负载微生物:将收集的菌体接种到矿物质液体培养基中,加入聚丙烯酸酯吸附树脂后进行振荡培养4天,得到负载微生物的吸附树脂;
d.填充树脂:将负载微生物的吸附树脂用去离子水清洗,填充到复式反应器的蜂窝状支撑架里。
步骤2、进水:调节进水流量和外加营养溶液(葡萄糖溶液)流量,控制进水调节槽中的水样CODCr为40±5mg/L,其中戊唑醇浓度为10.0±0.5mg/L。水样通过进水管进入复式反应器,打开曝气泵。
步骤3、吸附-微生物降解戊唑醇:水样经过多层负载微生物的树脂,戊唑醇被树脂吸附去除,吸附出水由出水管排出,同时树脂上附载的微生物利用水中的外加营养溶液和戊唑醇作为碳源,将吸附在树脂上的戊唑醇降解,水样在复式反应器中水力停留时间50分钟。出水CODCr小于等于20mg/L,水中戊唑醇浓度小于等于0.2mg/L。
步骤4.反冲洗:运行8天后,由于树脂上附载微生物的代谢会导致部分菌体死亡和脱落,关闭进水管路的泵、阀门和出水管阀门,打开反冲洗水进水管和反冲洗水出水管的阀门,反冲洗时间3分钟,反冲洗水进入到反冲洗水出水收集槽,而后排入污水处理厂处理。关闭反冲洗水进水管和反冲洗水出水管的阀门,打开进水管路的泵、阀门和出水管阀门,继续运行。
实施例2的运行效果
运行时间(天) 1 2 3 4 5 6 7 8
进水CODCr(mg/L) 45 38 37 43 39 41 44 42
进水戊唑醇浓度(mg/L) 9.7 9.9 10.2 9.8 10.4 10.5 10..3 10.1
出水CODCr(mg/L) 17 15 11 19 15 17 20 15
出水戊唑醇浓度(mg/L) 0.15 0.17 0.10 0.19 0.20 0.11 0.14 0.16
实施例3
所用处理系统同实施例1。
步骤1、制备负载微生物的吸附树脂:
a.微生物培养:首先将平板中的鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)菌落接种到液体牛肉蛋白胨培养基中避光培养,温度28摄氏度;
b.菌体收集:将处于对数生长期的菌体培养液离心分离(离心时间20分钟,转速5000G),分离得到的菌体用磷酸氢二钠与磷酸二氢钾配制的缓冲液(pH=7.3)清洗;
c.树脂负载微生物:将收集的菌体接种到矿物质液体培养基中,加入聚苯乙烯吸附树脂后进行振荡培养5天,得到负载微生物的吸附树脂;
d.填充树脂:将负载微生物的吸附树脂用去离子水清洗,填充到复式反应器的蜂窝状支撑架里。
步骤2、进水:调节进水流量和外加营养溶液(乙酸钠溶液)流量,控制进水调节槽中的水样CODCr为60±5mg/L,其中戊唑醇浓度为20.0±0.5mg/L。水样通过进水管进入复式反应器,打开曝气泵。
步骤3、吸附-微生物降解戊唑醇:水样经过多层负载微生物的树脂,戊唑醇被树脂吸附去除,吸附出水由出水管排出,同时树脂上附载的微生物利用水中的外加营养溶液和戊唑醇作为碳源,将吸附在树脂上的戊唑醇降解,水样在复式反应器中水力停留时间80分钟。出水CODCr小于等于25mg/L,水中戊唑醇浓度小于等于0.30mg/L。
步骤4.反冲洗:运行10天后,由于树脂上附载微生物的代谢会导致部分菌体死亡和脱落,关闭进水管路的泵、阀门和出水管阀门,打开反冲洗水进水管和反冲洗水出水管的阀门,反冲洗时间5分钟,反冲洗水进入到反冲洗水出水收集槽,而后排入污水处理厂处理。关闭反冲洗水进水管和反冲洗水出水管的阀门,打开进水管路的泵、阀门和出水管阀门,继续运行。
实施例3的运行效果
实施例4
所用处理系统同实施例1。
步骤1、制备负载微生物的吸附树脂:
a.微生物培养:首先将平板中的鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)菌落接种到液体牛肉蛋白胨培养基中避光培养,温度28摄氏度;
b.菌体收集:将处于对数生长期的菌体培养液离心分离(离心时间20分钟,转速5000G),分离得到的菌体用磷酸氢二钠与磷酸二氢钾配制的缓冲液(pH=7.3)清洗;
c.树脂负载微生物:将收集的菌体接种到矿物质液体培养基中,加入聚丙烯酸酯吸附树脂后进行振荡培养3天,得到负载微生物的吸附树脂;
d.填充树脂:将负载微生物的吸附树脂用去离子水清洗,填充到复式反应器的蜂窝状支撑架里。
步骤2、进水:调节进水流量和外加营养溶液(乙醇溶液)流量,控制进水调节槽中的水样CODCr为80±5mg/L,其中戊唑醇浓度为25.0±0.5mg/L。水样通过进水管进入复式反应器,打开曝气泵。
步骤3、吸附-微生物降解戊唑醇:水样经过多层负载微生物的树脂,戊唑醇被树脂吸附去除,吸附出水由出水管排出,同时树脂上附载的微生物利用水中的外加营养溶液和戊唑醇作为碳源,将吸附在树脂上的戊唑醇降解,水样在复式反应器中水力停留时间80分钟。出水CODCr小于25mg/L,水中戊唑醇浓度小于等于0.5mg/L。
步骤4.反冲洗:运行9天后,由于树脂上附载微生物的代谢会导致部分菌体死亡和脱落,关闭进水管路的泵、阀门和出水管阀门,打开反冲洗水进水管和反冲洗水出水管的阀门,反冲洗时间4分钟,反冲洗水进入到反冲洗水出水收集槽,而后排入污水处理厂处理。关闭反冲洗水进水管和反冲洗水出水管的阀门,打开进水管路的泵、阀门和出水管阀门,继续运行。
实施例4的运行效果

Claims (9)

1.一种用于去除水中戊唑醇复式反应器,其由特征在于,复式反应器由下述部件构成:反应器外壳(1)、反应器内壳(2)、进水管(7)、布水器(6)、出水管(3)、曝气管(12)、曝气头(5)、排气管(8)、集气反射锥体(9)、蜂窝状支撑架(10)、负载微生物的树脂(11)、反冲洗水进水管(13)、反冲洗水出水管(4)组成;其中,复式反应器的进水管(7)在反应器顶部,与反应器外壳(1)相连;排气管(8)在锥形集气罩附近,与反应器内壳(2)相连;出水管(3)在反应器上部、锥形集气罩下部,与反应器内壳(2)相连;蜂窝状支撑架(10)在反应器内壳(2)内,里面填充有负载微生物的树脂(11);布水器(6)在反应器内壳(2)底部;反冲洗水出水管(4)在每层蜂窝状支撑架(10)的上面,与反应器内壳(2)相连;反冲洗水进水管(13)在反应器布水器(6)底部,与外壳相连;曝气管(12)连接曝气头(5),曝气头(5)的位置在反应器布水器(6)的正上方。
2.根据权利要求1所述的复式反应器,其特征在于,所述的树脂(11)为聚苯乙烯、聚丙烯酸酯类骨架的吸附树脂。
3.根据权利要求1或2所述的复式反应器,其特征在于,所述的树脂(11)上负载微生物为鞘氨醇单胞菌属菌种。
4.一种用于去除水中戊唑醇复式反应器的系统,其由权利要求1-3任意一项所述的复式反应器(17)、外加营养溶液储备槽(14)、进水水样调节槽(15)、反冲洗水收集槽(16)、反冲洗水储备槽(18)、过滤器(19)、流量计(20)、水泵(21)和曝气泵(22)组成,其中,外加营养溶液存储槽(14)与进水调节槽(15)相连,复式反应器(17)分别与进水调节槽(15)、反冲洗水存储槽(18)、反冲洗水出水收集槽(16)、曝气泵(22)相连。
5.根据权利要求4所述的用于去除水中戊唑醇复式反应器用于去除水中戊唑醇方法方法,其步骤包括:
步骤1、制备负载微生物的吸附树脂:
a.微生物培养:首先将平板中的鞘氨醇单胞菌菌落接种到液体牛肉蛋白胨培养基中避光培养,温度28摄氏度;
b.菌体收集:将处于对数生长期的菌体培养液离心分离,分离得到的菌体用磷酸氢二钠与磷酸二氢钾配制的缓冲液清洗;
c.树脂负载微生物:将收集的菌体接种到矿物质液体培养基中,加入树脂后进行振荡培养3-5天,得到负载微生物的吸附树脂;
d.填充树脂:将负载微生物的吸附树脂用去离子水清洗,填充到复式反应器的蜂窝状支撑架里;
步骤2、进水:调节进水流量和外加营养溶液流量,控制进水调节槽中的水样CODCr不低于20mg/L,水样通过进水管进入复式反应器,打开曝气泵;
步骤3、吸附-微生物降解戊唑醇:水样经过多层负载微生物的树脂,戊唑醇被树脂吸附去除,吸附出水由出水管排出,同时树脂上附载的微生物利用水中的外加营养和戊唑醇作为碳源,将其生物降解,水样在复式反应器中水力停留时间不低于30分钟;
步骤4、反冲洗:运行7-10天后,由于树脂上附载微生物的代谢会导致部分菌体死亡和脱落,关闭进水管路的泵、阀门和出水管阀门,打开反冲洗水进水管和反冲洗水出水管的阀门,反冲洗时间不低于2分钟,反冲洗水进入到反冲洗水出水收集槽,而后排入污水处理厂处理;关闭反冲洗水进水管和反冲洗水出水管的阀门,打开进水管路的泵、阀门和出水管阀门,继续运行。
6.据权利要求4所述的方法,其特征是:所述步骤1的反应过程中所用树脂为聚苯乙烯、聚丙烯酸酯类骨架的吸附树脂。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征是:步骤2中的外加营养溶液为甲醇、乙醇、葡萄糖或乙酸钠溶液中的一种。
8.根据权利要求4所述的方法,其特征是:所述将处于对数生长期的菌体培养液离心分离,其离心时间20分钟,转速5000G。
9.根据权利要求4所述的方法,其特征是:所述磷酸氢二钠与磷酸二氢钾配制的缓冲液的pH=7.3。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016041403A3 (zh) * 2014-09-19 2016-05-26 南京大学 一种用于去除水中戊唑醇复式反应器及其系统和方法
CN107540171A (zh) * 2017-10-18 2018-01-05 高明飞 一种污水生态处理用稳压型微生物净水设备
CN109081494A (zh) * 2018-09-21 2018-12-25 宁夏大学 一种去除工业废水中有机大分子的装置
CN111841665A (zh) * 2020-08-20 2020-10-30 南京利福达膜科技有限公司 一种树脂矮床
CN114949931A (zh) * 2021-11-12 2022-08-30 昆明理工大学 一种吸附材料的解吸装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110482683B (zh) * 2019-07-23 2024-02-23 武汉新奇华清膜分离技术工程有限公司 基于活性炭技术的污水深度处理方法及设备

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5403487A (en) * 1992-12-22 1995-04-04 The B. F. Goodrich Company Process for biochemical oxidation of ultra-toxic wastewater in a packed bed bioreactor
JPH09163981A (ja) * 1995-12-15 1997-06-24 Toyo Manag Service:Kk 包括固定化微生物担体及びその製造方法
JP2001300571A (ja) * 2000-04-24 2001-10-30 Nippon Device Kogyo Kk 水処理装置の流動床用濾材
JP2002017843A (ja) * 2000-07-10 2002-01-22 Tomusu Academy:Kk ハニカム構造体
CN101613131A (zh) * 2008-06-27 2009-12-30 大晃机械工业株式会社 净水装置
CN102923919A (zh) * 2012-11-28 2013-02-13 山东华阳农药化工集团有限公司 戊唑醇农药废水处理工艺
CN203187462U (zh) * 2013-01-31 2013-09-11 上海泓宝绿色水产科技发展有限公司 高效生物净化器
CN103951031A (zh) * 2014-04-04 2014-07-30 北京工业大学 一种基于网状载体的反硝化细菌固定化固定式生物活性填料制备及应用
CN104030438A (zh) * 2014-05-15 2014-09-10 杭州师范大学 一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3979283A (en) * 1974-09-25 1976-09-07 Bioteknika International, Inc. Microbial degradation of DDT
US4915842A (en) * 1988-07-08 1990-04-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Simple system to decompose pesticide waste water
US5078881A (en) * 1989-11-02 1992-01-07 Space Biospheres Venture Decontamination process
CN101942400A (zh) * 2009-07-09 2011-01-12 中国空间技术研究院空间生物(内蒙古)研发中心 用耐冷菌固定化处理低温污水的方法
CN102040318B (zh) * 2010-11-28 2012-06-20 江苏蓝星环保科技有限公司 吡虫啉农药废水处理方法
WO2012075615A1 (zh) * 2010-12-06 2012-06-14 南京大学 一体化生物反应器及其应用和处理高浓度有机废水的方法
CN102872842B (zh) * 2012-10-15 2014-06-04 苏州天立蓝环保科技有限公司 高浓度苯酚废水处理用微生物复合载体材料及其制备方法
CN103771648B (zh) * 2012-10-18 2015-08-26 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种低浓度氨氮废水的处理工艺
CN104193014B (zh) * 2014-09-19 2016-02-24 南京大学 一种用于去除水中戊唑醇复式反应器及其系统和方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5403487A (en) * 1992-12-22 1995-04-04 The B. F. Goodrich Company Process for biochemical oxidation of ultra-toxic wastewater in a packed bed bioreactor
JPH09163981A (ja) * 1995-12-15 1997-06-24 Toyo Manag Service:Kk 包括固定化微生物担体及びその製造方法
JP2001300571A (ja) * 2000-04-24 2001-10-30 Nippon Device Kogyo Kk 水処理装置の流動床用濾材
JP2002017843A (ja) * 2000-07-10 2002-01-22 Tomusu Academy:Kk ハニカム構造体
CN101613131A (zh) * 2008-06-27 2009-12-30 大晃机械工业株式会社 净水装置
CN102923919A (zh) * 2012-11-28 2013-02-13 山东华阳农药化工集团有限公司 戊唑醇农药废水处理工艺
CN203187462U (zh) * 2013-01-31 2013-09-11 上海泓宝绿色水产科技发展有限公司 高效生物净化器
CN103951031A (zh) * 2014-04-04 2014-07-30 北京工业大学 一种基于网状载体的反硝化细菌固定化固定式生物活性填料制备及应用
CN104030438A (zh) * 2014-05-15 2014-09-10 杭州师范大学 一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016041403A3 (zh) * 2014-09-19 2016-05-26 南京大学 一种用于去除水中戊唑醇复式反应器及其系统和方法
CN107540171A (zh) * 2017-10-18 2018-01-05 高明飞 一种污水生态处理用稳压型微生物净水设备
CN109081494A (zh) * 2018-09-21 2018-12-25 宁夏大学 一种去除工业废水中有机大分子的装置
CN111841665A (zh) * 2020-08-20 2020-10-30 南京利福达膜科技有限公司 一种树脂矮床
CN114949931A (zh) * 2021-11-12 2022-08-30 昆明理工大学 一种吸附材料的解吸装置
CN114949931B (zh) * 2021-11-12 2024-04-05 昆明理工大学 一种吸附材料的解吸装置

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