CN111072153A

CN111072153A - 一种脱硫菌剂及应用该菌剂的污水处理技术

Info

Publication number: CN111072153A
Application number: CN201911259641.8A
Authority: CN
Inventors: 郑勇生; 郑言
Original assignee: Zhejiang Yongxu Environmental Engineering Co ltd
Current assignee: Zhejiang Yongxu Environmental Engineering Co ltd
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-04-28

Abstract

本发明公开了一种脱硫菌剂及应用该菌剂的污水处理技术，涉及污水生化处理的技术领域，包括生物增效载体和吸附在生物增效载体上的复合菌剂，所述复合菌剂包括以下重量份数的组分：硫杆菌属4～8份、假单胞菌属2～6份、不动杆菌属3～5份、营养成分10～26份、缓释氧剂0.5～3份。本发明的制备方法具有方便对污水的脱硫减少二次污染的优点。

Description

一种脱硫菌剂及应用该菌剂的污水处理技术

技术领域

本发明涉及污水生化处理的技术领域，尤其是涉及一种脱硫菌剂及应用该菌剂的污水处理技术。

背景技术

含硫废水中的硫化物有毒性、腐蚀性,并具臭味,对环境造成极大的污染,且会对废水构筑物的正常运转产生很大影响,因此生产、生活中的含硫废水必须加以妥善的处理。

国内脱硫废水处理系统现状调查发现，90％左右的处理设备存在处理结果不达标、运行成本高、操作复杂等因素，甚至相当一部分脱硫废水处理系统因为效果太差而停运成为摆设。

目前，国内处理脱硫废水的设备主要有3个隔槽组成，每个隔槽充满后自流进入下个隔槽，在脱硫废水进入第1隔槽的同时加入一定量的石灰浆液，通过不断搅拌，其pH值可从5.5左右升至9.0以上。Ca(OH)₂的加入不但升高了废水的pH值，而且使Fe³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ni2⁺、Cr³⁺等重金属离子生成氢氧化物沉淀。所以在第2隔槽中加入有机硫化物(TMT-15)，使其与Pb²⁺、Hg²⁺反应形成难溶的硫化物沉积下来。经前2步化学沉淀反应后，废水中还含有许多细小而分散的颗粒和胶体物质，所以在第3隔槽中加入一定比例的絮凝剂FeClSO4，使它们凝聚成大颗粒而沉积下来，在废水反应池的出口加入阳离子高分子聚合电解质作为助凝剂，来降低颗粒的表面张力，强化颗粒的长大过程，进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀，使细小的絮凝物慢慢变成更大、更容易沉积的絮状物，同时脱硫废水中的悬浮物也沉降下来。

絮凝后的废水从反应池溢流进入装有搅拌器的澄清/浓缩池中，絮凝物沉积在底部并浓缩成污泥，上部则为净水。大部分污泥经污泥泵排到污泥缓冲池，再由污泥泵送至离心脱水机处理。上部净水通过澄清/浓缩池周边的溢流口自流到清水箱回用。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：利用化学法和废水处理设备对含硫废水进行处理，添加的药剂过多，对于成本的消耗加大，且容易造成二次污染。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种脱硫菌剂及应用该菌剂的污水处理技术，通过配制脱硫菌剂并应用菌剂进行生化脱硫，对于添加的药剂较少，且产生的污泥可以回收利用，减少二次污染。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种脱硫菌剂，包括生物增效载体和吸附在生物增效载体上的复合菌剂，所述复合菌剂包括以下重量份数的组分：

通过采用上述技术方案，脱硫菌剂通过生物增效载体和复合菌剂进行复合得到，生物增效载体可以将复合菌剂集中，使得对于污水的处理更加快速和彻底。复合菌剂中的硫杆菌属、假单胞菌属、不动杆菌属均为可利用污水中不同的硫化物作为底物，以氧气为电子受体，通过氧化作用生成单质硫，从而降低污水中的含硫量。复合菌剂中的营养成分提供复合菌剂中的硫杆菌属、假单胞菌属、不动杆菌属生长繁殖需要的营养。复合菌剂中的缓释氧剂，通过缓慢释放氧气，使得在生物增效载体和复合菌剂复合得到的脱硫菌剂内，局部氧气含量可以得到较快的补充，提高了污水中的溶解氧，使得硫杆菌属、假单胞菌属、不动杆菌属可以得到充足的氧气电子受体的补充，从而提高脱硫效率。

本发明进一步设置为：所述缓释氧剂由包括以下重量百分比的组分制成：

通过采用上述技术方案，缓释氧剂中的聚乳酸作为包埋剂将缓释产生氧气的粉末CaO₂包覆，得到缓释体系。聚乳酸为疏水材料，其包埋得到缓释体系的过程中，没有水的添加，从而使得用于产生氧气的粉末CaO₂不易与水发生反应，而使得粉末CaO₂缓释的有效氧气量下降。聚乳酸作为包埋剂时，聚乳酸的可生化性较好，并且聚乳酸可以为微生物的生长繁殖提供优质的共代谢碳源。

缓释氧剂中的石英砂用于增加脱硫菌剂的重量，使得脱硫菌剂不易由于浮力大于重力的作用，而使得脱硫菌剂在废水中的停留时间过短，造成脱硫效率的降低。四氯化碳用于制备缓释氧剂时作为溶剂，起到将包埋剂溶解的作用，使得粉末CaO₂在包埋过程中可以得到分散，且使用四氯化碳作为溶剂，使得整个体系在制备的过程中并没有添加水，从而提高粉末CaO₂的利用率。

本发明进一步设置为：所述缓释氧剂中还添加有KH₂PO₄，所述缓释氧剂由包括以下重量百分比的组分制成：

通过采用上述技术方案，缓释氧剂在释放氧气的过程中，粉末CaO₂会生成氢氧化钙，氢氧化钙会导致微环境pH升高，pH值的升高会影响复合菌剂中的硫杆菌属、假单胞菌属、不动杆菌属的活性受到影响，同时也不利于菌种的生长代谢。缓释氧剂中添加的KH₂PO₄在水中可以释放出H⁺中和氢氧化钙释放的OH^-离子，从而为菌种的后续氧化等过程提供稳定的pH条件。

本发明进一步设置为：所述缓释氧剂中还添加有负载有铁离子的活性炭粉末，所述缓释氧剂由包括以下重量百分比的组分制成：

通过采用上述技术方案，生物炭粉末具有一定的吸附效果，生物炭粉末可吸附污水中的部分杂质有机物，同时负载有铁离子后的生物炭粉末具有一定的光催化活性，在紫外光的作用下，负载有铁离子后的生物炭粉末可以对有机物进行一定的光催化降解。同时生物炭粉末的加入在一定程度上可以提高缓释氧剂的机械强度，并延长缓释氧剂的氧气的缓释周期。

本发明进一步设置为：所述缓释氧剂的制备过程包括以下步骤：

步骤a：称取一定量的聚乳酸加入四氯化碳中，加热至40～50℃并充分搅拌，完全溶解后备用；

步骤b：按比例向步骤a中得到的溶液中投加的粉末CaO₂、石英砂、KH₂PO₄和负载有铁离子的活性炭粉末，充分搅拌，使得四氯化碳挥发，直到溶液成为半固态，挤塑成直径为0.8～1cm的球体；

步骤c：将步骤b中得到的球体状颗粒进行鼓风干燥，得到缓释氧剂。

通过采用上述技术方案，聚乳酸先溶解在四氯化碳中，并通过搅拌的机械作用使得聚乳酸完全溶解，形成均一稳定的溶液。然后再向均一稳定的溶液中投加粉末CaO₂、石英砂、KH₂PO₄和负载有铁离子的活性炭粉末，加热搅拌使得这几种物质在四氯化碳中得到分散，并且在加热搅拌混合的过程中，使得四氯化碳逐渐蒸发，从而得到半固态的产物，再经过挤塑成球体，继续干燥将剩余的四氯化碳去除，从而都得到可以缓释烟气的缓释氧剂。

本发明进一步设置为：所述生物增效载体采用双金属有机骨架化合物，所述双金属有机骨架化合物中的双金属采用Cr和Cu，有机配体为苯三甲酸。

通过采用上述技术方案，双金属有机骨架化合物具有多孔以及较大的比表面积的性质，对于蛋白质和肽段的吸附具有较好的效果，有机配合体中含有多个配位点，可与金属离子通过氢键、配位键和π-π键的堆积作用形成配位聚合物。由于双金属有机骨架化合物的多孔特性，使得双金属有机骨架化合物可以将复合菌剂吸附，复合菌剂中的菌种可以在双金属有机骨架化合物中生长繁殖，从而形成包覆双金属有机骨架化合物载体的颗粒化污泥前驱物，在通过颗粒化污泥的造粒作用形成双金属有机骨架化合物为骨架的颗粒化污泥。

一种应用所述的脱硫菌剂的污泥处理技术，包括以下步骤：

S1：将脱硫菌剂采用微生物挂膜颗粒化技术进行造粒，得到颗粒化污泥；

S2：废水依次通过初沉池、反应池和二沉池，反应池中加入步骤S1中制得的颗粒化污泥，颗粒化污泥的每天添加量为污水每天处理量的千分之0.1-0.5，连续处理7-10d；

S3：经过二沉池沉淀后的污泥回流至反应池中，沉淀后得到的废水经过检测合格后进行排放，未合格则回流至反应池中继续处理。

通过采用上述技术方案，脱硫菌剂通过微生物挂膜颗粒化技术变成颗粒化污泥，颗粒化污泥在加入到反应池中与污水中的硫污染物质进行反应，颗粒化污泥中的脱硫菌种以及缓释氧剂分别发生作用，缓释氧剂遇到水后，部分水渗透进入缓释氧化剂包埋剂内，从而使得包埋剂内包覆的粉末CaO₂释放一定的氧气溢出，供给脱硫菌种作用。脱硫菌种在具有充足氧气的供应下，将污水中的硫酸盐等硫污染物质氧化成硫单质，从而使得污水中的硫含量降低。

从缓释氧剂中释放的氧气，不会直接扩散到污水中，由于金属有机骨架化合物对于气体具有较好得吸附效果，使得金属有机骨架化合物可以在一定程度上保留缓释氧剂释放的氧气，提高氧气在颗粒化污泥中的停留时间，从而使得脱硫菌种的脱硫效率不会由于氧气电子受体的缺少而降低，提高脱硫效率。

本发明进一步设置为：所述步骤S2中的二沉池前还设置有氧化池，所述氧化池中添加有臭氧添加剂，所述臭氧添加剂由包括以下重量百分比的组分制得：

聚乙烯吡咯烷酮 0.1～0.3％；

臭氧 0.001～0.0025％；

水余量。

通过采用上述技术方案，氧化池中添加有臭氧添加剂，臭氧添加剂中的聚乙烯吡咯烷酮和水混合形成水溶胶，使得臭氧在水中的溶解度得到提高。当反应池中反应后的污水和污泥进入氧化池内后，污水中剩余的有机物可以被颗粒化污泥中的负载有铁离子的生物炭与臭氧以及光照的作用下，光催化臭氧氧化分解污水中残留的有机物，使得污水进一步得到净化，提高污水的处理效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过配制脱硫菌剂并应用菌剂进行生化脱硫，对于添加的药剂较少，且产生的污泥可以回收利用，减少二次污染。

2、通过在复合菌剂中添加缓释氧剂，使得复合菌剂中脱硫菌种在生长繁殖的过程以及正常的代谢过程中消耗的氧气可以及时得到缓释氧剂的补充，从而提高脱硫菌种的脱硫效率；

3、通过在复合菌剂添加负载有铁离子的生物炭，使得复合菌剂和增效生物载体复合得到脱硫菌剂的强度得到提高，同时促进氧化池内臭氧对残留的有机物的分解，达到更加彻底净化污水的效果。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：

本发明公开的一种脱硫菌剂，包括生物增效载体和吸附在生物增效载体上的复合菌剂，生物增效载体采用双金属有机骨架化合物，所述双金属有机骨架化合物中的双金属采用Cr和Cu，有机配体为苯三甲酸。

复合菌剂包括以下重量份数的组分：

其中，缓释氧剂由包括以下重量百分比的组分制成：

缓释氧剂的制备过程包括以下步骤：

步骤a：称取一定量的聚乳酸加入四氯化碳中，加热至50℃并充分搅拌，完全溶解后备用；

步骤b：按比例向步骤a中得到的溶液中投加的粉末CaO₂、石英砂、KH₂PO₄和负载有铁离子的活性炭粉末，充分搅拌，使得四氯化碳挥发，直到溶液成为半固态，挤塑成直径为1cm的球体；

本发明公开的应用上述脱硫菌剂的污泥处理技术，包括以下步骤：

S2：废水依次通过初沉池、反应池、氧化池和二沉池，反应池中加入步骤S1中制得的颗粒化污泥，颗粒化污泥的每天添加量为污水每天处理量的千分之0.5，连续处理7d；氧化池中添加有臭氧添加剂，臭氧添加剂的每天添加量为污水每天处理量的千分之0.1。

臭氧添加剂由包括以下重量百分比的组分制得：

聚乙烯吡咯烷酮 0.1％；

臭氧 0.001％；

水 99.899％。

实施例2～5与实施例1的区别在于复合菌剂中各成分按重量百分比计为下表。

实施例6～9与实施例1的区别在于缓释氧剂中各成分按重量百分比计为下表。

实施例10～13与实施例1的区别在于臭氧添加剂中各成分按重量百分比计为下表。

对比例

对比例1与实施例1的区别在于复合菌剂中未添加缓释氧剂；

对比例2与实施例1的区别在于缓释氧剂未添加有KH₂PO₄；

对比例3与实施例1的区别在于缓释氧剂未添加有负载有铁离子的生物炭粉末。

检测方法

重量为1t的污水平均分为5等分，然后分别通过实施例1、对比例1～4中的污水处理工艺进行处理。

处理前和处理后的污水各取50mL于试管，作为待测样，用硫代硫酸钠分别滴定测得试管中的硫化物含量。重复取3次，测定3次后得平均值，结果如下表：

组别	处理前硫化物含量(mg/L)	处理后硫化物含量(mg/L)
			实施例1	75	1.2
对比例1	78	22
			对比例2	76	11
对比例3	77	4

结论：通过上表可以得知，实施例1、对比例1～3中的处理的污水的起始的硫化物含量相差不大，但是在通过污水处理工艺进行处理后，处理后的硫化物含量发生较大的差异。可以明显看出，实施例1中处理后的污水中硫化物含量远低于对比例1和对比例2中处理后的污水中的硫化物的含量，由此可以得知实施例1中缓释氧剂添加对于颗粒化污泥中的脱硫菌种的活性具有较大的影响，添加有缓释氧剂后的颗粒化污泥的脱硫效果得到较大的提升。再通过实施1和对比例3的对比，生物炭对于颗粒化污泥的活性具有一定的影响，会在一定程度上提高颗粒化污泥的强度，进而提高颗粒化污泥的脱硫的处理效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种脱硫菌剂，其特征在于，包括生物增效载体和吸附在生物增效载体上的复合菌剂，所述复合菌剂包括以下重量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的一种脱硫菌剂，其特征在于：所述缓释氧剂由包括以下重量百分比的组分制成：

3.根据权利要求2所述的一种脱硫菌剂，其特征在于：所述缓释氧剂中还添加有KH₂PO₄，所述缓释氧剂由包括以下重量百分比的组分制成：

4.根据权利要求3所述的一种脱硫菌剂，其特征在于：所述缓释氧剂中还添加有负载有铁离子的活性炭粉末，所述缓释氧剂由包括以下重量百分比的组分制成：

5.根据权利要求3所述的一种脱硫菌剂，其特征在于：所述缓释氧剂的制备过程包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述生物增效载体采用双金属有机骨架化合物，所述双金属有机骨架化合物中的双金属采用Cr和Cu，有机配体为苯三甲酸。

7.一种应用权利要求1中所述的脱硫菌剂的污泥处理技术，其特征在于：包括以下步骤：

8.根据权利要求5所述的一种污泥处理技术，其特征在于：所述步骤S2中的二沉池前还设置有氧化池，所述氧化池中添加有臭氧添加剂，所述臭氧添加剂由包括以下重量百分比的组分制得：

聚乙烯吡咯烷酮 0.1～0.3％；

臭氧 0.001～0.0025％；

水余量。