CN113104993A - 一种高浓度农药废水生化段的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理技术领域,公开了一种高浓度农药废水生化段的处理方法,包括以下步骤:步骤一、配制高效降解菌剂,高效降解菌剂由解糖假苍白杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌或产碱杆菌、芽孢杆菌、普罗维登斯菌或解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、河流漫游球菌或解糖假苍白杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌或芽孢杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌配制而成;步骤二、向农药废水生化池中投加步骤一中的高效降解菌剂。本发明中的高效降解菌剂能够有效降低农药废水的COD值或同时有效降低其COD值和氨氮值,从而加强农药废水生化段的生化处理效果,减轻后续农药废水处理的负担,进而降低后续农药废水的处理成本,减轻工厂废水处理的经济负担。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,具体涉及一种高浓度农药废水生化段的处理方法。
背景技术
农药生产过程中产生的废水是一种典型的高浓度有机废水,成分复杂,其含有化学结构较为稳定、难以被微生物降解的化学物质,且农药在生产过程中发生许多化学反应,衍生出很多副产物和中间产物,再者,农药废水的水质、水量具有稳定性等因素,给农药废水的处理增加了不少难度。
目前,工厂通常采用高温催化氧化、强氧化、微电解、芬顿处理及混合沉淀等物理化学法对各生产车间产生的废水进行预处理,经预处理的废水进入生化处理系统进行生化处理,但由于农药废水存在浓度高、降解难等问题,因此,经生化处理后的废水仍难以达到排放标准,工厂不得不在生化处理后端继续采用高投入高运行成本的物化处理工艺,直至废水达到排放标准,这样大大增加了工厂的经济负担,同时也增加了环境负担。
发明内容
本发明意在提供一种高浓度农药废水生化段的处理方法,在已有的生化处系统的基础上,投加具有高效降解农药废水的有效菌剂,强化生物处理能力,解决了如何提升农药废水污染物去除能力的问题。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:一种高浓度农药废水生化段的处理方法,包括以下步骤:
步骤一、配制高效降解菌剂,高效降解菌剂由解糖假苍白杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌配制而成,或由产碱杆菌、芽孢杆菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌配制而成,或由产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌配制而成,或由解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌配制而成,或由解糖假苍白杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌配制而成,或由芽孢杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌配制而成;
步骤二、向农药废水生化池中投加步骤一中的高效降解菌剂。
本方案的原理及优点是:本方案中,高效降解菌剂投加至农药废水生化池中后,高效降解菌剂能够有效降低农药废水生化段出水的COD值或同时有效降低其COD值和氨氮值,从而加强农药废水生化段的生化处理效果,减轻后续农药废水处理的负担,进而降低后续农药废水的处理成本,减轻工厂废水处理的经济负担。
优选的,作为一种改进,步骤一中的解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌均由农药废水生化池的污泥中筛选、纯化、培养得到。
本方案中,解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌均筛选自农药废水生化池的污泥之中,对农药废水的适应性较强,菌剂的活性较强。
优选的,作为一种改进,步骤二中,所述高效降解菌剂的投加体积为农药废水体积的1~1.2%。
本方案中,高效降解菌剂按照上述投加范围进行投加,能够确保高效降解菌剂有效降低农药废水的COD值和氨氮值,避免了高效降解菌剂投加量过少或过多。
优选的,作为一种改进,在步骤一前,分析农药废水生化池内废水的水质参数,当水质参数COD 500~1000mg/L,氨氮500~800mg/L时,步骤二中投加的高效降解菌剂由解糖假苍白杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌配制而成;当水质参数COD高于1000mg/L,氨氮高于800mg/L时,步骤二中投加的高效降解菌剂由产碱杆菌、芽孢杆菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌配制而成;当水质参数COD低于500mg/L,氨氮低于500mg/L时,步骤二中投加的高效降解菌剂由产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌配制而成。
经研究发现,本方案中的三种高效降解菌剂,能够有效降低农药废水的COD值和氨氮值,COD降解率能高达62.11%,氨氮降解率能高达54.64%,能够在原农药废水生化处理出水的基础上,可将COD降解率提高111%以上,并可将氨氮降解率提高76%以上。并且,经研究还发现,取得当水质参数不同时,根据水质参数选择不同的高效降解菌剂,能够进一步提高对农药废水的降解效果。
优选的,作为一种改进,所述高效降解菌剂中,各菌之间的菌量体积之比为1:1:1:1。
经研究发现,各菌之间的菌量体积之比为1:1:1:1时,高效降解菌剂对农药废水的降解效果更佳。其中,“菌量体积”是指培养48h后,菌液培养浓度达到1×108cfu/mL后的菌液体积。
优选的,作为一种改进,步骤一中,解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌的培养方法为:1000mL水中包含蛋白胨5.0~10.0g、酵母浸粉2.0~5.0g、NaCl 5.0~10.0g,pH7.0~8.0,灭菌后作为培养基分别接种解糖假苍白杆菌菌种、产碱杆菌菌种、芽孢杆菌菌种、河流漫游球菌菌种、普罗维登斯菌菌种培养48h;
沙雷氏菌的培养方法为:1000mL水中包含丁二酸钠10.00~14.20g、KH2PO4 0.50~1.00g、Na2HPO4 0.25~1.00g、MgSO4·7H2O 0.10~0.50g、NH4Cl 0.50~1.00g、微量元素溶液1~2mL,pH7.0~7.5,灭菌后作为培养基接种沙雷氏菌菌种培养48h;其中,微量元素液为:1000mL水中包含EDTA 50.00g、ZnSO4 2.20g、CaCl2 5.50g、MnCl2·4H2O 5.06g、FeSO4·7H2O 5.00g、(NH4)6Mo7O2·4H2O 1.10g、CuSO4·5H2O 1.57g、CoCl2·6H2O 1.61g。
本方案中,采用上述培养方法培养得到的菌液,其菌液浓度较高。
优选的,作为一种改进,培养基盛装于锥形瓶中,菌种接种后,在130~150r/min、28~32℃的摇床中培养。
本方案中,经实验发现,摇床的转速为130~150r/min、温度为28~32℃为较优的菌液培养条件。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
实施例1
一种高浓度农药废水生化段的处理方法,包括以下步骤:
步骤一、配制高效降解菌剂,高效降解菌剂由解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与普罗维登斯菌中的三种与沙雷氏菌配制而成。本步骤中,解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌均由农药废水生化池的污泥中筛选、纯化、培养得到。其中,解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌的培养方法为:1000mL水中包含蛋白胨8.0g(可选5.0~10.0g)、酵母浸粉4.0g(可选2.0~5.0g)、NaCl 8.0g(可选5.0~10.0g),pH7.0~8.0,在高温蒸汽锅中121℃灭菌20min,灭菌后作为培养基,取50mL培养基于100mL锥形瓶中,分别将解糖假苍白杆菌菌种、产碱杆菌菌种、芽孢杆菌菌种、河流漫游球菌菌种、普罗维登斯菌菌种接种在对应的锥形瓶内的培养基内,在140r/min(可选130~150r/min)、30℃(可选28~32℃)的摇床中培养48h。
沙雷氏菌的培养方法为:1000mL水中包含丁二酸钠12.50g(可选10.00~14.20g)、KH2PO40.80g(可选0.50~1.00g)、Na2HPO4 0.50g(可选0.25~1.00g)、MgSO4·7H2O 0.30g(可选0.10~0.50g)、NH4Cl 0.80g(可选0.50~1.00g)、微量元素溶液1.5mL(可选1~2mL),pH7.0~7.5,在高温蒸汽锅中121℃灭菌20min,灭菌后作为培养基,取50mL培养基于100mL锥形瓶中,将沙雷氏菌菌种接种于锥形瓶内的培养基内,在140r/min(可选130~150r/min)、30℃(可选28~32℃)的摇床中培养48h。其中,微量元素液为:1000mL水中包含EDTA50.00g、ZnSO4 2.20g、CaCl2 5.50g、MnCl2·4H2O 5.06g、FeSO4·7H2O 5.00g、(NH4)6Mo7O2·4H2O 1.10g、CuSO4·5H2O 1.57g、CoCl2·6H2O 1.61g。
本实施例中,高效降解菌剂由解糖假苍白杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌配制而成,称为高效降解菌剂a,其中,解糖假苍白杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌之间的菌量体积之比为1:1:1:1。并且,培养48h后,各菌培养浓度达到1×108cfu/mL时进行配制。
步骤二、向农药废水生化池中投加步骤一中配制的高效降解菌剂a,且高效降解菌剂a的投加体积为农药废水体积的1%(可选1~1.2%),处理4~5天后出水,进入下一阶段的物化处理工艺。
实施例2-实施例3
实施例2与实施例1的不同之处在于:实施例2中的高效降解菌剂与实施例1的高效降解菌剂a不同,本实施例中的高效降解菌剂由产碱杆菌、芽孢杆菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌配制而成,称为高效降解菌剂b,其中,产碱杆菌、芽孢杆菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌之间的菌量体积之比为1:1:1:1。
实施例3与实施例1的不同之处在于:实施例3中的高效降解菌剂与实施例1的高效降解菌剂a不同,本实施例中的高效降解菌剂由产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌配制而成,称为高效降解菌剂c,其中,产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌之间的菌量体积之比为1:1:1:1。
实验例1
为验证各实施例对农药废水的治理效果,本实验例中,准备多个1L锥形瓶,取农药废水生化池中的农药废水250mL于1L锥形瓶内(此时农药废水生化池中的农药废水处于生化处理后端,即将出水),将多个锥形瓶进行编号,编号为1的锥形瓶在盛装250mL农药废水后投加实施例1中的高效降解菌剂a,且高效降解菌剂a的添加量为2.5mL;编号为2的锥形瓶在盛装250mL农药废水后投加实施例2中的高效降解菌剂b,且高效降解菌剂a的添加量为2.5mL;编号为3的锥形瓶在盛装250mL农药废水后投加实施例3中的高效降解菌剂c,且高效降解菌剂c的添加量为2.5mL;以此类推,编号4:解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、芽孢杆菌和沙雷氏菌按照体积比1:1:1:1添加2.5ml;编号5:解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、河流漫游球菌和沙雷氏菌按照体积比1:1:1:1添加2.5ml;编号6:解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、普罗维登斯菌和沙雷氏菌按照体积比1:1:1:1添加2.5ml;编号7:解糖假苍白杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌和沙雷氏菌按照体积比1:1:1:1添加2.5ml;编号8:芽孢杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌和沙雷氏菌按照体积比1:1:1:1添加2.5ml;编号9的锥形瓶内未投加高效降解菌剂,为空白组。各锥形瓶投加高效降解菌剂后放入150r/min、30℃的摇床中(包括未投加高效降解菌剂的锥形瓶),测定投加高效降解菌剂后的初始COD值和初始氨氮值,以及空白组的初始COD值和初始氨氮值,之后每隔24h测定一次COD和氨氮数据,连续测定5天,测定结果如表1所示。表1中,降解率=(第0天所测数据-第5天所测数据)/第0天所测数据×100%;表1中的COD值和氨氮值均为三次实验所测得的数据的平均值。
表1不同高效降解菌剂对农药废水的处理效果
通过表1可知,编号1、编号2、编号3、编号5、编号7和编号8中的COD降解率明显大于其他编号中的COD降解率,说明编号1、编号2、编号3、编号5、编号7和编号8中所使用的高效降解菌剂能够有效降低农药废水的COD值,提高对农药废水的处理效果。并且,不难发现,编号1、编号2和编号3中的COD降解率均在55%以上,氨氮的降解率均在40%以上,显著高于其他组和空白组的COD降解率和氨氮降解率,说明本发明中的高效降解菌剂a、高效降解菌剂b和高效降解菌剂c均能够有效降低农药废水的COD值和氨氮值,并在原生化处理出水的基础上,将COD降解率提高111%以上,并将氨氮降解率提高76%以上,加强了农药废水生化段的生化处理效果,减轻了后续农药废水处理的负担,进而降低后续农药废水的处理成本,减轻工厂废水处理的经济负担。
实验例2
本实验例中,在不同时间段取农药废水生化池内的农药废水,分析农药废水的水质参数,获得不同水质参数的农药废水,并将不同水质参数的农药废水分装250mL于1L锥形瓶中并编号,分别投加高效降解菌剂a、高效降解菌剂b和高效降解菌剂c后,于第0天(投加高效降解菌剂后)以及第5天测定COD值和氨氮值,并计算COD降解率和氨氮降解率,从而考察高效降解菌剂a、高效降解菌剂b和高效降解菌剂c对不同水质参数的农药废水的处理效果,结果如表2所示。表2中,“a降解率”表示使用高效降解菌剂a后,农药废水中COD和氨氮的降解率;“b降解率”表示使用高效降解菌剂b后,农药废水中COD和氨氮的降解率;“c降解率”表示使用高效降解菌剂c后,农药废水中COD和氨氮的降解率,表1中的COD降解率和氨氮降解率均由三次实验所测得的数据的平均值计算而来。
表2高效降解菌剂对不同水质参数的农药废水的处理效果
由表2可知,高效降解菌剂a在水质参数COD为500~1000mg/L,氨氮为500~800mg/L范围时有较高的COD降解率和氨氮降解率,更适于农药废水浓度在此范围内时使用;当水质参数COD高于1000mg/L,氨氮高于800mg/L时,高效降解菌剂b的COD降解率和氨氮降解率均高于高效降解菌剂a和高效降解菌剂c,并且,其在高浓度及低浓度下均有较高的降解率,其适应性强,使用范围较广;当水质参数COD低于500mg/L,氨氮低于500mg/L时,使用高效降解菌剂c的COD降解率和氨氮降解率均高于高效降解菌剂a和高效降解菌剂b,因此高效降解菌剂c更适用于低浓度废水。
综上所述,当农药废水生化池中的农药废水的水质参数为COD 500~1000mg/L,氨氮500~800mg/L时,步骤二中投加高效降解菌剂a;当水质参数COD高于1000mg/L,氨氮高于800mg/L时,步骤二中投加高效降解菌剂b;当水质参数COD低于500mg/L,氨氮低于500mg/L时,步骤二中投加高效降解菌剂c。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明技术方案的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (8)
1.一种高浓度农药废水生化段的处理方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、配制高效降解菌剂,高效降解菌剂由解糖假苍白杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌配制而成,或由产碱杆菌、芽孢杆菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌配制而成,或由产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌配制而成,或由解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌配制而成,或由解糖假苍白杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌配制而成,或由芽孢杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌配制而成;
步骤二、向农药废水生化池中投加步骤一中的高效降解菌剂。
2.根据权利要求1所述的高浓度农药废水生化段的处理方法,其特征在于:步骤一中的解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌均由农药废水生化池的污泥中筛选、纯化、培养得到。
3.根据权利要求2所述的高浓度农药废水生化段的处理方法,其特征在于:步骤二中,所述高效降解菌剂的投加体积为农药废水体积的1~1.2%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的高浓度农药废水生化段的处理方法,其特征在于:在步骤一前,分析农药废水生化池内废水的水质参数,当水质参数COD 500~1000mg/L,氨氮500~800mg/L时,步骤二中投加的高效降解菌剂由解糖假苍白杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌配制而成;当水质参数COD高于1000mg/L,氨氮高于800mg/L时,步骤二中投加的高效降解菌剂由产碱杆菌、芽孢杆菌、普罗维登斯菌与沙雷氏菌配制而成;当水质参数COD低于500mg/L,氨氮低于500mg/L时,步骤二中投加的高效降解菌剂由产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌与沙雷氏菌配制而成。
5.根据权利要求4所述的高浓度农药废水生化段的处理方法,其特征在于:所述高效降解菌剂中,各菌之间的菌量体积之比为1:1:1:1。
6.根据权利要求5所述的高浓度农药废水生化段的处理方法,其特征在于:在步骤二中,投加步骤一种的高效降解菌剂后,处理时间为4~5天。
7.根据权利要求5或6所述的高浓度农药废水生化段的处理方法,其特征在于:步骤一中,解糖假苍白杆菌、产碱杆菌、芽孢杆菌、河流漫游球菌、普罗维登斯菌的培养方法为:1000mL水中包含蛋白胨5.0~10.0g、酵母浸粉2.0~5.0g、NaCl 5.0~10.0g,pH7.0~8.0,灭菌后作为培养基分别接种解糖假苍白杆菌菌种、产碱杆菌菌种、芽孢杆菌菌种、河流漫游球菌菌种、普罗维登斯菌菌种培养48h;
沙雷氏菌的培养方法为:1000mL水中包含丁二酸钠10.00~14.20g、KH2PO4 0.50~1.00g、Na2HPO4 0.25~1.00g、MgSO4·7H2O 0.10~0.50g、NH4Cl 0.50~1.00g、微量元素溶液1~2mL,pH7.0~7.5,灭菌后作为培养基接种沙雷氏菌菌种培养48h;其中,微量元素液为:1000mL水中包含EDTA 50.00g、ZnSO4 2.20g、CaCl2 5.50g、MnCl2·4H2O 5.06g、FeSO4·7H2O 5.00g、(NH4)6Mo7O2·4H2O 1.10g、CuSO4·5H2O 1.57g、CoCl2·6H2O 1.61g。
8.根据权利要求7所述的高浓度农药废水生化段的处理方法,其特征在于:培养基盛装于锥形瓶中,菌种接种后,在130~150r/min、28~32℃的摇床中培养。
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