CN1928064A - 一种高浓度有机废水的生物治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高浓度有机废水的生物治理方法，方法如下：a.分离菌株：从污染的废水中配制一系列不同浓度的培养液，上摇床培养24小时，转入另一培养液中，操作一个月，诱导菌株产生降解酶类；b.筛选高效、特殊降解性菌株：将菌株分离至纯菌，选择耐污染，对污染物去除能力强的菌株分纯；c.菌种培育：选择数株高效菌株，采用诱变育种、原生质体融合、质粒转移手段，刺激菌株，菌株在不同污染浓度的培养液中振荡培养，反复数次；d.扩大培养制成成品菌悬液或粉剂：上发酵罐，培养温度30℃，培养时间12～36小时，pH值6.8～7.4，使菌株生长至对数期，菌株数量达到109个/ml以上，制成悬液状或低温冻干成粉剂；e.投放于废水体系中进行废水治理。
Description
一、技术领域：本发明涉及一种废水的治理方法，尤其是涉及一种采用生物工程技术手段选育、构建超级工程菌，并应用于水的污染治理、控制及再利用等领域。
二、背景技术：20世纪80年代后，整个世界都面临着严峻的资源与环境的挑战，水资源是十分重要又特殊的自然资源，它是人类赖以生存的基本物质，是人类社会可持续发展的限制因素。近几年来，由于人口增长和社会经济发展，需水量的增长速度十分惊人，加上用水浪费和水资源的污染，使水资源变得日益短缺。种种迹象表明，水的问题和水资源短缺，已成为当今人类面临的最严峻挑战之一。在污水生物处理中，水中污染物的去除主要是通过微生物的氧化降解能力来完成的，所以微生物的氧化降解能力直接关系到处理效果的好坏。近年来，由于工业的不断发展，新技术新材科的不断使用，使环境中的污染物变得更加复杂，传统的污水处理方法已不再适用于越来越复杂的环境。另外，由于城市建设的不断发展，土地资源用地逐年紧张，而传统污水处理工艺流程长，占地面积大，处理效率低，操作复杂等问题已日趋突出。寻找出一种切实可行的污水处理新工艺，提高处理效率，解决水资源短缺问题是实现可持续发展的根本出路之一。
三、发明内容：
1、发明目的：本发明提供了一种高浓度有机废水的生物治理方法，其目的是解决传统污水处理工艺流程长，占地面积大，处理效率低，操作复杂，对现在的污水环境处理效果不好等方面存在的问题。
2、技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种高浓度有机废水的生物治理方法，其特征在于：该方法是按如下步骤实现的：
a、分离适应性菌株：
从污染的废水中配制一系列不同浓度的培养液，上摇床培养24小时，转接培养于另一同样浓度的培养液中，反复操作一个月，诱导菌株产生降解某一特殊污染物的酶类；
b、筛选高效、特殊降解性菌株：
按液体稀释法将菌株分离，至纯菌，选择耐污染浓度高，且对污染物去除能力强的菌株分纯；
c、菌种培育：
选择数株高效菌株，采用诱变育种、原生质体融合、质粒转移手段，刺激菌株发生变化，菌株继续在系列不同污染浓度的培养液中振荡培养，反复数次；
d、扩大培养制成成品菌悬液或粉剂：
上发酵罐培养，培养温度30℃，培养时间12～36小时，PH值6.8～7.4，使菌株生长至对数期，菌株数量达到109个/ml以上，制成悬液状或低温冻干成粉剂；
e、投放于实际的废水体系中，进行废水治理。
一系列不同浓度的培养液的体积浓度为三种，分别为10％～30％、30％～60％、60％～90％。
在菌种培育之后，扩大培养制成成品菌悬液或粉剂之前，测定高效菌株对污染物的降解力；测定单一菌株和混合菌株对污染物的降解力，选择降解能力强、生长旺盛、对环镜适应力强的菌株，对污染物降解去除率达到90％以上的，再将菌种在培养液中的浓度进行重新配比。
3、优点及效果：通过本发明技术方案的实施，能够很好地解决传统污水处理工艺流程长，占地面积大，处理效率低，操作复杂，对现在的污水环境处理效果不好等方面存在的问题。为解决水资源短缺问题，针对传统污水处理工艺的弊端，提高处理效率，减少污水在处理装置内的停留时间，提高微生物的活性是最有效的方法之一；本发明充分利用生物增强技术，生物增强技术一般是指向污染体系中添加从自然界筛选出的高效菌株或通过生物工程技术手段获得的工程菌，去除某一种或某一类有毒有害物质，以提高体系的处理能力和效率，它的优点是：
1、提高有毒有害物质的去除效果，通过同污染体系中投加生物工程菌，即增强剂，使原来不宜降解或降解缓慢的污染物迅速得到去除；
2、改善处理体系性能，降低成本，增强污泥沉降性能，加速系统启动，提高污泥复合能力；
3、环境相容性好，减少使用化学试剂，避免二次污染；
4、运转调试中加速启动速度，使装置在短时间内进入正常运转状态；
5、处理系统运转出现异常，生物增强技术能够改善调整体系性能，短时间内恢复正常运转。
四、附图说明：附图1为本发明治理方法工艺流程图；
附图2为本发明20小时COD去除对比图；
附图3为本发明20小时酚去除对比图；
附图4为本发明15小时COD去除对比图；
附图5为本发明15小时酚去除对比图。
五、具体实施方式：
本发明一种高浓度有机废水的生物治理方法，它主要是对优势菌株和受体菌株的筛选和驯化，是根据菌株的特点，将污染物配制为不同浓度，将待选菌接入污染物负荷由低至高的不同浓度的培养液内，上装置驯化，选出适应力强、去除效率高的菌株继续培养、驯化，并根据各种属微生物的特点及菌株之间的协同代谢作用，使各种属微生物在培养液中占有不同比例，继续培养、驯化，其培养驯化条件为：PH值6.8～7.5，温度为20～30℃，停留时间6～12小时，转数60～250转/min，驯化溶液的浓度DO.3～6mg/L。
如附图1所示，本发明治理方法是按如下步骤实现的：
a、分离适应性菌株：
从被污染的废水中配制三个浓度的培养液于三角瓶中，培养液中污染底物浓度分别为50、100、150mg/L，从被污染的水或污泥中采取少量样品于三角瓶中，上摇床培养24小时，转接培养于另一同样浓度的培养液中，反复操作一个月，诱导菌株产生降解某一特殊污染物的酶类；
b、筛选高效，转殊降解性菌株：
采取无菌操作手段，按液体稀释法将菌株分离，至纯菌，选择耐污染浓度高、对污染物去除能力强的菌株分纯；
c、菌种培育：
选择数株高效菌株，一般选择3～6株，采用诱变育种、原生质体融合、质粒转移手段，刺激菌株发生变化，菌株继续在污染浓度分别为50、100、150mg/L的培养液中振荡培养，反复数次；
d、扩大培养制成成品菌悬液或粉剂：
上发酵罐培养，培养温度30℃，培养时间12～36小时，PH值6.8～7.4，使菌株生长至对数期，菌株数量达到109个/ml以上，可制成悬液状，也可低温冻干成粉剂；
e、投放于实际的废水体系中，进行废水治理。
在上述的菌种培育之后，扩大培养制成成品菌悬液或粉剂之前，测定高效菌株对污染物的降解力，进行最佳配比，即调整各菌株在培养液中的比例关系，重新调整菌株在培养液中的浓度；测定单一菌株对污染物的降解力，混合菌株对污染物的降解力，选择降解能力强、生长旺盛、对环境适应力强的菌株，对污染物降解去除率达到90％以上的，再将菌种在培养液中的浓度进行重新配比，根据效果将菌种在培养液中的浓度调高或降低，发挥菌株之间的协同代谢作用。
目前共获得14个系列菌株，它们分属8个菌属，见下表：
| 菌株 | 种属 | 可降解或吸附的底物 | 主要用途 |
| W1 | 待定 | 特异地降解拟除虫菊酯及杂环类农药废水，微弱地降解苯、吡啶、哒螨灵、吡虫啉、咪唑烷。 | 农药厂废水，被农药污染的土壤，地下水体。 |
| W2 | 待定 | 迅速降解苯、吡啶、哒螨灵、吡虫啉、咪唑烷、溴氧菊脂、甲氧菊酯等。 | 农药、化工、轻工业等“三废”处理。 |
| W3 | 待定 | 降解苯、吡啶、哒螨灵、吡虫啉、咪唑烷、溴氧菊酯、甲氧菊酯等。 | 同上 |
| W4 | 待定 | 同上 | 同上 |
| T1 | 氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferro-oxidans) | 氧化H2S，S0，Fe2+，Cu+，UO2 2+，As3+，Ni2+等 | 氧化污染体系中的H2S等，消除恶臭，净化各种矿冶废水 |
| T2 | 氧化硫硫杆菌(Thiobacillusthiooxidans) | 氧化H2S，S0，Fe2+等 | 氧化污染体系中的H2S等，消除恶臭。 |
| T3 | 氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillumferrooxidans) | 氧化H2S，S0，Fe2+，FeS2，CuFeS2等 | 氧化污染体系中的H2S等，消除恶臭，净化各种矿冶废水，氧化分解矿山废弃物，并回收有用金属。 |
| S1 | 嗜酸硫叶菌(Sulfolobus) | 氧化H2S，S0等 | 氧化城市垃圾、农业堆肥等产生的H2S等，消除恶臭。 |
| S2 | 蚀阴沟硫杆菌(T.Concretivorus) | 氧化H2S，S0，SO2等 | 氧化下水道中各种含硫化合物，消除恶臭。 |
| AN8 | 假单胞杆菌属 | 硝基苯 | 化学合成制药 |
| AN6BN2 | 产碱杆菌属短小杆菌 | 苯胺 | 废水 |
| FW1 | 芽胞杆菌属 | 挥发粉、氧化物 | 化工、冶炼、焦化、污水 |
| NA1 | 假单胞杆菌属拟杆菌属 | 系、磷、硫 | 生活污水、城市废水 |
| A-X | 各种藻类(Algae) | 吸附絮凝Co3+，Cd2+，Pb2+，Co2+等 | 吸附絮凝冶炼厂、轴承厂等工业废水中各种金属离子 |
上述菌种可主要应用于处理农药、冶炼、机械加工、食品工业、制药及城市污水等方面，试验表明：使用此项技术可使污水处理效果明显提高，发明人采用了两种实验水停留时间对污水进行处理，实验数据如下：
分两组水力停留时间来检验，即水力停留时间(HRT)20小时和水力停留时间(HRT)15小时；
二、实验情况介绍
1、实验时间：2004年9月22日-11月21日
2、数据采样时间：2004年11月11日-11月21日(每天2组数据)
3、实验地点：某钢铁集团公司焦化厂水处理车间
4、实验目的：提高现有焦化废水处理装置的处理效果，降低出水中CODmn和酚的含量。
5、实验参数：
(1)温度：24℃～33℃
(2)溶解氧(DO)：0.63mg/L～1.67mg/L
(3)PH值：7.0～7.5
(4)活性污泥30分钟沉降比：25％～30％
(5)水力停留时间(HRT)分别设为20小时和15小时进行对比实验
三、实验数据与分析
(一)、水力停留时间(HRT)20小时
设定水力停留时间(HRT)为20小时，在正常的水处理车间二段曝气池的理化条件下，采用本发明增强菌剂和治理方法后，测出的实验结果如下：
1、原始数据
注：(上表数据由工厂化验室提供)
2、COD去除对比分析
如附图2所示，20小时COD去除对比图，其中纵轴坐标单位：ppm(mg/L)横轴单位：实验次数；A为进水指标，B为出水指标。
3、酚去除对比分析
如附图3所示，纵轴坐标单位：ppm(mg/L)横轴单位：实验次数；A为进水指标，B为出水指标。
(二)、水力停留时间(HRT)15小时
设定水力停留时间(HRT)为15小时，在正常的水处理车间二段曝气池的理化条件下，采用本发明增强菌剂和方法后，测出的实验结果如下：
1、原始数据
表二：水力停留时间(HRT)15小时
| 11月18日8:00 | 2600 | 440 | 626.80 | 0.81 |
| 11月18日16:00 | 2240 | 560 | 438.76 | 47.02 |
| 11月19日8:00 | 2720 | 440 | 454.43 | 0.28 |
| 11月19日16:00 | 1960 | 416 | 423.09 | 0.26 |
| 11月20日8:00 | 1600 | 400 | 344.74 | 0.20 |
| 11月20日16:00 | 1600 | 360 | 282.06 | 3.04 |
| 11月21日8:00 | 1840 | 456 | 407.42 | 2.44 |
注：(上表数据由工厂化验室提供)
2、COD去除对比分析
如附图4所示，15小时COD去除对比图，其中，纵轴坐标单位：ppm(mg/L)横轴单位：实验次数；A为进水指标，B为出水指标。
3、酚去除对比分析
如附图5所示，15小时酚去除对比图，其中，纵轴坐标单位：ppm(mg/L)横轴单位：实验次数；A为进水指标，B为出水指标。
由上面分析可以得出结果，COD去除率平均一般可达到80％以上，酚去除率平均可达到99％以上。
四、数据测定和计算方法
1、水力停留时间：通过秒表记时，容积为1升的量筒记容量，当阀门进水口流速为36秒/L时，即100L/小时，水池容积为2000L，水力停留时间(HRT)＝2000/100＝20小时。
同样方法标定133L/小时，水力停留时间(HRT)＝2000/133＝15小时。
2、水中溶解氧应用自动溶解氧测定仪器进行即时测定；
3、水体温度应用普通实验用温度计即时测定；
4、水体PH值应用PH试纸即时检测；
5、活性污泥30分钟沉降比：用100mL小量筒取曝气池中水样100mL静置30分钟后读取污泥体积；
6、CODmn和挥发酚的测定：每天早8:00和16:00取得实验装置出水的水样500mL，由焦化厂分析车间生物脱酚化验室来检测结果，有关测定方法和指标数据计算均由化验室负责进行。
五、菌剂投加用量及规则
水力停留时间为20小时，有效投加的模拟量为每25吨污水投加1公斤菌剂。水力停留时间为15小时，有效投加的模拟量为每20吨污水投加1公斤菌剂。
投加规则：
1、投加的生物增强剂在污染系统中必须形成优势；
2、污染系统的物化条件须有一定限制，如PH值、温度、离子强度等要适宜；
3、生物增强剂必须是有计划地、并且是不止一次地添加。
本发明采用的生物增强剂产品实验数据如下：
1、实验单位：辽宁绿色环境科技有限公司
1、实验时间：2004年8月22日-11月21日
2、数据采样时间：2004年11月11日-11月21日(每天两组数据)
3、实验地点：某钢铁集团公司焦化厂水处理车间
4、实验目的：应用生物增强剂产品提高现有焦化废水处理装置的处理效果，降低出水中CODmn和酚的含量。
5、生物增强剂产品的基本指标：
(1)每毫升菌液中微生物数量不少于10亿个。
(2)在处理装置中稳定生长4个月以上。
(3)液体产品在20℃以下保质期6个月，固体产品保质期1年。
5、实验参数：
(1)温度：24℃-33℃
(2)溶解氧(DO)：0.63mg/L-1.67mg/L
(3)PH值：7.0-7.5
(4)活性污泥30分钟沉降比：25％30％
(5)水力停留时间(HRT)分别设为20小时和15小时进行对比实验
一、设定实验装置的水力停留时间(HRT)为20小时，在完全模拟水处理车间二段曝气池的理化条件下，采用生物增强剂产品的特效菌剂和方法后，测出的实验结果如下：
| 11月11日8:00 | 2520 | 1096 | 600 | 705.17 | 206 | 15.67 |
| 11月11日16:00 | 2400 | 1280 | 626.80 | 560 | 248.14 | 5.22 |
| 11月12日8:00 | 2000 | 1000 | 368 | 470.10 | 250.75 | 2.44 |
| 11月12日16:00 | 2000 | 1240 | 400 | 344.74 | 252.06 | 0.82 |
| 11月13日8:00 | 2000 | 744 | 384 | 391.75 | 83.58 | 1.83 |
| 11月13日16:00 | 2520 | 696 | 400 | 595.46 | 67.91 | 0.28 |
| 11月14日8:00 | 2400 | 888 | 408 | 642.47 | 139.74 | 0.45 |
| 11月14日16:00 | 2400 | 904 | 456 | 611.13 | 195.90 | 0.49 |
| 11月15日8:00 | 2600 | 1240 | 556 | 618.96 | 245.53 | 2.61 |
| 11月15日16:00 | 2280 | 1240 | 470.1 | 620 | 248.14 | 0.53 |
二、设定实验装置的水力停留时间(HRT)为15小时，在完全模拟水处理车间二段曝气池的理化特殊条件下，采用生物增强剂产品的特效菌剂和方法后，测出的实验数据结果如下：
表二：水力停留时间(HRT)15小时
由上面数据分析可以得出结果，COD去除率平均一般可达到80％以上，酚去除率平均可达到99％以上，采用本发明的治理方法，对含酚量较高的废水达到理想的治理效果，对其它污染物也有较好的治理作用。
Claims (3)
1、一种高浓度有机废水的生物治理方法，其特征在于：该方法是按如下步骤实现的：
a、分离适应性菌株：
从污染的废水中配制一系列不同浓度的培养液，上摇床培养24小时，转接培养于另一同样浓度的培养液中，反复操作一个月，诱导菌株产生降解某一特殊污染物的酶类；
b、筛选高效、特殊降解性菌株：
按液体稀释法将菌株分离，至纯菌，选择耐污染浓度高，且对污染物去除能力强的菌株分纯；
c、菌种培育：
选择数株高效菌株，采用诱变育种、原生质体融合、质粒转移手段，刺激菌株发生变化，菌株继续在系列不同污染浓度的培养液中振荡培养，反复数次；
d、扩大培养制成成品菌悬液或粉剂：
上发酵罐培养，培养温度30℃，培养时间12～36小时，PH值6.8～7.4，使菌株生长至对数期，菌株数量达到109个/ml以上，制成悬液状或低温冻干成粉剂；
e、投放于实际的废水体系中，进行废水治理。
2、根据权利要求1所述的一种高浓度有机废水的生物治理方法，其特征在于：一系列不同浓度的培养物质的体积浓度为三种，分别为10％～30％、30％～60％、60％～90％。
3、根据权利要求1所述的一种高浓度有机废水的生物治理方法，其特怔在于：在菌种培育之后，扩大培养制成成品菌悬液或粉剂之前，测定高效菌株对污染物的降解力；测定单一菌株和混合菌株对污染物的降解力，选择降解能力强、生长旺盛、对环镜适应力强的菌株，对污染物降解去除率达到90％以上的，再将菌种在培养液中的浓度进行重新配比。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510047160 CN1928064A (zh) | 2005-09-08 | 2005-09-08 | 一种高浓度有机废水的生物治理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510047160 CN1928064A (zh) | 2005-09-08 | 2005-09-08 | 一种高浓度有机废水的生物治理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1928064A true CN1928064A (zh) | 2007-03-14 |
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ID=37858198
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| CN 200510047160 Pending CN1928064A (zh) | 2005-09-08 | 2005-09-08 | 一种高浓度有机废水的生物治理方法 |
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| CN (1) | CN1928064A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101676225B (zh) * | 2008-09-16 | 2012-10-17 | 佛山市碧沃丰生物科技有限公司 | 一种新型微生物菌剂及其制备方法 |
| CN103897997A (zh) * | 2012-12-25 | 2014-07-02 | 中国中化股份有限公司 | 一种生物增效菌剂及其应用 |
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2005
- 2005-09-08 CN CN 200510047160 patent/CN1928064A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101676225B (zh) * | 2008-09-16 | 2012-10-17 | 佛山市碧沃丰生物科技有限公司 | 一种新型微生物菌剂及其制备方法 |
| CN103897997A (zh) * | 2012-12-25 | 2014-07-02 | 中国中化股份有限公司 | 一种生物增效菌剂及其应用 |
| CN103897997B (zh) * | 2012-12-25 | 2015-12-23 | 中国中化股份有限公司 | 一种生物增效菌剂及其应用 |
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