CN112094010A - 基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量的生化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量的生化方法。本发明利用经过活化培养后的复合菌剂对环氧树脂废水处理过程产生的污泥进行处理；其中复合菌剂包括乳酸杆菌、普雷沃氏菌、醋酸杆菌、博伊丁假丝酵母菌、韦荣氏菌、红螺菌。本发明采用复合菌剂，在特定的活化培养条件下复合菌剂活性增强并保持较高的水平，使复合菌剂受外界环境的影响较小；污泥减量效果显著，高达75％，远高于现有污泥减量处理工艺的污泥减量效益。
Description
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，涉及一种工业废水中污泥减量的处理方法，尤其涉及一种基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量的生化方法。
背景技术
环氧树脂，是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。目前世界上应用最广泛的为双酚A型环氧树脂，中国环氧树脂总产能超过230万吨/年，基础环氧树脂产能也接近200万吨/年。中国环氧树脂的下游应用较为广泛，包括涂料、电子、复合材料、胶黏剂等，这些应用行业与人们生活息息相关。环氧树脂污泥来自环氧树脂废水，环氧树脂废水中主要污染物包含重金属、环氧氯丙烷、挥发酚、苯、甲苯、二甲苯等，因此产生的污泥隶属危废，处理成本较高。因环氧树脂污泥具有毒性和污染性，所以产生的环氧树脂污泥并不能直接排到自然环境中，污泥的处理变得越来越困难。随着现有可用填埋污泥的土地逐年减少以及人类不断出现的健康问题，有效实现污泥减量同时降低成本成为一项亟待解决的重要任务。
鉴于现有的污泥减量处理方法不能同时兼顾低成本、无污染和高效率等问题，因此提出一种新的方法有效解决环氧树脂污泥减量的问题十分必要。
发明内容
针对现有技术所存在的缺点，本发明提供了一种基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量的生化方法。本发明与以往的方法相比，本发明较现有技术经济效益好、无污染、操作简单、成本低、污泥减量效率显著。
为了达到上述目标，本发明提供了一种基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量的生化方法，利用经过活化过程制备的复合菌剂稀释液对环氧树脂废水处理过程产生的污泥进行处理。
本发明通过以下技术方案得以实现：
一种基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量的生化方法，包括以下步骤：
1)将多种细菌按一定比例混合成微生物复合菌剂；
所述复合菌剂包括乳酸杆菌、普雷沃氏菌、醋酸杆菌、博伊丁假丝酵母菌、韦荣氏菌、红螺菌；
作为优选，所述复合菌剂包括以下重量百分含量的成分：
| 乳酸杆菌 | 55％～64％ |
| 普雷沃氏菌 | 20％～25％ |
| 醋酸杆菌 | 1.5％～5％ |
| 博伊丁假丝酵母菌 | 0.5％～2％ |
| 韦荣氏菌 | 0.5％～1.8％ |
| 红螺菌 | 0.24％～1.2％ |
| 其他菌种 | 1％～22.26％ |
上述其他菌种为用于辅助主要菌种(乳酸杆菌、普雷沃氏菌)完成各种有机物的消化和分解。
2)将复合菌剂配制成复合菌剂原液同时将其活化，然后将培养活化后的复合菌剂原液按照一定比例配制成复合菌剂稀释液并依次进行活化和培养；
所述复合菌剂原液包括糖蜜、水、复合菌剂粉末；糖蜜、水与复合菌剂粉末的质量比为1：(1～10)：100；活化条件是置于完全厌氧的条件下密封培养5～10天；
所述复合菌剂活性稀释液包括复合菌剂原液、糖蜜、水；原液、糖蜜与水的质量比为1：(0.1～3)：50；活化条件是置于好氧条件下培养2～8天，期间需进行曝气，每次曝气3～8分钟，每天曝气1～7次；培养条件是将活化好的复合菌剂活性稀释液置于28℃～40℃下恒温培养20h～48h。
通过采用上述技术方案，在厌氧条件下厌氧菌进行呼吸作用生长并繁殖，同时产生气体，细胞活性得到提高；在好氧条件下好氧菌得到活化，种群数量大量增加，种群密度显著提高。
通过采用上述技术方案，复合菌剂中微生物的环境适应能力大大提升，经过较高温度的恒温培养可以筛选出更加适应极端温度环境的细菌，在养分充足的条件下迅速大量繁殖，种群密度达到比较高的水平，稀释液内的微生物得到培育和激活，菌种活性迅速提高，加入至反应体系后能够加快反应进程，提高环氧树脂污泥的降解能力。
环氧树脂在生产过程中会产生大量的废水，继而在废水处理过程中产生大量污泥，其中的有害物质成分和占比变化不一，本复合菌剂及其培养活化过程的优点在于可以适应复杂多变的污泥环境，当污泥的浓度、含量等物理化学参数在一定范围内发生波动时，本复合菌剂仍能保持较高的活性，受外界环境的影响较小。
3)在污泥液化池中将步骤(2)活化培养后的复合菌剂活性稀释液与液化环氧树脂污泥混合，使环氧树脂污泥液的化学需氧量COD浓度控制在4,000～20,000ppm，污泥浓度控制在20,000～50,000ppm，总悬浮物浓度TSS浓度控制在5,000～30,000ppm，调配得到环氧树脂污泥泥浆；其中液化环氧树脂污泥是由含水率为65％～80％(质量含量)的环氧树脂污泥用水调制而成；
作为优选，1kg含水率为65％～80％(质量含量)的环氧树脂污泥用水稀释后，加入(0.25～0.45)ml步骤(2)活化培养后的复合菌剂活性稀释液，并定容至1.5L～2.5L；
4)将步骤(3)调配得到的环氧树脂污泥泥浆加入到OAO系统，进行循环污泥减量处理。
所述的OAO系统包括第一好氧池、厌氧池、第二好氧池；第一好氧池的第一进口接污泥液化池的出口，第二进口接第二好氧池的出口，出口接厌氧池的进口；厌氧池的出口接第二好氧池的进口。
第一好氧池、厌氧池、第二好氧池、污泥液化池内部均设有搅拌机。
为了更好的促进微生物的生长，增强其污水净化能力，第一好氧池和第二好氧池温度控制在25～40℃,pH控制在6～9，溶氧浓度DO控制在2～4；厌氧池的温度控制在25～40℃，pH控制在6～9，DO控制在0.1～1；第一好氧池、厌氧池、第二好氧池的流速为62.5-100ml/h。
本发明的另一个目的是提供基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量系统。
该系统包括污泥液化池、OAO系统；
OAO系统包括第一好氧池、厌氧池、第二好氧池；第一好氧池的第一进口接污泥液化池的出口，第二进口接第二好氧池的出口，出口接厌氧池的进口；厌氧池的出口接第二好氧池的进口。
所述的污泥液化池用于活化培养后的复合菌剂活性稀释液与液化环氧树脂污泥混合调配，使环氧树脂污泥液的化学需氧量COD浓度控制在4,000～20,000ppm，污泥浓度控制在20,000～50,000ppm，总悬浮物浓度TSS浓度控制在5,000～30,000ppm；其中液化环氧树脂污泥是由含水率为65％～80％(质量含量)的环氧树脂污泥用水调制而成；
所述的复合菌剂活性稀释液为活化后复合菌剂原液、糖蜜、水的混合液；原液、糖蜜与水的质量比为1：(0.1～3)：50；活化条件是置于好氧条件下培养2～8天，期间需进行曝气，每次曝气3～8分钟，每天曝气1～7次；培养条件是将活化好的复合菌剂活性稀释液置于28℃～40℃下恒温培养20h～48h。
所述复合菌剂原液包括糖蜜、水、复合菌剂的混合液；糖蜜、水与复合菌剂粉末的质量比为1：(1～10)：100；活化条件是置于完全厌氧的条件下密封培养5～10天；
第一好氧池、厌氧池、第二好氧池、污泥液化池内部均设有搅拌机。
为了更好的促进微生物的生长，增强其污水净化能力，第一好氧池和第二好氧池温度控制在25～40℃,pH控制在6～9，溶氧浓度DO控制在2～4；厌氧池的温度控制在25～40℃，pH控制在6～9，DO控制在0.1～1；第一好氧池、厌氧池、第二好氧池的流速为62.5-100ml/h。
本发明是利用微生物复合菌剂使得环氧树脂污泥分解并不断被微生物利用，从而使污泥减量的环保型生化方法。本发明加入微生物复合菌剂，其目的有两个：一是为了扩大体系中有利于污泥降解的优势菌种，强化其降解能力；二是增加微生物数量，促进优势微生物和部分环氧树脂污泥中的微生物共同利用污水和污泥中的营养物质来生长而达到降解效果。
与现有污泥减量处理方法相比，本发明优势明显，且效果显著：
1、本发明采用复合菌剂，在特定的活化培养条件下复合菌剂活性增强并保持较高的水平，使复合菌剂受外界环境的影响较小；
2、本发明采用复合菌剂使环氧树脂污泥减量处理更加环保、成本低，同时本发明的工艺步骤易于操作实施；
3、本发明环氧树脂污泥减量效果显著，高达75％，远高于现有污泥减量处理工艺的污泥减量效益。
附图说明
图1为本发明系统模块图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，而不是用于限定本发明的范围。
以下实施例采用图1的OAO系统包括第一好氧池、厌氧池、第二好氧池；第一好氧池的第一进口接污泥液化池的出口，第二进口接第二好氧池的出口，出口接厌氧池的进口；厌氧池的出口接第二好氧池的进口。
第一好氧池、厌氧池、第二好氧池、污泥液化池内部均设有搅拌机。
为了更好的促进微生物的生长，增强其污水净化能力，第一好氧池和第二好氧池温度控制在25～40℃,pH控制在6～9，溶氧浓度DO控制在2～4；厌氧池的温度控制在25～40℃，pH控制在6～9，DO控制在0.1～1；第一好氧池、厌氧池、第二好氧池的流速为62.5-100ml/h。
实施例1：
(1)将以下细菌按一定比例混合成微生物复合菌剂；
| 乳酸杆菌 | 60％ |
| 普雷沃氏菌 | 24％ |
| 醋酸杆菌 | 3％ |
| 博伊丁假丝酵母菌 | 1％ |
| 韦荣氏菌 | 1.5％ |
| 红螺菌 | 0.5％ |
| 光合类细菌 | 6％ |
| 硝化类细菌 | 4％ |
(2)将1重量份复合菌剂和4重量份糖蜜、100重量份水混合均匀，配制成溶液a；将溶液a放置在厌氧环境下密封培养6天，得到活化后溶液a；
取1重量份活化后溶液a和2重量份糖蜜、50重量份水混合均匀，配置成溶液b；将溶液b放置在好氧环境下培养3天，每天曝气1-7次，每次曝气3-8分钟，得到活化后溶液b；将活化后溶液b放置在38℃的环境下恒温培养20h，得到复合菌剂稀释液；
(3)将1kg含水率为65％的环氧树脂污泥用水稀释后加入0.45ml上述配制好的稀释液,最后定容至2.0升，得到环氧树脂污泥泥浆。
(4)将上述调制好的2.0L环氧树脂污泥泥浆投入OAO系统；
(5)重复步骤(4)，每日向OAO系统加入2.0L上述调制好的污泥泥浆，进行循环处理。每隔3天，将系统静置1-3h，从OAO系统抽出6L上清液，上清液如各项指标达标，可直接排放，未达标的上清液排入原废水处理厂的污水处理系统中进行处理。
根据以上步骤，每天向OAO系统中添加步骤(3)调制好的污泥泥浆，持续添加32天。下表采集的是32天的安徽省某环氧树脂废水厂的污泥减量数据。
表1环氧树脂污泥减量的数据
| 运行时间(天) | 投入污泥量 | 消耗污泥量 | 污泥减量 |
| 8 | 8kg | 5.14kg | 64.25％ |
| 16 | 16kg | 11.23kg | 70.18％ |
| 24 | 24kg | 17.64kg | 73.5％ |
| 32 | 32.36kg | 24.1kg | 75.3％ |
注：每天将1kg含水率为65％的环氧树脂污泥，调制成体积1.5L的泥浆，投入好氧池1中；经过32天的连续投加后，共加入32kg环氧树脂污泥，消耗泥量24.1kg，污泥减量率高达75.3％。
实施例2：
(1)将以下细菌按一定比例混合成微生物复合菌剂；
| 乳酸杆菌 | 64％ |
| 普雷沃氏菌 | 22％ |
| 醋酸杆菌 | 4％ |
| 博伊丁假丝酵母菌 | 2％ |
| 韦荣氏菌 | 1.75％ |
| 红螺菌 | 0.25％ |
| 光合类细菌 | 3％ |
| 硝化类细菌 | 3％ |
(2)将1重量份复合菌剂和4重量份糖蜜、100重量份水混合均匀，配制成溶液a；将溶液a放置在厌氧环境下密封培养6天，得到活化后溶液a；
取1重量份活化后溶液a和2重量份糖蜜、50重量份水混合均匀，配置成溶液b；将溶液b放置在好氧环境下培养3天，每天曝气1-7次，每次曝气3-8分钟，得到活化后溶液b；将活化后溶液b放置在38℃的环境下恒温培养20h，得到复合菌剂稀释液
(3)将1kg含水率为70％的环氧树脂污泥用水稀释后加入0.35ml上述配制好的稀释液,最后定容至1.5升，得到环氧树脂污泥泥浆。
(4)将上述调制好的1.5L环氧树脂污泥泥浆投入OAO系统；
(5)重复步骤(4)，每日向OAO系统加入1.5L上述调制好的污泥泥浆，进行循环处理。每隔3天，将系统静置1-3h，从OAO系统抽出4.5L上清液，上清液如各项指标达标，可直接排放，未达标的上清液排入原废水处理厂的污水处理系统中进行处理。
(6)根据以上步骤，每天向OAO系统中添加步骤(3)调制好的污泥泥浆，持续添加30天。根据以上步骤，下表采集的是30天的徽州某环氧树脂废水厂的污泥减量数据：
表2环氧树脂污泥减量的数据
| 运行时间(天) | 投入污泥量 | 消耗污泥量 | 污泥减量 |
| 10 | 10kg | 5.89kg | 58.9％ |
| 20 | 20kg | 14.94kg | 74.7％ |
| 30 | 30kg | 22.53kg | 75.1％ |
实施例3：
(1)将以下细菌按一定比例混合成微生物复合菌剂；
| 乳酸杆菌 | 55％ |
| 普雷沃氏菌 | 25％ |
| 醋酸杆菌 | 5％ |
| 博伊丁假丝酵母菌 | 2％ |
| 韦荣氏菌 | 1.5％ |
| 红螺菌 | 1％ |
| 光合类细菌 | 7.5％ |
| 聚磷菌 | 3％ |
(2)将1重量份复合菌剂和4重量份糖蜜、100重量份水混合均匀，配制成溶液a；将溶液a放置在厌氧环境下密封培养6天，得到活化后溶液a；
取1重量份活化后溶液a和2重量份糖蜜、50重量份水混合均匀，配置成溶液b；将溶液b放置在好氧环境下培养3天，每天曝气1-7次，每次曝气3-8分钟，得到活化后溶液b；将活化后溶液b放置在38℃的环境下恒温培养20h，得到复合菌剂稀释液
(3)将1kg含水率75％的环氧树脂污泥用水稀释后加入0.30ml上述配制好的稀释液,最后定容至1.5升，得到环氧树脂污泥泥浆。
(4)将上述调制好的1.5L环氧树脂污泥泥浆投入OAO系统；
(5)重复步骤(4)，每日向OAO系统加入1.5L上述调制好的污泥泥浆，进行循环处理。每隔3天，将系统静置1-3h，从OAO系统抽出4.5L上清液，上清液如各项指标达标，可直接排放，未达标的上清液排入原废水处理厂的污水处理系统中进行处理。
(6)根据以上步骤，每天向OAO系统中添加步骤(3)调制好的污泥泥浆，持续添加30天。根据以上步骤，下表采集的是30天的安徽省某环氧树脂废水厂的污泥减
量数据：
表3环氧树脂污泥减量的数据
| 运行时间(天) | 投入污泥量 | 消耗污泥量 | 污泥减量 |
| 10 | 10kg | 5.83kg | 58.3％ |
| 20 | 20kg | 14.4kg | 72％ |
| 30 | 30kg | 22.61kg | 75.37％ |
实施例4：
(1)将以下细菌按一定比例混合成微生物复合菌剂；
| 乳酸杆菌 | 63％ |
| 普雷沃氏菌 | 22％ |
| 醋酸杆菌 | 3％ |
| 博伊丁假丝酵母菌 | 2％ |
| 韦荣氏菌 | 1.5％ |
| 红螺菌 | 0.5％ |
| 光合类细菌 | 4.5％ |
| 聚磷菌 | 3.5％ |
(2)将1重量份复合菌剂和4重量份糖蜜、100重量份水混合均匀，配制成溶液a；将溶液a放置在厌氧环境下密封培养6天，得到活化后溶液a；
取1重量份活化后溶液a和2重量份糖蜜、50重量份水混合均匀，配置成溶液b；将溶液b放置在好氧环境下培养3天，每天曝气1-7次，每次曝气3-8分钟，得到活化后溶液b；将活化后溶液b放置在38℃的环境下恒温培养20h，得到复合菌剂稀释液
(3)将1kg含水率为80％的环氧树脂的污泥环氧树脂污泥用水稀释后加入0.25ml上述配制好的稀释液,最后定容至2升，得到环氧树脂污泥泥浆。
(4)将上述调制好的2.0L环氧树脂污泥泥浆投入到OAO系统；
(5)重复步骤(4)，每日向OAO系统加入2.0L上述调制好的污泥泥浆，进行循环处理。每隔3天，将系统静置1-3h，从OAO系统抽出6L上清液，上清液如各项指标达标，可直接排放，未达标的上清液排入原废水处理厂的污水处理系统中进行处理。
根据以上步骤，每天向OAO系统中添加步骤(3)调制好的污泥泥浆，持续添加30天。下表采集的是30天的安徽省徽州某环氧树脂废水厂的污泥减量数据：
表4环氧树脂污泥减量的数据
| 运行时间(天) | 投入污泥量 | 消耗污泥量 | 污泥减量 |
| 10 | 10kg | 5.62kg | 56.2％ |
| 20 | 20kg | 14.46kg | 72.3％ |
| 30 | 30kg | 22.56kg | 75.2％ |
注：每天将质量1kg含水率为80％的环氧树脂的污泥，调制成体积2.0L污泥，投入OAO系统中；经过30天的投入后，共加入30kg环氧树脂的污泥，消耗22.56kg污泥，污泥减量率为75.2％。
综上可知，本发明对环氧树脂污泥具有较好的污泥减量处理能力。
上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量的生化方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤(1)、将多种细菌按一定比例混合成微生物复合菌剂；
所述复合菌剂包括乳酸杆菌、普雷沃氏菌、醋酸杆菌、博伊丁假丝酵母菌、韦荣氏菌、红螺菌；
步骤(2)、复合菌剂活化培养后，得到复合菌剂活性稀释液；
步骤(3)、在污泥液化池中将步骤(2)活化培养后的复合菌剂活性稀释液与液化环氧树脂污泥混合，调配得到环氧树脂污泥泥浆；
步骤(4)、将步骤(3)调配得到的环氧树脂污泥泥浆加入到OAO系统，进行循环污泥减量处理；
所述的OAO系统包括第一好氧池、厌氧池、第二好氧池；第一好氧池的第一进口接污泥液化池的出口，第二进口接第二好氧池的出口，出口接厌氧池的进口；厌氧池的出口接第二好氧池的进口。
2.根据权利要求1所述的基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量的生化方法，其特征在于所述复合菌剂包括以下重量百分含量的成分：
。
3.根据权利要求1或2所述的基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量的生化方法，其特征在于步骤(2)将复合菌剂配制成复合菌剂原液同时将其活化，然后将培养活化后的复合菌剂原液按照一定比例配制成复合菌剂稀释液并依次进行活化和培养；
所述复合菌剂原液包括糖蜜、水、复合菌剂粉末；糖蜜、水与复合菌剂粉末的质量比为1：(1～10)：100；活化条件是置于完全厌氧的条件下密封培养5～10天；
所述复合菌剂活性稀释液包括复合菌剂原液、糖蜜、水；原液、糖蜜与水的质量比为1：(0.1～3)：50；活化条件是置于好氧条件下培养2～8天，期间需进行曝气，每次曝气3～8分钟，每天曝气1～7次；培养条件是将活化好的复合菌剂活性稀释液置于28℃～40℃下恒温培养20h～48h。
4.根据权利要求1所述的基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量的生化方法，其特征在于步骤(3)环氧树脂污泥泥浆的化学需氧量COD浓度控制在4,000～20,000ppm，污泥浓度控制在20,000～50,000ppm，总悬浮物浓度TSS浓度控制在5,000～30,000ppm。
5.根据权利要求1所述的基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量的生化方法，其特征在于步骤(4)第一好氧池、厌氧池、第二好氧池、污泥液化池内部均设有搅拌机；第一好氧池和第二好氧池温度控制在25～40℃,pH控制在6～9，溶氧浓度DO控制在2～4；厌氧池的温度控制在25～40℃，pH控制在6～9，DO控制在0.1～1；第一好氧池、厌氧池、第二好氧池的流速为62.5-100ml/h。
6.基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量系统，其特征在于该系统包括污泥液化池、OAO系统；
OAO系统包括第一好氧池、厌氧池、第二好氧池；第一好氧池的第一进口接污泥液化池的出口，第二进口接第二好氧池的出口，出口接厌氧池的进口；厌氧池的出口接第二好氧池的进口；
所述的污泥液化池用于活化培养后的复合菌剂活性稀释液与液化环氧树脂污泥混合调配；复合菌剂包括乳酸杆菌、普雷沃氏菌、醋酸杆菌、博伊丁假丝酵母菌、韦荣氏菌、红螺菌；
所述的复合菌剂活性稀释液为活化后复合菌剂原液、糖蜜、水的混合液；原液、糖蜜与水的质量比为1：(0.1～3)：50；活化条件是置于好氧条件下培养2～8天，期间需进行曝气，每次曝气3～8分钟，每天曝气1～7次；培养条件是将活化好的复合菌剂活性稀释液置于28℃～40℃下恒温培养20h～48h；
所述复合菌剂原液包括糖蜜、水、复合菌剂的混合液；糖蜜、水与复合菌剂粉末的质量比为1：(1～10)：100；活化条件是置于完全厌氧的条件下密封培养5～10天。
7.根据权利要求6所述的基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量系统，其特征在于所述复合菌剂包括以下重量百分含量的成分：
。
8.根据权利要求6所述的基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量系统，其特征在于污泥液化池调配得到的环氧树脂污泥泥浆的化学需氧量COD浓度控制在4,000～20,000ppm，污泥浓度控制在20,000～50,000ppm，总悬浮物浓度TSS浓度控制在5,000～30,000ppm。
9.根据权利要求6所述的基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量系统，其特征在于第一好氧池、厌氧池、第二好氧池、污泥液化池内部均设有搅拌机。
10.根据权利要求6所述的基于复合菌剂的有效处理环氧树脂污泥减量系统，其特征在于第一好氧池和第二好氧池温度控制在25～40℃,pH控制在6～9，溶氧浓度DO控制在2～4；厌氧池的温度控制在25～40℃，pH控制在6～9，DO控制在0.1～1；第一好氧池、厌氧池、第二好氧池的流速为62.5-100ml/h。
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