CN114671529A - 一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法 - Google Patents

一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114671529A
CN114671529A CN202210203376.7A CN202210203376A CN114671529A CN 114671529 A CN114671529 A CN 114671529A CN 202210203376 A CN202210203376 A CN 202210203376A CN 114671529 A CN114671529 A CN 114671529A
Authority
CN
China
Prior art keywords
calcium
organic wastewater
tank
pasteurella
liquid culture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210203376.7A
Other languages
English (en)
Inventor
王志伟
江柯漾
党文豪
王双飞
张健
周敬红
骆莲新
李许生
朱云鹏
张馨萍
陈仙花
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangxi University
Original Assignee
Guangxi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangxi University filed Critical Guangxi University
Priority to CN202210203376.7A priority Critical patent/CN114671529A/zh
Publication of CN114671529A publication Critical patent/CN114671529A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/06Contaminated groundwater or leachate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/26Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof
    • C02F2103/28Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof from the paper or cellulose industry
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/06Nutrients for stimulating the growth of microorganisms

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

本发明属于环境工程技术领域,公开了一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法。在高钙有机废水的处理过程中,在传统的厌氧反应塔前设置菌液培养池和钙沉池,向菌液培养池中加入尿素等巴氏芽孢杆菌生长需要的营养元素。将来自菌液培养池的巴氏芽孢杆菌菌液与高钙有机废水在钙沉池中上升搅拌,充分混合。使巴氏芽孢杆菌分解尿素生成的碳酸根离子与钙离子在细菌表面生成碳酸钙沉淀,在钙沉池底部收集碳酸钙沉淀。本发明合理利用巴氏芽孢杆菌对高钙有机废水预处理,降低厌氧反应塔进水钙离子浓度,防止钙离子与碳酸根、磷酸根等阴离子生成垢,保证后续厌氧反应正常进行。

Description

一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新 方法
技术领域
本发明涉及一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法,适用于高钙有机废水的处理,属于环境工程技术领域。
背景技术
高钙有机废水在厌氧处理过程中,钙离子和碳酸根离子、磷酸盐等物质在生物膜表面结合生成碳酸钙或磷酸钙沉淀,这些沉淀沉积在颗粒污泥内部或者镶嵌在颗粒的孔径上,严重影响颗粒污泥活性,改变颗粒污泥物理性质,影响胞外聚合物分泌,造成生物量减少。钙化的颗粒污泥会影响厌氧反应器的运行和废水的处理效果,严重时会造成处理系统的崩溃,给企业造成极大的经济损失。
现有颗粒污泥钙化防治措施一般通过向废水中加入化学药剂,使其与钙离子生成碳酸钙沉淀,或者加入抑垢剂阻止钙离子形成结垢。但上述方法存在药剂投加量大、费用昂贵、条件控制严格等问题,且加入抑垢剂并未除去水中的钙离子。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)作为一种去除水中无机污染物的替代方法,由于成本低廉、选择性高、操作灵活等优点,被越来越广泛地运用到废水处理中。
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是自然界广泛存在的一种生物诱导矿化作用。微生物诱导矿化反应方程式如下:
CO(NH2)2+H2O→H2COOH+2NH3
H2COOH+H2O→NH3+H2CO3
Figure BDA0003530470670000011
Figure BDA0003530470670000012
Ca2++Cell→Cell-Ca2+
Figure BDA0003530470670000013
发明内容
为解决由于废水中钙离子浓度较高,后续厌氧活性污泥出现严重的污泥钙化问题,本发明提供一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法。在处理高钙有机废水时,在厌氧处理前增加巴氏芽孢杆菌生物矿化除钙过程。
为了实现上述目标,本发明采用如下技术方案:
一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法,包括以下步骤:
(1)在传统的厌氧反应塔前设置菌液培养池和钙沉池;
(2)菌液培养池用于培养巴氏芽孢杆菌,菌液培养池中加入尿素并定期补充;尿素作为营养源,被巴氏芽孢杆菌产生的脲酶分解,产出碳酸钙沉淀所需的碳酸根离子;在菌液培养池设置鼓风机,定时进行曝气,促进巴氏芽孢杆菌生长,得到巴氏芽孢杆菌菌液;
(3)在钙沉池底部设置推送泵,将来自菌液培养池的巴氏芽孢杆菌菌液与高钙有机废水在钙沉池中上升搅拌,充分混合,使巴氏芽孢杆菌吸附钙离子与碳酸根离子生成的碳酸钙沉淀;钙沉池底部呈锥形,以便在钙沉池底部收集碳酸钙沉淀;
(4)沉淀后废水部分回流到菌液培养池用于再次发酵培养巴氏芽孢杆菌,回流量为菌液培养池需补加液体量,余下废水送入厌氧反应塔进行厌氧消化。
步骤(2)具体操作为:将巴氏芽孢杆菌接种到装有培养液的菌液培养池中,按质量百分比计巴氏芽孢杆菌的接种量为菌液培养池中培养液的2~5%,加入尿素并定期补充,尿素的添加量为每升培养液添加20g;于25~35℃发酵培养16~24h,定时进行曝气,即得巴氏芽孢杆菌菌液;所得巴氏芽孢杆菌菌液的巴氏芽孢杆菌浓度OD600≥0.6,pH为8~9。
所述高钙有机废水中钙离子浓度为500~2000mg/L,步骤(3)向钙沉池中通入巴氏芽孢杆菌菌液的量占高钙有机废水体积的比值为5%~40%。
所述菌液培养池中培养液成分为:蛋白胨10g/L,牛肉膏粉3g/L,氯化钠5g/L,得到培养液最终pH为7.2~7.6。
本发明利用巴氏芽孢杆菌在自身生长代谢过程中能持续产生高活性的脲酶,这种脲酶可以催化尿素水解生成氨和二氧化碳,通过细胞壁分散在溶液中,氨和二氧化碳会快速水解生成铵根离子和碳酸根离子。因为细菌带负电,钙离子会吸附到细菌细胞表面。此时,尿素水解后生成的碳酸根离子将与这些钙离子形成碳酸钙沉淀,与细菌结合。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明合理利用巴氏芽孢杆菌对高钙有机废水进行预处理,降低厌氧反应塔进水钙离子浓度,防止钙离子与碳酸根、磷酸根等阴离子生成垢,保证后续厌氧反应正常进行。本发明通过巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀,沉淀后废水回流到菌液培养池培养巴氏芽孢杆菌,无需加入大量化学沉淀剂或抑垢剂,厌氧反应器无需排泥除垢,解决了厌氧反应器污泥钙化问题,具有显著应用价值。
附图说明
本发明提供的一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法示意图如图1所示。
图中1-鼓风机;2-培养液;3-EIMCO;4-菌液培养池;5-菌液;6-高钙有机废水;7-推送泵;8-钙沉池;9-排碳酸钙;10-回流;11-脱钙后废水;12-厌氧反应塔;13-厌氧处理后废水。
图2不同温度下菌液OD600值随时间变化曲线。
具体实施方式
一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法,包括以下步骤:
(1)在传统的厌氧反应塔(UASB、EGSB、IC)前设置菌液培养池和钙沉池;
(2)菌液培养池用于培养巴氏芽孢杆菌,菌液培养池中加入尿素等巴氏芽孢杆菌生长需要的营养元素并定期补充;尿素作为营养源,被巴氏芽孢杆菌产生的脲酶分解,产出碳酸钙沉淀所需的碳酸根离子;在菌液培养池设置鼓风机,定时进行曝气,促进巴氏芽孢杆菌生长,得到巴氏芽孢杆菌菌液;具体操作为:将巴氏芽孢杆菌接种到装有培养液的菌液培养池中,按质量百分比计巴氏芽孢杆菌的接种量为菌液培养池中培养液的2%,加入尿素并定期补充,尿素的添加量为每升培养液添加20g;于30℃发酵培养18h,定时进行曝气,即得巴氏芽孢杆菌菌液;所得巴氏芽孢杆菌菌液的巴氏芽孢杆菌浓度OD600=1.2,pH为8.4。培养液成分为:蛋白胨10g/L,牛肉膏粉3g/L,氯化钠5g/L,得到培养液最终pH为7.4。以下实施例1-3中所用巴氏芽孢杆菌均为市售获得,菌液按照以上条件培养得到。
(3)在钙沉池底部设置推送泵,将来自菌液培养池的巴氏芽孢杆菌菌液与高钙有机废水在钙沉池中上升搅拌,充分混合,使巴氏芽孢杆菌吸附钙离子与碳酸根离子生成的碳酸钙沉淀;钙沉池底部呈锥形,以便在钙沉池底部收集碳酸钙沉淀;
(4)沉淀后废水部分回流到菌液培养池用于再次发酵培养巴氏芽孢杆菌,回流量为菌液培养池需补加液体量,余下废水送入厌氧反应塔进行厌氧消化。
采用钙截留率作为除钙的参考标准,以厌氧反应器进出水浓度计算钙截留率,如下式所示:
Figure BDA0003530470670000031
其中,r为钙截留率,%
CIn与COut分别为厌氧反应器进出水的钙离子浓度,mg/L
采用菌液的吸光度(比浊法)作为细菌数量的参考标准。其原理主要依据胞浓度与其菌液混浊度成正比,因此与吸光度也成正比,采用紫外可见分光光度计测定600nm波长时的吸光度(OD600)来计算细胞数量。将细菌接种到培养液中,在不同温度下培养,每隔两个小时记录其OD600值。
图2为不同温度下菌液OD600值随时间变化曲线。
实施例1:废纸制浆废水处理
(1)本实施例中废水取自嘉兴市废纸造纸企业,废纸制浆废水水质为COD浓度5000mg/L,钙离子浓度2000mg/L,pH值为7.0;按照上述一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法进行处理。
(2)巴氏芽孢杆菌菌液占废水的体积比值分别选择40%、20%、5%,得到表1的实验结果。
(3)实验表明,按照上述方法,可显著将废水中钙离子矿化除去。
表1为巴氏芽孢杆菌生物预处理废纸制浆废水对照试验
Figure BDA0003530470670000041
实施例2:造纸废水处理
(1)本实施例中废水取自某造纸企业厌氧塔进水,废水水质为COD浓度4500mg/L,钙离子浓度1200mg/L,pH值为6.9;按照上述一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法进行处理。
(2)巴氏芽孢杆菌菌液占废水的体积比值分别选择40%、20%、5%,得到表2的实验结果。
(3)实验表明,按照上述方法,可显著将废水中钙离子矿化除去。
表2为巴氏芽孢杆菌生物预处理制浆造纸废水对照试验
Figure BDA0003530470670000042
实施例3:垃圾渗滤液处理
(1)本实施例中废水取自某垃圾填埋场垃圾渗滤液,水质为COD浓度为5000mg/L,钙离子浓度为900mg/L,pH值为7.7;按照上述一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法进行处理。
(2)巴氏芽孢杆菌菌液占废水的体积比值分别选择40%、20%、5%,得到表3的实验结果。
(3)实验表明,按照上述方法,可显著将废水中钙离子矿化除去。
表3为巴氏芽孢杆菌生物预处理垃圾渗滤液对照试验
Figure BDA0003530470670000051

Claims (4)

1.一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在传统的厌氧反应塔前设置菌液培养池和钙沉池;
(2)菌液培养池用于培养巴氏芽孢杆菌,菌液培养池中加入尿素并定期补充;尿素作为营养源,被巴氏芽孢杆菌产生的脲酶分解,产出碳酸钙沉淀所需的碳酸根离子;在菌液培养池设置鼓风机,定时进行曝气,促进巴氏芽孢杆菌生长,得到巴氏芽孢杆菌菌液;
(3)在钙沉池底部设置推送泵,将来自菌液培养池的巴氏芽孢杆菌菌液与高钙有机废水在钙沉池中上升搅拌,充分混合,使巴氏芽孢杆菌吸附钙离子与碳酸根离子生成的碳酸钙沉淀;钙沉池底部呈锥形,以便在钙沉池底部收集碳酸钙沉淀;
(4)沉淀后废水部分回流到菌液培养池用于再次发酵培养巴氏芽孢杆菌,回流量为菌液培养池需补加液体量,余下废水送入厌氧反应塔进行厌氧消化。
2.根据权利要求1所述一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法,其特征在于,步骤(2)具体操作为:将巴氏芽孢杆菌接种到装有培养液的菌液培养池中,按质量百分比计巴氏芽孢杆菌的接种量为菌液培养池中培养液的2~5%,加入尿素并定期补充,尿素的添加量为每升培养液添加20g;于25~35℃发酵培养16~24h,定时进行曝气,即得巴氏芽孢杆菌菌液;所得巴氏芽孢杆菌菌液的巴氏芽孢杆菌浓度OD600≥0.6,pH为8~9。
3.根据权利要求1所述一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法,其特征在于,所述高钙有机废水中钙离子浓度为500~2000mg/L,步骤(3)向钙沉池中通入巴氏芽孢杆菌菌液的量占高钙有机废水体积的比值为5%~40%。
4.根据权利要求2所述一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法,其特征在于,所述菌液培养池中培养液成分为:蛋白胨10g/L,牛肉膏粉3g/L,氯化钠5g/L,得到培养液最终pH为7.2~7.6。
CN202210203376.7A 2022-03-03 2022-03-03 一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法 Pending CN114671529A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210203376.7A CN114671529A (zh) 2022-03-03 2022-03-03 一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210203376.7A CN114671529A (zh) 2022-03-03 2022-03-03 一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114671529A true CN114671529A (zh) 2022-06-28

Family

ID=82072151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210203376.7A Pending CN114671529A (zh) 2022-03-03 2022-03-03 一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114671529A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117247196A (zh) * 2023-11-07 2023-12-19 湖南省核地质调查所 一种去除水中锑离子的方法和系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1535883A1 (en) * 2003-11-27 2005-06-01 Avecom N.V. Method for purifying wastewater with material containing urease enzymes
CN101805066A (zh) * 2010-04-20 2010-08-18 上海大学 防止反应器结垢及同时提纯沼气的方法及其装置
CN206767899U (zh) * 2017-05-24 2017-12-19 广东理文造纸有限公司 一种高钙水处理系统
CN207046995U (zh) * 2017-06-21 2018-02-27 浙江景兴纸业股份有限公司 一种造纸废水前端除钙系统
WO2021077966A1 (zh) * 2019-10-25 2021-04-29 江苏大学 一种微孔无机滤膜的制备工艺和制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1535883A1 (en) * 2003-11-27 2005-06-01 Avecom N.V. Method for purifying wastewater with material containing urease enzymes
CN101805066A (zh) * 2010-04-20 2010-08-18 上海大学 防止反应器结垢及同时提纯沼气的方法及其装置
CN206767899U (zh) * 2017-05-24 2017-12-19 广东理文造纸有限公司 一种高钙水处理系统
CN207046995U (zh) * 2017-06-21 2018-02-27 浙江景兴纸业股份有限公司 一种造纸废水前端除钙系统
WO2021077966A1 (zh) * 2019-10-25 2021-04-29 江苏大学 一种微孔无机滤膜的制备工艺和制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈逸帆: "生物矿化促进造纸废水好氧除钙的技术研究" *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117247196A (zh) * 2023-11-07 2023-12-19 湖南省核地质调查所 一种去除水中锑离子的方法和系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100402448C (zh) 制浆造纸废水的净化处理方法
CN213357242U (zh) 一种以木薯为原料生产酒精高浓度有机废水处理装置
CN103508617B (zh) 石化生物污泥减量化的方法及其处理装置
CN105753270B (zh) 一种适用于高氨氮畜禽养殖废水的水质净化系统
CN103102034B (zh) 一种纤维乙醇生产废水的深度处理回用方法
CN111592194B (zh) 一种硫酸新霉素生产废水处理方法
Hamdi et al. Anaerobic digestion of olive mill wastewaters in fully mixed reactors and in fixed film reactors
CN208667436U (zh) 一种发酵类抗生素废水的处理系统
Annachhatre et al. Upflow anaerobic sludge blanket treatment of starch wastewater containing cyanide
CN111252893A (zh) 铁碳和水解颗粒污泥耦合预处理难降解污水技术
CN114685014A (zh) 一种畜禽养殖废水处理循环系统
CN103771655A (zh) 一种纤维素乙醇发酵废液的处理方法
Wang et al. Review of the mechanism and control methods of anaerobic granular sludge calcification
CN114671529A (zh) 一种高钙有机废水厌氧处理前微生物诱导碳酸钙沉淀除钙新方法
CN110589991A (zh) 一种去除高浓度有机废水中钙离子的方法
CN210237408U (zh) 一种树脂生产有毒废水处理设备
KR101002386B1 (ko) 암모늄 질소 농도 조절에 의한 유기성 폐기물의 혐기성 소화 방법
CN114620907B (zh) 一种利用污泥产硫化氢自养深度脱氮的方法
CN112624500B (zh) 一种餐厨垃圾污水处理系统及方法
CN212246699U (zh) 一种硫酸新霉素生产废水处理设备
CN210505835U (zh) 一种利用反硝化处理树脂再生废液的系统
CN203307177U (zh) 烟草薄片生产废水的处理装置
CN209583918U (zh) 煤气发生炉含酚废水处理系统
CN208471813U (zh) 一种利用藻类光合作用的低能耗污水处理装置
CN202671346U (zh) 一种废纸造纸废水处理系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220628

RJ01 Rejection of invention patent application after publication