CN104925934B - 一种焦化废水生物处理促进剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焦化废水生物处理促进剂，属于废水处理领域。将葡萄糖、乙酸锌、乙酸钾、磷酸二氢铵、氯化镁、硫酸铁、维生素B6粉碎混合后，制成焦化废水生物处理促进剂，该促进剂克服了常规生物处理方法处理焦化废水微生物容易受到抑制或中毒、效率不高的难题，启动微生物的共代谢作用，提高生物处理系统对焦化废水的耐毒性和处理效率，从而稳定高效的处理焦化废水。

Description

一种焦化废水生物处理促进剂
技术领域
本发明涉及一种生物处理促进剂的制备及应用，尤其涉及一种焦化废水生物处理促进剂及其制备方法与应用，属于废水处理领域。
背景技术
焦化废水是在煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的大量芳香族化合物和杂环化合物的废水。焦化废水是一种公认的难于处理的工业废水，目前焦化废水的处理方法主要是采用生物法进行处理。然而采用常规的生物处理方法对焦化废水进行处理时，存在微生物容易受到抑制或中毒，处理后出水指标不稳定的难题，因此采取何种方法如何强化生物处理来提高对焦化废水的耐毒性和处理效率成为近年来生物法处理焦化废水的热点。
微生物共代谢降解焦化废水中难降解有机污染物作为一种有效的强化生物处理措施，成为近几年国内外学者研究和探讨的重点领域。在常规活性污泥生物处理系统中，可降解目标污染物的微生物数量和活性通常是较低的，添加某些营养物包括碳源、氮源、能量物质、营养物质作为一级基质，将有助于降解菌的生长，改善处理系统的运行性能，使目标降解菌可在短时间内迅速繁殖，生物量大大增加并保持较高的活力，从而促进目标污染物，即二级基质的生物降解。一级基质的降解不仅为降解二级基质的微生物提供了充足的碳源和能源，同时为其代谢途径提供了还原力、各种辅基和辅酶。因此，一级基质的选择对微生物共代谢作用的启动，生物处理的强化效果至关重要。
发明内容
为了克服常规的生物处理方法处理焦化废水微生物容易受到抑制或中毒，处理效率不高的难题，提高生物处理系统对焦化废水的耐毒性和处理效率，本发明在常规生物处理系统中添加生物处理促进剂，即包括碳源、氮源、磷源、无机盐、营养物质等一级基质，启动微生物的共代谢作用，从而稳定高效的处理焦化废水。
本发明目的之一是公开一种焦化废水生物处理促进剂，其特征在于由以下共混组分制备得到：葡萄糖、乙酸锌、乙酸钾、磷酸二氢铵、氯化镁、硫酸铁和维生素B6。
优选地，所述促进剂由以下共混组分和重量百分比组成：
葡萄糖：30-50份；
乙酸锌：20-30份；
乙酸钾：10-25份；
磷酸二氢铵：1-10份；
氯化镁：1-10份；
硫酸铁：1-10份；
维生素B6：1-10份。
进一步优选地，所述促进剂由以下共混组分和重量百分比组成：
葡萄糖：35-45份；
乙酸锌：20-25份；
乙酸钾：15-20份；
磷酸二氢铵：5-10份；
氯化镁：1-5份；
硫酸铁：1-5份；
维生素B6：1-5份。
作为本发明的最优选方案，所述促进剂由以下共混组分和重量百分比组成：
葡萄糖：42份；
乙酸锌：22份；
乙酸钾：18份；
磷酸二氢铵：8份；
氯化镁：4份；
硫酸铁：3份；
维生素B6：3份。
本发明的目的之二是提供上述焦化废水生物处理促进剂的制备方法：将葡萄糖、乙酸锌、乙酸钾、磷酸二氢铵、氯化镁、硫酸铁、维生素B6粉碎混合后，制成焦化废水生物处理促进剂，检测包装。
本发明的目的之三是提供上述焦化废水生物处理促进剂在污水处理中的应用，其中所述污水优选为焦化废水。投加方法为连续递减投加，即进水的同时向生物处理系统中投加焦化废水生物处理促进剂一次，首次投加的促进剂为100-300mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加5-10天后，减少到促进剂的投加量为50-100mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加5-10天后，减少到促进剂的投加量为10-50mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加5-10天后，减少到促进剂的投加量为5-10mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加5-10天后，减少到促进剂的投加量为1-5mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加维持系统正常运行，焦化废水得以稳定高效的处理。上述所述生物处理系统为CASS工艺、SBR工艺、A/O工艺、AB工艺、接触氧化工艺等常规生物处理工艺的任意一种。
本发明所述的焦化废水生物处理促进剂及其制备方法与应用，与现有技术相比，其优点分析如下：
1)焦化废水生物处理促进剂由葡萄糖、乙酸锌、乙酸钾、磷酸二氢铵、氯化镁、硫酸铁、维生素B6配伍组成，作为降解焦化废水中难降解物质的一级基质启动微生物共代谢作用，稳定高效的处理焦化废水。
2)葡萄糖作为促进剂的主要配伍成分，亦是微生物最广泛利用的碳源，生物利用率高，且成本低廉，适合大规模工业应用。
3)乙酸锌、乙酸钾既是一级基质碳源，又为微生物共代谢提供能源，加强关键酶的诱导和能量供应。
4)磷酸二氢铵为微生物提供氮源，主要是供给合成菌体结构的原料，促进剂的碳氮比例趋于优化。
5)氯化镁、硫酸铁等无机盐，为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素，促进微生物共代谢反应过程中产生既能代谢一级基质又能代谢目标污染物的关键酶。
6)维生素B6为共代谢微生物提供生长因子，在为微生物提供充足的碳源、氮源和能源的基础上，同时为其代谢途径提供还原力、各种辅基和辅酶。
具体实施方式
以下将通过具体实施例进一步说明本发明，但本领域技术人员应该理解，本发明具体实施例并不以任何方式限制本发明。在本发明基础上任何等同替换均落入本发明的保护范围之内。
实施例1：焦化废水生物处理促进剂的制备
取葡萄糖42公斤，乙酸锌22公斤，乙酸钾18公斤，磷酸二氢铵8公斤，氯化镁4公斤，硫酸铁3公斤，维生素B6 3公斤，上述原料粉碎混合后，制成焦化废水生物处理促进剂，检测包装。
实施例2：焦化废水生物处理促进剂的制备
取葡萄糖40公斤，乙酸锌25公斤，乙酸钾20公斤，磷酸二氢铵6公斤，氯化镁3公斤，硫酸铁4公斤，维生素B6 2公斤，上述原料粉碎混合后，制成焦化废水生物处理促进剂，检测包装。
实施例3：焦化废水生物处理促进剂的制备
取葡萄糖35公斤，乙酸锌30公斤，乙酸钾15公斤，磷酸二氢铵10公斤，氯化镁8公斤，硫酸铁7公斤，维生素B6 5公斤，上述原料粉碎混合后，制成焦化废水生物处理促进剂，检测包装。
实施例4：焦化废水生物处理促进剂的应用
将实施例1制备的焦化废水生物处理促进剂应用于以CASS工艺处理焦化废水的系统中。该系统采用进水1小时-曝气8小时-沉淀2小时-出水1小时的方式运行，投加方式为连续递减投加，即进水的同时向上述系统中投加促进剂一次，首次投加的促进剂为200mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加10天后，减少到促进剂的投加量为100mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加6天后，减少到促进剂的投加量为30mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加8天后，减少到促进剂的投加量为8mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加10天后，减少到促进剂的投加量为2mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加维持系统正常运行。水质指标见表一。
表一：水质指标变化结果一览表
由表一可知：以CASS工艺处理焦化废水的系统中，在未投加本发明生物处理促进剂时，CODCr、氨氮、挥发酚、氰化物的去除率分别为81.8％、69.9％、60.1％、54.5％，投加本发明生物处理促进剂后，上述指标的去除率明显提高，系统运行90天后，出水指标稳定，CODCr、氨氮、挥发酚、氰化物的去除率分别为98.7％、94.4％、100％、100％。
实施例5：焦化废水生物处理促进剂的应用对比实验
实验组：将实施例2制备的焦化废水生物处理促进剂应用于以生物接触氧化工艺处理焦化废水的系统中，该系统采用进水1小时-曝气8小时-沉淀2小时-出水1小时的方式运行。
对照组一：将实施例2制备的焦化废水生物处理促进剂做如下配方改变：取葡萄糖65公斤，乙酸钾20公斤，磷酸二氢铵6公斤，氯化镁7公斤，维生素B6 2公斤，上述原料粉碎混合后，制成焦化废水生物处理促进剂，检测包装。将以上促进剂应用于以生物接触氧化工艺处理焦化废水的系统中。
对照组二：将实施例2制备的焦化废水生物处理促进剂做如下配方变动：取葡萄糖28公斤，乙酸锌31.5公斤，乙酸钾7公斤，磷酸二氢铵11公斤，氯化镁11公斤，硫酸铁11公斤，维生素B6 0.5公斤，上述原料粉碎混合后，制成焦化废水生物处理促进剂，检测包装。将以上促进剂应用于以生物接触氧化工艺处理焦化废水的系统中。
上述三组的投加方式如下并相同：连续递减投加，即进水的同时向上述系统中投加促进剂一次，首次投加的促进剂为250mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加5天后，减少到促进剂的投加量为80mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加10天后，减少到促进剂的投加量为40mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加6天后，减少到促进剂的投加量为10mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加10天后，减少到促进剂的投加量为为4mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加维持系统正常运行。水质指标见表二。
表二：水质指标对比结果一览表
由表二可知：以生物接触氧化工艺处理焦化废水的系统中，未投加本发明生物处理促进剂的空白组，其CODCr、氨氮、挥发酚、氰化物的去除率分别为81.4％、69.9％、61.7％、49.0％。投加本发明生物处理促进剂后的实验组，上述指标的去除率明显提高，系统运行90天后，出水指标稳定，CODCr、氨氮、挥发酚、氰化物的去除率分别为98.7％、95.1％、100％、100％。对照组1和2虽然投加了促进剂，但对照组1的配方中去掉乙酸锌，增加葡萄糖的含量，去掉硫酸铁，增加氯化镁的含量，对照组2的各组份配比均不在本发明配比范围内。有实验数据可以看出，对照组1和2在系统运行的2天后出水水质的各项指标比空白组还高，这是因为由于组份配比不合适，不但没有起到诱导微生物共代谢作用的发生，反而增加了生物负荷，系统运行31天后直至本次试验结束，两组的出水水质的各项指标不再下降且基本保持稳定，这说明两对照组的微生物共代谢作用没有启动或者作用很弱，因此，本发明中各组分配伍以及质量百分比不能随意改变，只有在本发明的组分配伍以及质量百分比范围内，才能有效启动微生物共代谢作用，稳定高效的处理焦化废水。

Claims (7)

1.一种焦化废水生物处理促进剂，其特征在于由以下共混组分组成，各组分及其重量份为：
葡萄糖：30-50份；
乙酸锌：20-30份；
乙酸钾：10-25份；
磷酸二氢铵：1-10份；
氯化镁：1-10份；
硫酸铁：1-10份；
维生素B6：1-10份。
2.如权利要求1所述的焦化废水生物处理促进剂，其特征在于由以下共混组分组成，各组分及其重量份为：
葡萄糖：35-45份；
乙酸锌：20-25份；
乙酸钾：15-20份；
磷酸二氢铵：5-10份；
氯化镁：1-5份；
硫酸铁：1-5份；
维生素B6：1-5份。
3.如权利要求2所述的焦化废水生物处理促进剂，其特征在于由以下共混组分组成，各组分及其重量份为：
葡萄糖：42份；
乙酸锌：22份；
乙酸钾：18份；
磷酸二氢铵：8份；
氯化镁：4份；
硫酸铁：3份；
维生素B6：3份。
4.如权利要求1-3任意一项所述的焦化废水生物处理促进剂的制备方法，其特征在于：将葡萄糖、乙酸锌、乙酸钾、磷酸二氢铵、氯化镁、硫酸铁、维生素B6粉碎混合后，制成焦化废水生物处理促进剂，检测包装。
5.如权利要求1-3任意一项所述的焦化废水生物处理促进剂在焦化废水处理中的应用。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于投加方式为连续递减投加，即进水的同时向生物处理系统中投加焦化废水生物处理促进剂一次，首次投加的促进剂为100-300mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加5-10天后，减少到促进剂的投加量为50-100mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加5-10天后，减少到促进剂的投加量为10-50mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加5-10天后，减少到促进剂的投加量为5-10mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加5-10天后，减少到促进剂的投加量为1-5mg/g(CODcr)，以上述投加比例连续投加维持系统正常运行，焦化废水得以稳定高效的处理。
7.如权利要求5所述的应用，其特征在于所述生物处理系统为CASS工艺、SBR工艺、A/O工艺、AB工艺、接触氧化工艺中的任意一种。
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