CN104628225A - 一种含氨氮工业废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废水处理环保领域，公开了一种含氨氮工业废水的处理方法，其包括如下步骤：步骤1)制备复合菌剂，步骤2)沉淀除杂，步骤3)调节酸碱度，步骤4)制备碳源，步骤5)生物氧化，以及步骤6)制备饲料蛋白。该方法能够有效地处理氨氮废水，成本低廉，适合工业化推广使用。
Description
技术领域
本发明属于废水处理环保领域，具体涉及一种含氨氮工业废水的处理方法。
背景技术
氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高。同时，人畜粪便中含氮有机物很不稳定，容易分解成氨。工业废水中的成分复杂，氨氮是比较难以处理的污染物之一，我国相当一部分工业污染企业宁可受罚也不愿意投资治理废水，即使有废水处理装置运行也极不正常。因此，开发一种建设投资少、运行成本低、处理效率好的废水处理技术迫在眉睫。
根据工业废水中氨氮浓度的不同，可将废水分为3类：高浓度氨氮废水(NH3-N＞500mg/l)，中等浓度氨氮废水(NH3-N：50-500mg/l)，低浓度氨氮废水(NH3-N＜50mg/l)。然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用，制约了生化法对其的处理应用和效果，同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率，从而导致处理出水难以达到要求。现有技术中常用的去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术；生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。目前比较实用的方法有：折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。其中，折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法不适合大规模的工业化应用，而化学方法容易引起其他污染，并且成本较高，目前最为经济环保的方法是生物法，但是现有的生物法大多存在以下缺点：菌剂配伍不合理，处理效果差，并且成本较高，企业难以接受。目前，在我们亟待需要一种新型处理方法替代现有方法。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，克服了现有技术中存在的不足之处，提供了一种含氨氮工业废水的处理方法，该方法能够有效地去除废水中的氨氮成分和工业COD，投入成本低廉，可大规模推广使用。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种含氨氮工业废水的处理方法，包括如下步骤：
步骤1)制备复合菌剂，步骤2)沉淀除杂，步骤3)调节酸碱度，步骤4)制备碳源，步骤5)生物氧化，以及步骤6)制备饲料蛋白。
具体地，所述方法包括如下步骤：
步骤1)制备复合菌剂：将粪产碱杆菌、地衣芽孢杆菌、鲍曼不动杆菌、红球菌以及荧光假单胞菌分别培养成浓度为1×108个/ml的菌液，按照1∶1∶2∶2∶3的体积比混合，然后与载体按照1∶1的质量比混合搅拌均匀，最后进行低温干燥，干燥温度为20-30℃，干燥后含水量为10％，即得；
步骤2)沉淀除杂：将废水冷却至20-30℃，然后进入沉淀池，沉淀时间为12小时，然后排出；
步骤3)调节酸碱度：废水进入酸碱调节池，往酸碱调节池中添加1M的盐酸，调节废水的pH为7.0-7.5；
步骤4)制备碳源：将花生壳晒干，用粉碎机粉碎成花生壳粉，添加到发酵罐中，然后添加豆粕和水，500转/分钟的速度搅拌30分钟后，静置24小时，制得菌剂的碳源；所述发酵罐温度控制在70-80℃；花生壳粉、豆粕和水的质量比为3∶2∶6；
步骤5)生物氧化：按照每立方米液体每次投加10克复合菌剂和20g碳源，每天投加1次，连续投加三天后，再静置一周，将液体通过板框过滤器过滤，最后排出；同时，收集板框过滤器过滤的菌体及其发酵产物；
步骤6)制备饲料蛋白：将步骤5)所得菌体及其发酵产物加入搅拌反应器，并加入适量温水调匀，调整固含量为8％(w/w)的混合液，调整混合液的温度为55℃，调整pH为4-5，然后加入溶菌酶5kg/m3和酸性蛋白酶10kg/m3，酶解时间为6小时；100℃灭酶3min，最后喷雾造粒干燥得到饲料蛋白。
优选地，
所述载体为硅藻土和壳聚糖按照1∶1的质量比混合均匀制得。
所述粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)优选为粪产碱杆菌ATCC 31555；
所述地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)为CCTCC NO.M206082；
所述鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumanii)为ATCC 19606；
所述红球菌(Rhodococcus rhodochrous)为ATCC 15906；
所述荧光假单胞菌(P.Fluorescens)为ATCC 49642。
所述沉淀池底部铺设1米厚度的细沙。
所述溶菌酶的酶活为2万U/mg，所述酸性蛋白酶的酶活为8000U/mg。
本发明所述菌种均可以从CGMCC、CCTCC以及美国模式培养物集存库(ATCC)等商业渠道购买得到。
本发明的微生物的扩大培养方法可按照文献记载或者现有技术的记载进行，此处不是本发明的创新点，限于篇幅，并不一一赘述。
本发明取得的有益效果主要但不限于以下几个方面：
本发明的复合菌剂将各种能形成优势菌群的菌种，配制成高效复合菌剂，按一定量投加到废水处理系统中，加速微生物对污染物的降解，以提高系统的生物处理效率，保证系统稳定运行；
本发明复合菌剂各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，活性高，生物量大，繁殖快；
本发明复合菌剂适于氨氮废水处理，可提高处理水量和处理水质，降低运行费用，促进达标排放；
本发明通过盐酸调整pH，与废水中的氨生成氯化铵，可作为菌剂氮源，一举两得；
本发明通过农业废弃物制备了微生物碳源，价格便宜，容易被企业接受；
本发明利用废弃菌体制备了饲料用蛋白，蛋白含量高，实现了变废为宝。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
步骤1)制备复合菌剂：将粪产碱杆菌、地衣芽孢杆菌、鲍曼不动杆菌、红球菌以及荧光假单胞菌分别培养成浓度为1×108个/ml的菌液，按照1∶1∶2∶2∶3的体积比混合，然后与载体按照1∶1的质量比混合搅拌均匀，最后进行低温干燥，干燥温度为20℃，干燥后含水量为10％，即得；所述载体为硅藻土和壳聚糖按照1∶1的质量比混合均匀制得；
步骤2)沉淀除杂：将废水冷却至20℃，然后进入沉淀池，沉淀时间为12小时，然后排出；所述沉淀池底部铺设1米厚度的细沙；
步骤3)调节酸碱度：废水进入酸碱调节池，往酸碱调节池中添加1M的盐酸，调节废水的pH为7.0；
步骤4)制备碳源：将花生壳晒干，用粉碎机粉碎成花生壳粉，添加到发酵罐中，然后添加豆粕和水，500转/分钟的速度搅拌30分钟后，静置24小时，制得碳源；所述发酵罐温度控制在70℃；花生壳粉、豆粕和水的质量比为3∶2∶6；
步骤5)生物氧化：按照每立方米液体每次投加10克复合菌剂和20g碳源，每天投加1次，连续投加三天后，再静置一周，将液体通过板框过滤器过滤，最后排出；同时，收集板框过滤器过滤的菌体及其发酵产物；
步骤6)制备饲料蛋白：将步骤5)所得菌体及其发酵产物加入搅拌反应器，并加入适量温水调匀，调整固含量为8％(w/w)的混合液，调整混合液的温度为55℃，调整pH为4，然后加入溶菌酶5kg/m3和酸性蛋白酶10kg/m3，酶解时间为6小时；100℃灭酶3min，最后喷雾造粒干燥得到饲料蛋白；所述溶菌酶的酶活为2万U/mg，所述酸性蛋白酶的酶活为8000U/mg。
实施例2
一种含氨氮工业废水的处理方法，包括如下步骤：
步骤1)制备复合菌剂：将粪产碱杆菌、地衣芽孢杆菌、鲍曼不动杆菌、红球菌以及荧光假单胞菌分别培养成浓度为1×108个/ml的菌液，按照1∶1∶2∶2∶3的体积比混合，然后与载体按照1∶1的质量比混合搅拌均匀，最后进行低温干燥，干燥温度为30℃，干燥后含水量为10％，即得；所述载体为硅藻土和壳聚糖按照1∶1的质量比混合均匀制得；
所述粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)为粪产碱杆菌ATCC 31555(Structural studiesof an extracellular polysaccharide(S-130)elaborated by Alcaligenes ATCC31555，Carbohydrate Research，1986)；
所述地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)为CCTCC NO.M206082(CN101037659A)；
所述鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumanii)为ATCC 19606(Infect Immun.2012Mar；80(3)：1015-24)
所述红球菌(Rhodococcus rhodochrous)为ATCC 15906；(J.Bacteriol.November2001)；
所述荧光假单胞菌(P.Fluorescens)为ATCC49642(WO2003066873A1)
步骤2)沉淀除杂：将废水冷却至30℃，然后进入沉淀池，沉淀时间为12小时，然后排出；所述沉淀池底部铺设1米厚度的细沙；
步骤3)调节酸碱度：废水进入酸碱调节池，往酸碱调节池中添加1M的盐酸，调节废水的pH为7.5；
步骤4)制备碳源：将花生壳晒干，用粉碎机粉碎成花生壳粉，添加到发酵罐中，然后添加豆粕和水，500转/分钟的速度搅拌30分钟后，静置24小时，制得碳源；所述发酵罐温度控制在80℃；花生壳粉、豆粕和水的质量比为3∶2∶6；
步骤5)生物氧化：按照每立方米液体每次投加10克复合菌剂和20g碳源，每天投加1次，连续投加三天后，再静置一周，将液体通过板框过滤器过滤，最后排出；同时，收集板框过滤器过滤的菌体及其发酵产物；
步骤6)制备饲料蛋白：将步骤5)所得菌体及其发酵产物加入搅拌反应器，并加入适量温水调匀，调整固含量为8％(w/w)的混合液，调整混合液的温度为55℃，调整pH为5，然后加入溶菌酶5kg/m3和酸性蛋白酶10kg/m3，酶解时间为6小时；100℃灭酶3min，最后喷雾造粒干燥得到饲料蛋白；所述溶菌酶的酶活为2万U/mg，所述酸性蛋白酶的酶活为8000U/mg。经检测，蛋白含量可达到43.6％。
实施例3
以本市某工厂的废水为实例，检测实施例2的废水处理效果，每次测样取三次水样，取三次测试结果的平均值，将检测各指标均达到理想排放标准，废水的检测指标见表1：
表1
结论：经过处理后，工业废水重COD、氨氮以及苯胺类物质的含量大幅降低，符合排放标准。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种含氨氮工业废水的处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1)制备复合菌剂，步骤2)沉淀除杂，步骤3)调节酸碱度，步骤4)制备碳源，步骤5)生物氧化，以及步骤6)制备饲料蛋白。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1)制备复合菌剂：将粪产碱杆菌、地衣芽孢杆菌、鲍曼不动杆菌、红球菌以及荧光假单胞菌分别培养成浓度为1×108个/ml的菌液，按照1∶1∶2∶2∶3的体积比混合，然后与载体按照1∶1的质量比混合搅拌均匀，最后进行低温干燥，干燥温度为20-30℃，干燥后含水量为10％，即得；
步骤2)沉淀除杂：将废水冷却至20-30℃，然后进入沉淀池，沉淀时间为12小时，然后排出；
步骤3)调节酸碱度：步骤2)的废水进入酸碱调节池，往酸碱调节池中添加1M的盐酸，调节废水的pH为7.0-7.5；
步骤4)制备碳源：将花生壳晒干，用粉碎机粉碎成花生壳粉，添加到发酵罐中，然后添加豆粕和水，500转/分钟的速度搅拌30分钟后，静置24小时，制得碳源；所述发酵罐温度控制在70-80℃；所述花生壳粉、豆粕和水的质量比为3∶2∶6；
步骤5)生物氧化：按照每立方米废水每次投加10克步骤1)所得复合菌剂和20g步骤4)所得碳源，每天投加1次，连续投加三天后，再静置一周，将液体通过板框过滤器过滤，最后排出；同时，收集板框过滤器过滤的菌体及其发酵产物；
步骤6)制备饲料蛋白：将步骤5)所得菌体及其发酵产物加入搅拌反应器，并加入适量温水调匀，调整固含量为8％的混合液，调整混合液的温度为55℃，调整pH为4-5，然后加入溶菌酶5kg/m3和酸性蛋白酶10kg/m3，酶解时间为6小时；100℃灭酶3min，最后喷雾造粒干燥得到饲料蛋白。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述载体由硅藻土和壳聚糖按照1∶1的质量比混合均匀制得。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述沉淀池底部铺设1米厚度的细沙；所述溶菌酶的酶活为2万U/mg，所述酸性蛋白酶的酶活为8000U/mg。
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