CN108928911A - 一种基于硫菌群的降解选矿废水cod的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法，包括以下步骤：先向生物膜反应器中投加营养液，接种活性污泥，通入选矿废水，废水经生物膜反应器处理后排出，对出水进行曝气处理，然后对曝气后的出水进行回流，达标后排放。本发明提供的选矿废水COD的方法，直接采用了活性污泥中的微生物，微生物获取容易，无需单独培养和驯化微生物，可以直接用于处理高碱度、高COD的选矿废水，对环境没有二次污染，唯一的成本仅为循环所产生的电费，比传统的物理吸附法和化学沉淀法更具有市场潜力，本发明所提供的方法常温下能够处理COD浓度在400～2000mg/L、pH在12～14的废水，处理后选矿废水出水COD<40mg/L，优于现有的方法。

Description

一种基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，特别涉及一种基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法。
背景技术
随着矿产资源的开采和加工过程产生的工业废水排放量的增长，浮选废水是急需解决的工业污染之一。浮选废水的危害主要来自于废水的高pH值和残留的浮选药剂。
高pH值可引起水体pH值的升高和土壤的盐碱化，另外浮选废水中含有大量的石灰成分，可导致土壤的板结。过多的可溶性盐类可提高土壤溶液的渗透压，从而引起植物的生理干旱，使植物根系及种子发芽时不能从土壤吸收足够的水分，甚至还导致水分从根细胞外渗，使植物萎蔫甚至死亡。采选矿中常用浮选药剂为黑药、黄药、二号油、石灰和硫化钠等，这些药剂具有一定的毒性，残留的药剂是造成废水高COD值的原因，此类废水若直接排放，对环境的危害相当大。
CN103420488A公开了水解造纸废水COD复合微生物活菌制剂及其制备方法，该方法提供的菌剂经过活化、培养、发酵、烘干、粉碎、过筛在造纸废水处理工艺中作为水解COD强化剂中的应用能够有效、迅速、高效水解造纸废水COD，改善污水色度和水质，该复合微生物活菌制剂能够处理200-1700mg/L之间造纸废水中的COD，去除率在80.4-95.3％，其效果明显，但运行时间较长，一批处理时间需要1-3天。CN104862244A公开了一种去除含混合油脂废水COD的高效复合菌剂及其应用，该方法通过油加工厂污水泥渣中采样，经培养、富集、分离筛选得到，该菌剂对混合油脂废水COD在1089.8-1470.5mg/L的去除率在70％-75％，该方法操作简单，处理COD浓度高，但去除率不高，出水不能达到国家排放标准。CN104445813A公布了一种去除污水中重金属离子和工业COD的制剂，该发明制剂处理废水，经过沉淀、络合、生物氧化等工艺，具有成本低廉，易得等特点，能够处理COD在1800mg/L左右，出水COD为32mg/L，效果明显，但该方法要求pH值为中性，整个反应时间需要一周时间，需要建造较大的反应器，运行成本高。
综上所述，现有的废水COD去除方法中，存在停留时间较长，菌种条件要求苛刻等问题，需要对菌种进行前期培养、筛选和富集等，且上述方法在降解采选矿废水COD的应用效果未知，难以适应工业化中多因素环境的变化。因此，仍需开发一种新的方法来降低选矿废水COD。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法，包括以下步骤：
(1)向生物膜反应器中投加营养液，接种活性污泥，培养48～72h后，通入选矿废水，废水经生物膜反应器处理后排出，对部分出水进行增氧曝气回流；
(2)分析步骤(1)处理后出水的COD含量，达标后排放；
优选地，所述活性污泥中每克活菌数为106～108，所述活性污泥的接种量为2-5g/L。
优选地，所述营养液在初期运行48～72h时投加。
优选地，所述生物膜反应器内的废水pH值大于12-14。
进液pH值在12-14之间，菌群能够产生氢离子，降低反应器中pH值为5-7。
优选地，所述生物膜反应器包括流动床生物膜反应器。
进一步优选地，所述流动床生物膜反应器的填料载体为活性炭作，填充比为：25～35％。
优选地，所述营养液包括以下重量份计的原料：
KH2PO4 0.1份，
(NH4)2SO4 1份，
Na2HPO4 0.1份，
NaCl 1份，
FeCl3 0.01份，
MgSO4.7H2O 1份，
CaCl2 0.1份，
葡萄糖1份。
优选地，所述营养液的添加量为0.6-4.3g/L。
优选地，所述硫菌群中包括30～60份硫杆菌群和10～20份脱硫菌群。
优选地，所述硫杆菌群中包括20～40份脱氮硫杆菌、20～30份氧化亚铁硫杆菌和10～20份氧化硫硫杆菌。
优选地，步骤(1)所述曝气处理后，水中的溶解氧浓度为2.0-3.5。
进一步优选地，步骤(1)所述曝气处理后，水中的溶解氧浓度为2.5-3.0。
优选地，步骤(2)所述回流的回流比为50～200％。
进一步优选地，步骤(2)所述回流的回流比为75～150％。
优选地，步骤(2)所述达标的标准为出水中COD<40mg/L。
生物膜反应器也可以为固定床生物膜反应器，当使用固定床生物膜反应器时，无需对出水进行回流处理，直接向反应器内进行增氧曝气即可。固定床微生物反应器的填料载体为纤维球，填充比为：35～45％。
本发明的硫菌群广泛存在于MSBR(改良式序列间歇反应器)氧化池/或人工湿地/或自然湿地的活性污泥中，通过筛选得到即可使用。
筛选方法：取自MSBR(改良式序列间歇反应器)氧化池/或人工湿地/或自然湿地微生物菌群，以粒径小于20目的活性炭或粒径1.5-2.0cm的纤维束作为载体，接种于COD为300-900mg/L、浓度为1-4g/L的营养液中，保持营养液中pH值为10-12，25℃恒温培养48～72小时，即得硫菌群液。
本发明的有益效果
1、本发明提供的基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法，向生物膜反应器中投加营养液，接种活性污泥，培养48～72h后，可以直接用于处理高碱度、高COD的选矿废水，微生物获取容易，无需单独培养和驯化物；
2、采用了反应器出水部分增氧曝气回流工艺，对环境没有二次污染，唯一的成本仅为循环和曝气所产生的电费，具有成本低廉、处理效果好的特点，比传统的物理吸附法和化学沉淀法更具有市场潜力；
3、本发明所提供的方法可以宽范围地处理采矿废水、选矿废水、冶炼废水等，常温下，能够处理COD浓度在400-2000mg/L、pH在12～14的废水，处理后选矿废水出水COD<40mg/L，降解COD效率高，效果显著，工艺过程简单，操作条件温和，出水澄清透明，处理COD废水能力优于现有的方法。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
本实施例以某矿山的选矿废水为实验对象，选取MSBR(改良式序列间歇反应器)的兼性好氧活性污泥菌种，考察本硫菌群对废水中COD的去除效果。其中：
生物膜反应器为流动床生物膜反应器。
流动床生物膜反应器的填料载体为活性炭作，填充比为：25％。
营养液包括以下重量份计的原料：
KH2PO4 0.1g，(NH4)2SO4 1g，Na2HPO4 0.1g，NaCl 1g，FeCl3 0.01g，MgSO4.7H2O 1g，CaCl2 0.1g，葡萄糖1g。
营养液由上述原料组成，添加量为1g/L。
活性污泥的接种量为2.5g/L。
回流比为75％。
该废水处理前的COD为441.5mg/L，通过调节进水流量，对出水进行COD检测，具体结果如表1所示。
表1不同的进液量对选矿废水COD去除效果的影响
实施例2
本实施例以某矿山的选矿废水为实验对象，选取人工湿地的兼性好氧活性污泥菌种，考察本硫菌群对废水中COD的去除效果。其中：
生物膜反应器为流动床生物膜反应器。
流动床生物膜反应器的填料载体为活性炭作，填充比为：35％。
营养液包括以下重量份计的原料：
KH2PO4 0.1g，(NH4)2SO4 1g，Na2HPO4 0.1g，NaCl 1g，FeCl3 0.01g，MgSO4.7H2O 1g，CaCl2 0.1g，葡萄糖1g。
营养液由上述原料组成，添加量为2.5g/L。
活性污泥的接种量为3.5g/L。
回流比为115％。
该废水处理前的COD为1241.9mg/L，考察本发明中的硫菌群对废水中COD的去除效果，增大进液流量，对出水进行COD检测，具体结果如表2所示。
表2不同的进液量对选矿废水COD去除效果的影响
实施例3
本实施例以某矿山的选矿废水为实验对象，选取自然湿地的兼性好氧活性污泥菌种，考察本硫菌群对废水中COD的去除效果。其中：
生物膜反应器为流动床生物膜反应器。
流动床生物膜反应器的填料载体为活性炭作，填充比为：35％。
营养液包括以下重量份计的原料：
KH2PO4 0.1g，(NH4)2SO4 1g，Na2HPO4 0.1g，NaCl 1g，FeCl3 0.01g，MgSO4.7H2O 1g，CaCl2 0.1g，葡萄糖1g。
营养液由上述原料组成，添加量为4g/L。
活性污泥的接种量为4.5g/L。
回流比为150％。
该废水处理前的COD为1969.3mg/L，继续增大进液流量，考察本发明中的硫菌群对废水中COD的去除效果，通过调节进水流量，对出水进行COD检测，具体结果如表3所示。
表3不同的进液量对选矿废水COD去除效果的影响
实施例4
本实施例以某矿山的选矿废水为实验对象，选取MSBR(改良式序列间歇反应器)氧化池/或人工湿地/或自然湿地的兼性好氧活性污泥菌种，考察本硫菌群对废水中COD的去除效果。其中：
生物膜反应器为固定床生物膜反应器。
固定床微生物反应器的填料载体为纤维球，填充比为：35％。
营养液包括以下重量份计的原料：
KH2PO4 0.1g，(NH4)2SO4 1g，Na2HPO4 0.1g，NaCl 1g，FeCl3 0.01g，MgSO4.7H2O 1g，CaCl2 0.1g，葡萄糖1g。
营养液由上述原料组成，添加量为1g/L。
活性污泥中硫菌群的含量为2.5g/L。
回流比为75％。
该废水处理前的COD为441.5mg/L，通过调节进水流量，对出水进行COD检测，具体结果如表1所示。
表4不同的进液量对选矿废水COD去除效果的影响

Claims (9)

1.一种基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)向生物膜反应器中投加营养液，接种活性污泥，培养48～72h后，通入选矿废水，废水经生物膜反应器处理后排出，对部分出水进行增氧曝气回流；
(2)分析步骤(1)处理后出水的COD含量，达标后排放；
所述活性污泥中每克活菌数为106～108，所述活性污泥的接种量为2-5g/L。
2.根据权利要求1所述基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法，其特征在于，所述生物膜反应器包括流动床生物膜反应器。
3.根据权利要求2所述基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法，其特征在于，所述流动床生物膜反应器的填料载体为活性炭，填充比为：25～35％。
4.根据权利要求1所述基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法，其特征在于，所述营养液包括以下重量份计的原料：
KH2PO4 0.1～2份，
(NH4)2SO4 1～5份，
Na2HPO4 0.1～2份，
NaCl 1～5份，
FeCl3 0.01～1份，
MgSO4.7H2O 1～5份，
CaCl2 0.1～2份，
葡萄糖1～5份。
5.根据权利要求1所述基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法，其特征在于，所述营养液的添加量为0.6-4.3g/L。
6.根据权利要求1所述基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法，其特征在于，所述硫菌群中包括30～60份硫杆菌群和10～20份脱硫菌群。
7.根据权利要求6所述基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法，其特征在于，所述硫杆菌群中包括20～40份脱氮硫杆菌、20～30份氧化亚铁硫杆菌和10～20份氧化硫硫杆菌。
8.根据权利要求1所述基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法，其特征在于，步骤(1)所述曝气处理后，回流水中的溶解氧浓度为2-3.5mg/L。
9.根据权利要求1所述基于硫菌群的降解选矿废水COD的方法，其特征在于，步骤(1)所述回流的回流比为50～200％。
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