CN1179893C - 固定化微生物处理污水工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固定化微生物处理污水工艺，本发明通过一定的固定化技术手段，将微生物固定在载体上，载体是改性的泡沫塑料，使微生物的负载量达到18-56g/L，从而提高了微生物对污水的处理速度和处理效果。采用本发明工艺优点是处理各种污水投资少，占地小，处理效果好，运行成本低，具有显著的经济效益和社会效益。本发明的主要工艺参数为：最大BOD₅容积负荷为28kgBOD₅/m³.d，最大NH⁺ ₄-N容积负荷为3.6kg NH⁺ ₄-N/m³.d。本发明工艺既适用于城市及生活污水、各种工业污水的处理，也适用于江河湖泊环境污水的治理，尤其是对传统方法无法处理的高难度有机污水和高氨氮污水有独特的处理效果。

Description

固定化微生物处理污水工艺

技术领域

本发明涉及污水处理的工艺，具体地说是涉及固定化微生物处理污水的工艺。

技术背景

污水生物处理技术已成为当前污水处理领域的主导技术，它作为一种经济合理、有效的水污染控制工程手段，在改善水体环境质量、防止水体污染方面发挥着重要的作用。目前，微生物的固定化方法主要有表面吸附固定法、交联固定法、包埋固定法等几种。表面吸附固定法是指微生物吸附在载体表面而固定的方法，目前污水处理中的生物膜法是其代表性的例子。该方法操作简单，对微生物活性影响较小，但其固定的微生物量有限，达不到理想的处理效果。交联固定法是利用两个或两个以上的功能团试剂，直接与微生物肽链某些氨基酸残基进行交联反应、从而与微生物形成共价键使微生物固定化的方法。该方法化学反应激烈，对微生物活性影响较大，所用交联剂大多价格昂贵，因此，限制了此法的应用。包埋固定法是用高分子水凝胶材料形成网络、微囊等使微生物固定化或利用水溶单体聚合形成凝胶时将微生物包埋在其内。该方法操作简单，对微生物活性影响较小，但其固定化微生物因网络结构的阻碍而不利于传质，且水凝胶耐冲击性不佳、寿命短则是包埋法遇到的难题。迄至今日，仍未找到较理想的微生物固定化方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种处理速度快，效果好的用固定化微生物处理污水的方法。

本发明目的可以通过如下措施来达到：

一种固定化微生物处理污水工艺，包括如下步骤：

第一步：微生物固定化载体，把改性的泡沫塑料，经20％NaOH溶液浸泡，水洗，加入10％HCl中和，加环氧氯丙烷，水洗，加入HCl中和，水洗至中性，所得载体最佳孔径为0.5mm-0.9mm，吸水量为2500％-3000％，孔隙度98％，比表面积约为100m²/g-120m²/g，固定化微生物的负载量可达18-56g/L。

第二步：微生物固定化，在反应器中，加上述固定化载体，再加活性污泥作为接种菌群，通入pH值为7-8的工业废水浸过反应器中载体，于闷曝条件下进行驯化和固定化反应，待驯化养生至微生物负载量达10-25g/L以上时，微生物固定化即已完成。

第三步：固定化微生物污水处理，将上述第二步反应器中的驯化液排去，加入pH值为7-9的工业废水，进行曝气生化处理，定时从反应器中取水样，测定处理效果。

本发明的微生物固定化载体含有羟基、环氧基和酰基等反应性基团，这些基团可以直接与微生物活性分子偶联，或经过较温和的化学方法活化后与微生物活性分子偶联，通过载体结合法固定微生物。

本发明的微生物固定化载体，还具有适合微生物繁殖、生长和保持活性的结构特征，抗生物降解，耐磨损，性能稳定。

本发明的微生物固定化载体，固定微生物能力强，生物负载量大，固定化微生物的负载量可达18-56g/L(平均为32g/L)，所固定的微生物可同时呈现好氧、兼氧及厌氧菌共存的状态，故采用该技术可同时去除污水中的COD和氨氮类污染物。

本发明的主要工艺参数为：最大BOD₅容积负荷为28kg BOD₅/m³.d，最大NH⁺ ₄-N容积负荷为3.6kg NH⁺ ₄-N/m³.d。

本发明与国内外目前应用的污水处理技术相比具有如下优点：

1、处理速度快，处理效果好。

本发明采用先进的生物活性分子固定化技术，将微生物和生物酶固定在适宜的载体上，显著提高了生物负载量，使微生物的负载量可达18-56g/L(平均为32g/L)，是传统生物处理工艺的10-20倍。所以，生化降解速度快，处理效率高，处理水质好。应用该技术处理城市生活污水、各种工业污水，尤其是高难度污水，均可根据需要达到国家一级排放标准或中水回用标准。

2、微生物活性高，繁殖快，适应性广，降解能力强，处理效率高。

本发明的固定化微生物适应性强，繁殖快，生物活性高，用量少，可适用于各种不同水质的污水，降解速度快，降解能力强，与传统生物处理方法相比，该固定化微生物对污水中有机物的降解速度比传统方法提高100倍。

3、占地小，投资少，运行成本低。

采用本发明后曝气池的体积是普通曝气池的20％-50％。曝气池污泥量是传统生物处理工艺的3-5％，可以取消或减少污泥消化系统。并因固定化微生物的过滤作用，可省去第二次沉淀池。因此，采用本发明进行污水处理，占地面积小，可大大节省基建费用。同时，由于微生物被固定在载体上，防止了微生物的流失，减少了微生物用量，提高了生物处理效率，建成后的运行成本也大大降低。与传统污水处理技术相比，可节省基建投资30％，降低运行成本30％-50％。

4、对各种高难度有机污水和高氨氮污水有独特的处理效果。

采用本发明能处理各种高难度工业污水，特别是对目前传统生物方法认为不可降解的污染物有独特的处理效果，且不需要反冲洗。对氨氮含量在1000mg/L以下的污水，氨氮的去除效率达99.0％以上。

5、对老旧污水处理厂进行扩容和技术改造，效果更佳。

应用本发明对现有污水处理厂进行扩容和技术改造，不用动基建设施，即可扩大污水的处理能力，提高处理水质，降低运行成本。

6、本发明还能去除污水中的无机离子和重金属离子，运行过程中不产生不良气体，能驱除池蝇，美化处理环境。

7、应用本发明进行污水处理，运行管理方便，设备可停可转，不影响处理效果，整个设备停止运行半年无须专人管理，恢复曝气一周后，处理效果即可恢复正常。

具体实施方法

下面列举实施例，对本发明加以进一步详述：

实施例1：

1、微生物固定化载体，泡沫塑料若干，以20％NaOH溶液浸泡24小时，水洗并加入10％HCl中和24小时，在20％NaOH溶液条件下加入反应体积10％环氧氯丙烷，在50℃下反应3小时，40℃下反应1小时，水洗并加入10％HCl中和，水洗至中性，即得微生物固定化载体。

2、微生物固定化，在500L反应器中放入30-40％载体，加入活性污泥作为接种菌群，通入pH值为7-8的工业废水浸过反应器中载体，于闷曝条件下进行驯化和固定化反应。驯化养生期间，每天取载体用克氏定氮法测其含氮量，并计算相应微生物负载量。并设另一500L反应器中加入40％的新鲜活性污泥作为对照，玻璃柱底部通入空气，待驯化养生至微生物负载量达10-25g/L以上时，微生物固定化过程即已完成。

3、固定化微生物污水处理，将驯化养生至微生物负载量达10-25g/L以上的固定化微生物，排去驯化液，加入pH值为7-9的工业废水，进行曝气生化处理，定时从反应其中取水样。按纳氏试剂光度法测定氨氮含量，按重铬酸钾法测定COD。

本发明根据实例列举几个应用例以进一步说明本发明：

应用例1：采用本发明处理煤气厂焦化污水，进水口COD平均值3450mg/L，出水口COD平均值57.7mg/L，去除率98.3％；进水口氨氮平均值451mg/L，出水口氨氮平均值0.285mg/L，去除率99.9％。

应用例2：采用本发明处理炼油厂催化剂污水和含硫污水，进水口COD平均值3220.5mg/L，出水口COD平均值112.6mg/L，去除率96.5％；进水口氨氮平均值642mg/L，出水口氨氮平均值0.227mg/L，去除率99.96％；进水口硫化物平均值170mg/L，出水口硫化物平均值0.018mg/L，去除率99.99％。

应用例3：采用本发明处理有机化工厂橡胶助剂生产污水，进水口COD平均值1680mg/L，出水口COD平均值89.4mg/L，去除率94.7％；进水口氨氮平均值86.3mg/L，出水口氨氮平均值0.43mg/L，去除率99.5％。

本发明工艺既适用于城市及生活污水、各种工业污水的处理，也适用于江河湖泊环境污水的治理，尤其是对传统方法无法处理的高难度有机污水和高氨氮污水有独特的处理效果。

Claims (1)

1、一种固定化微生物处理污水工艺，其特征在于通过如下步骤：

第一步：微生物固定化载体，将改性的泡沫塑料，经20％NaOH溶液浸泡，水洗，加入10％HCl中和，加环氧氯丙烷，水洗并加入HCl中和，水洗至中性，所得载体最佳孔径为0.5mm-0.9mm，吸水量为2500％-3000％，孔隙度98％，比表面积约为100m²/g-120m²/g，固定化微生物的负载量可达18-56g/L；

第二步：微生物固定化，在反应器中，加上述固定化载体，再加活性污泥作为接种菌群，通入pH值为7-8的工业废水浸过反应器中载体，于闷曝条件下进行驯化和固定化反应，待驯化养生至微生物负载量达10-25g/L以上时，微生物固定化即已完成；

第三步：固定化微生物污水处理，将上述第二步反应器中的驯化液排去，加入pH值为7-9的工业废水，进行曝气生化处理，定时从反应器中取水样，测定处理效果。