專(zhuān)利名稱(chēng)：厭氧微生物在降解含酚廢水中的應(yīng)用及利用其降解含酚廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種厭氧微生物在降解含酚廢水中的應(yīng)用及利用該厭氧顆粒污泥微生物處理含酚廢水的方法，具體涉及采用一種經(jīng)過(guò)馴化的厭氧顆粒污泥微生物(絮狀束毛球菌Trichococcus fIocculiformis)在降解含酹廢水中的應(yīng)用及其在厭氧反應(yīng)器內(nèi)提高含酚類(lèi)化工廢水處理能力的水處理方法。
背景技術(shù)：
隨著近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，エ業(yè)類(lèi)型及規(guī)模的顯著增加，企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放出大量多酚類(lèi)混合廢水。含酚類(lèi)化工廢水中一般含有苯酚、雙酚類(lèi)物質(zhì)、丙酮等，具有較高的潛在毒性，若直接排放對(duì)環(huán)境、自然水體造成嚴(yán)重的污染。這些高濃度、難生化降解的有機(jī)污染物進(jìn)入水體后，能長(zhǎng)時(shí)間殘留在水體中，具有較強(qiáng)的毒性和致癌、致突變作用，并通過(guò)食物鏈積累、富集，最終進(jìn)入動(dòng)物或人體內(nèi)產(chǎn)生毒性。高濃度、難生化降解的有毒有害エ業(yè)廢水處理運(yùn)行費(fèi)用頗高，而且處理效果多不盡理想，因此開(kāi)發(fā)具有針對(duì)性的、可靠的新型處理技術(shù)迫在眉睫。含酚類(lèi)化工廢水的特點(diǎn)是其成分多為化工原料，可降解性極低，一般在0. 3以下，酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)大多數(shù)廢水微生物具有抑制毒害作用，高濃度時(shí)可以使微生物內(nèi)各種蛋白質(zhì)凝固變性，而且其可生物降解性特別低。因此傳統(tǒng)處理酚類(lèi)廢水只能采用投資費(fèi)用大、運(yùn)行成本高的物理或化學(xué)方法。近幾年，提高該類(lèi)廢水的可降解性、篩選可降解酚類(lèi)的微生物，成為了研究的熱點(diǎn)，也成為處理此種廢水的新突破。文獻(xiàn)調(diào)查結(jié)果顯示，很多提高此種廢水可降解性的研究工作都把目光集中在化學(xué)催化、電解、強(qiáng)氧化等上面，而利用厭氧環(huán)境中的顆粒污泥微生物來(lái)提高可降解性的研究，尚未見(jiàn)到成熟的技術(shù)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種厭氧微生物在降解含酚廢水中的應(yīng)用及利用其降解含酚廢水的方法，在處理含酚類(lèi)化工廢水エ藝前端加入?yún)捬跎锾幚硌b置，利用馴化后的厭氧顆粒污泥微生物(以絮狀束毛球菌為優(yōu)勢(shì)種)在厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器內(nèi)起到降低含酚類(lèi)化工廢水的毒性，去除和分解酚類(lèi)物質(zhì)，提高可生化性，使后續(xù)的好氧生化反應(yīng)或其他生物處理裝置高效運(yùn)行，從而達(dá)到含酚類(lèi)化工廢水的處理出水指標(biāo)。本發(fā)明將厭氧微生物應(yīng)用于降解含酚廢水エ藝中，其中以絮狀束毛球菌(Trichococcus f Iocculiformis)為優(yōu)勢(shì)菌種，其特性為細(xì)胞球形到卵圓形，I. 0
I.5 ii mX I. 0 2. 5 ii m ;50 200個(gè)細(xì)胞的長(zhǎng)鏈；ー種絲狀菌；在液體培養(yǎng)基中常顯示出有許多的節(jié)結(jié)；革蘭氏陽(yáng)性，不運(yùn)動(dòng)，不生芽抱；在液體培養(yǎng)基中形成絮狀；在固體培養(yǎng)上有彎曲的鏈；兼性厭氧；化能異養(yǎng)，發(fā)酵型，生長(zhǎng)緩慢；從各種碳水化合物類(lèi)產(chǎn)酸，接觸酶陽(yáng)性，氧化酶陰性，吲哚陰性，不還原硝酸鹽，MR陽(yáng)性，最適溫度25 30°C。利用上述厭氧微生物絮狀束毛球菌降解含酚廢水的方法包括如下步驟
一、顆粒污泥種泥的選取接種污泥采用35±2°C條件下含有絮狀束毛球菌的升流式厭氧反應(yīng)器中的顆粒污泥；ニ、優(yōu)勢(shì)菌種的馴化和培養(yǎng)I、在升流式厭氧反應(yīng)器內(nèi)接種上述含有絮狀束毛球菌的顆粒污泥；2、升流式厭氧反應(yīng)器進(jìn)水之前預(yù)先控制水溫為35±0. 2°C，調(diào)節(jié)pH值為6. 8
7.5 ；3、最初進(jìn)水以運(yùn)行該污泥的反應(yīng)器水質(zhì)為主，馴化期進(jìn)水濃度為1500 3000mg/し按5%的體積比例逐步增加含酚廢水量，直至完全進(jìn)入含酚廢水；三、厭氧裝置的運(yùn)行然后按照常規(guī)升流式厭氧反應(yīng)器處理高濃度有機(jī)廢水的運(yùn)行方式進(jìn)行操作。本發(fā)明中所涉及的升流式厭氧反應(yīng)器作為整個(gè)含酚化工廢水處理工藝的前端エ藝使用，在其后端可以接氧化池一CASST池一過(guò)濾一出水或接氧化池一曝氣池一沉淀池一過(guò)濾一出水。本方法利用厭氧反應(yīng)器內(nèi)的顆粒污泥，其微生物優(yōu)勢(shì)菌種為經(jīng)馴化優(yōu)選后的絮狀束毛球菌(Trichococcus flocculiformis),處理含酹類(lèi)化工廢水，從而提高含酹類(lèi)化工廢水的可降解性和處理效能，為厭氧污泥顆粒的微生物處理含酚類(lèi)廢水提供一定的理論依據(jù)。本發(fā)明可為反應(yīng)器在處理含酚類(lèi)化工廢水的處理工藝中推廣使用提供支持。通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)馴化好的以絮狀束毛球菌為優(yōu)勢(shì)種的厭氧顆粒污泥微生物，不僅使升流式厭氧反應(yīng)器能夠去除含酚類(lèi)廢水中的可降解性有機(jī)物，而且能夠?qū)⒍竞ξ⑸镂镔|(zhì)的毒性降低，増加了可生化性，為后續(xù)エ藝中的微生物生化降解提供了良好的生態(tài)條件。實(shí)施方法具有較高的可操作性，有利于水處理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，具有較高的實(shí)用性。優(yōu)點(diǎn)如下(I)在顆粒污泥對(duì)該含酚廢水的靜態(tài)適應(yīng)性試驗(yàn)中，其微生物(絮狀束毛球菌)對(duì)該含酚廢水有較好的適應(yīng)性，6h的接觸時(shí)間可以使原水的COD值降低約58%。說(shuō)明顆粒污泥中的這種厭氧微生物有較好的適應(yīng)性，利用其中的微生物對(duì)含酚廢水處理是可行的。(2)經(jīng)過(guò)接種エ業(yè)葡萄糖配水培養(yǎng)的顆粒污泥，經(jīng)過(guò)馴化及連續(xù)運(yùn)行60天后，在水力停留時(shí)間為9h時(shí)，其降解效率仍可維持在在50%以上，進(jìn)ー步證明了顆粒污泥微生物(絮狀束毛球菌)不但在短時(shí)間內(nèi)可以適應(yīng)含酚廢水，而且可以經(jīng)過(guò)馴化獲得能夠降解此類(lèi)含酚廢水，且處理后的出水的可生化性(B0D/C0D)由0. I提高到0. 3左右。(3)顆粒污泥在含酚廢水的作用下，顆粒污泥表面雖被侵蝕嚴(yán)重，內(nèi)部的桿菌明顯減少且不圓潤(rùn)，內(nèi)部充盈度差，有些桿菌表面甚至長(zhǎng)出纖毛狀附生物，使絲狀菌和類(lèi)絲狀菌相對(duì)增多，說(shuō)明絲狀菌適應(yīng)含酚廢水能力要強(qiáng)于桿狀菌。(4)含酚類(lèi)廢水的成分使不適應(yīng)微生物大量死亡，各個(gè)菌簇位置胞外聚合物被解體，顆粒污泥內(nèi)部顯得稀松、空洞。微生物的自身酶誘導(dǎo)機(jī)制和多種微生物的共代謝作用使厭氧顆粒污泥微生物具有了代謝酚類(lèi)的能力。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式按照如下步驟利用厭氧微生物降解含酚廢水 一、顆粒污泥種泥的選取和性征
接種污泥采用35±2°C條件下處理酒精廢水、奶業(yè)廢水及大豆廢水等的含有絮狀束毛球菌種的升流式厭氧反應(yīng)器中的顆粒污泥，要求該反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定，顆粒污泥平均機(jī)械強(qiáng)度的完整性系數(shù)達(dá)30 40%以上，平均沉降速率大于35mm/s，粒徑選用I. 0 2. 5mm之間為佳。
ニ、優(yōu)勢(shì)菌種的馴化和培養(yǎng)在厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器內(nèi)接種具有上述性征的顆粒污泥，要求接種污泥濃度不低于45g/L，其靜置后的體積占到反應(yīng)器容積的1/3以上；在反應(yīng)器進(jìn)水之前應(yīng)預(yù)先控制水溫為35 ±0. 2 °C，調(diào)節(jié)pH值為6. 8 7. 5。為防止厭氧顆粒污泥微生物不適應(yīng)含酚類(lèi)廢水的毒害，最初進(jìn)水應(yīng)以運(yùn)行該污泥的反應(yīng)器水質(zhì)為主，馴化期進(jìn)水濃度以1500 3000mg/L為宜，按5%的體積比例逐步增加含酚廢水量。増加含酚廢水的條件是，根據(jù)出水COD和產(chǎn)氣情況，每階段穩(wěn)定后再考慮增加含酚廢水的量，要求COD處理率至少穩(wěn)定在50%以上，產(chǎn)氣量増加或至少要求不減少，按此操作直至完全進(jìn)入含酚廢水。馴化初期反應(yīng)器的進(jìn)水流量不宜過(guò)大，保證COD容積負(fù)荷在3. 5 5. Okg/ (m3 -d)左右，或水力停留時(shí)間為9h以上，上升流速約為I. 5 2. 5m/h ;后期隨著污泥狀態(tài)的好轉(zhuǎn)，即COD去除率穩(wěn)定在50%以上，產(chǎn)氣量增加的狀態(tài)下，才能逐步提高，但容積負(fù)荷也不應(yīng)該超過(guò) 7. 5kg/ (m3 d)。三、厭氧裝置的運(yùn)行本實(shí)施方式的厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器作為整個(gè)含酚化工廢水處理工藝的前端エ藝使用，起到降低含酚類(lèi)化工廢水的毒性、去除和分解酚類(lèi)物質(zhì)、提高可生化性的作用。在馴化后的運(yùn)行過(guò)程的操作方法與常規(guī)的升流式厭氧反應(yīng)器相同，即原水由下端經(jīng)均勻配水后進(jìn)入到污泥床(或膨脹床)層，在厭氧顆粒污泥微生物的吸附降解作用下，去除相當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物，上升到反應(yīng)器頂端的水在經(jīng)過(guò)三相分離時(shí)，進(jìn)行泥、水、氣的分離，而使被處理過(guò)出水中有機(jī)物和固體物質(zhì)大大減少，從而有利于后續(xù)生物處理工藝的順利進(jìn)行，直至實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。但在操作過(guò)程中需注意對(duì)進(jìn)水水溫的和PH值控制(水溫35±0.2°C、pH值約為7. 0左右)；C0D的容積負(fù)荷可以比馴化后期的7. 5kg/(m3 d)大，但在提升負(fù)荷時(shí)不應(yīng)造成大大的沖擊，日沖擊負(fù)荷不應(yīng)超過(guò)2kgパm3 (!);水力停留時(shí)間不宜過(guò)小，最好能保持在6h以上；按照上升流速來(lái)控制回流量，上升流速以在出水ロ見(jiàn)不到成型顆粒污泥流出為參照。
具體實(shí)施方式
ニ本實(shí)施方式以廣東某化工廠為例，按照如下步驟利用厭氧微生物絮狀束毛球菌降解含酚廢水一、顆粒污泥種泥的選取和性征接種污泥采用35°C條件下處理大豆廢水的含有絮狀束毛球菌種的升流式厭氧反應(yīng)器中的顆粒污泥，顆粒污泥平均機(jī)械強(qiáng)度的完整性系數(shù)為30%左右，平均沉降速率為35mm/s以上，粒徑為I. Ctam左右。ニ、優(yōu)勢(shì)菌種絮狀束毛球菌的馴化和培養(yǎng)在厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器內(nèi)接種具有上述性征的顆粒污泥，接種污泥濃度為52g/L ;反應(yīng)器進(jìn)水之前控制水溫為35°C，pH值為7. O。最初進(jìn)水應(yīng)以運(yùn)行該污泥的反應(yīng)器水質(zhì)為主，馴化期進(jìn)水濃度為3000mg/L，階段的COD處理率穩(wěn)定在50%以上，按5%的體積比例逐步增加含酚廢水量直至完全進(jìn)入含酚廢水。馴化初期反應(yīng)器的COD容積負(fù)荷為3. 5kg/(m3 -d)左右，水力停留時(shí)間為9h，上升流速為I. 5m/h ;后期隨著污泥狀態(tài)的好轉(zhuǎn),容積負(fù)荷6. 5kg/ (m3 d)。三、厭氧裝置的運(yùn)行經(jīng)過(guò)7 8周的馴化調(diào)試,升流式厭氧反應(yīng)在容積負(fù)荷3. 0 5. Okg/ (m3 d)的條件下，在含有優(yōu) 勢(shì)絮狀束毛球菌厭氧顆粒污泥微生物的協(xié)同作用下，進(jìn)水酚類(lèi)濃度由100 120mg/L 降至Ij 20 30mg/L。
權(quán)利要求
1.厭氧微生物，其特征在于所述厭氧微生物用于降解含酚廢水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的厭氧微生物在降解含酚廢水中的應(yīng)用，其特征在于所述厭氧微生物以絮狀束毛球菌為優(yōu)勢(shì)菌。
3.利用厭氧微生物降解含酚廢水的方法，其特征在于所述方法如下 一、顆粒污泥種泥的選取 接種污泥采用35±2°C條件下含有絮狀束毛球菌的升流式厭氧反應(yīng)器中的顆粒污泥； ニ、優(yōu)勢(shì)菌種的馴化和培養(yǎng) 1.在升流式厭氧反應(yīng)器內(nèi)接種上述含有絮狀束毛球菌的顆粒污泥； 2.升流式厭氧反應(yīng)器進(jìn)水之前預(yù)先控制水溫為35±0. 2°C，調(diào)節(jié)pH值為6. 8 7. 5 ; 3.最初進(jìn)水以運(yùn)行該污泥的反應(yīng)器水質(zhì)為主，馴化期進(jìn)水濃度為1500 3000mg/L，按5%的體積比例逐步增加含酚廢水量，直至完全進(jìn)入含酚廢水； 三、厭氧裝置的運(yùn)行 然后按照常規(guī)升流式厭氧反應(yīng)器處理高濃度有機(jī)廢水的運(yùn)行方式進(jìn)行操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用厭氧微生物降解含酚廢水的方法，其特征在于所述顆粒污泥的平均機(jī)械強(qiáng)度的完整性系數(shù)達(dá)30 40%以上，平均沉降速率大于35mm/s，粒徑為L(zhǎng) 0 2. 5mmo
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用厭氧微生物降解含酚廢水的方法，其特征在于所述接種顆粒污泥的濃度不低于45g/L，其靜置后的體積占反應(yīng)器容積的1/3以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用厭氧微生物降解含酚廢水的方法，其特征在于所述増加含酚廢水的條件是=COD處理率至少穩(wěn)定在50%以上，產(chǎn)氣量増加或至少要求不減少。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用厭氧微生物降解含酚廢水的方法，其特征在于所述步驟ニ中，馴化初期反應(yīng)器的進(jìn)水流量不宣過(guò)大，控制COD容積負(fù)荷在3. 5 5. Okg/(m3 (!)，或水力停留時(shí)間為9h以上，上升流速為I. 5 2. 5m/h。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用厭氧微生物降解含酚廢水的方法，其特征在于所述步驟ニ中，馴化后期隨著污泥狀態(tài)的好轉(zhuǎn)，容積負(fù)荷不超過(guò)7. 5kg/(m3 d)。
全文摘要
厭氧微生物在降解含酚廢水中的應(yīng)用及利用其降解含酚廢水的方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將厭氧微生物用于降解含酚廢水，處理方法為在升流式厭氧反應(yīng)器內(nèi)接種含有絮狀束毛球菌的顆粒污泥；進(jìn)水之前控制水溫為35±0.2℃，調(diào)節(jié)pH值為6.8～7.5；最初進(jìn)水以運(yùn)行該污泥的反應(yīng)器水質(zhì)為主，按5％的體積比例逐步增加含酚廢水量，直至完全進(jìn)入含酚廢水；然后按照常規(guī)升流式厭氧反應(yīng)器處理高濃度有機(jī)廢水的運(yùn)行方式進(jìn)行操作。本發(fā)明利用馴化后的厭氧顆粒污泥微生物在反應(yīng)器內(nèi)起到降低含酚類(lèi)化工廢水的毒性，去除和分解酚類(lèi)物質(zhì)，提高可生化性，使后續(xù)的好氧生化反應(yīng)或其他生物處理裝置高效運(yùn)行，從而達(dá)到含酚類(lèi)化工廢水的處理出水指標(biāo)。
文檔編號(hào)C02F101/34GK102642933SQ20121015024
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者劉冬梅, 劉立群, 單琦, 尹德鑫, 張建明, 張棟俊, 王建文, 王德震, 王怡戈, 賈學(xué)斌, 邢德峰, 鄒亞超, 鄒燚, 馬殿東 申請(qǐng)人:黑龍江大學(xué)