一种强化处理工业高含酚废水的方法技术

本发明专利技术属于生化环保技术领域，提供了一种利用土著微生物构建功能菌群并用于强化处理工业高含酚废水的方法，主要包括如下步骤：（1）采样；（2）构建功能菌群；（3）投加运行，进而建立一套完整的功能菌群“培养-使用”一体化流程，实现含酚废水的达标排放。本发明专利技术所述方法对各类工业高含酚废水具有广泛适用性，功能菌群的构建从未脱离原系统水质环境，菌群组成动态变化，适应性强，投加后可快速起效且稳定持久，无需长期持续投加，适用于生化系统异常状态的恢复、提高系统处理效率及停工后的快速启动，本发明专利技术工艺合理，成本低廉，易于推广实施，具有良好的环境效益、经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种强化处理工业高含酚废水的方法
本专利技术属于生化环保
，提供了一种利用土著微生物构建功能菌群并用于强化处理工业高含酚废水的方法。
技术介绍
随着石化、焦化、树脂等行业的迅速发展，各类工业含酚废水的产生也相应增多。酚类化合物是一类有毒物质，对几乎所有生物均有毒害作用，因此，工业高含酚废水的处理刻不容缓。目前，含酚废水的处理方法主要有溶剂萃取、化学氧化、化学沉淀和生化处理等。其中生化法经济、高效、处理彻底、无二次污染，成为含酚废水处理的研究重点。传统的生化处理方法主要有厌氧生化法和好氧生化法，以好氧生化法为主。但此类废水中的酚类物质毒性较大，对微生物的生长有强烈的抑制作用，传统生化系统对酚的承受能力有限。加之工业废水具有水质水量波动大的特点，易于对传统生化系统造成强烈冲击，例如，石油炼化行业原油品质的下降即可造成出水酚含量急剧升高，使生化系统出现污泥膨胀、出水不达标等问题，甚至造成生化系统崩溃。生物强化技术，即生物增强技术(Biologicalaugmentation)，是为了提高废水处理系统的处理能力而向该系统中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质的方法。生物强化技术产生于20世纪70年代中期，80年代开始在污水处理领域应用，目前已成为国内外学者的研究热点。据报道，使用生物强化方法降解苯酚、1-萘酚、邻苯二酚，去除率分别达到100％、98％、70％，对含酚废水的处理具有巨大的优势和潜力。目前为止，国内外研究热点在于寻找或构建高效降酚菌种，通过单一菌种或其相互间的复配制备生物菌剂，向生化系统中投加以提高其耐酚、降酚能力。例如中国专利CN101348305B公开了一种木屑固定化粪产碱杆菌处理含苯酚废水的方法，对高浓度苯酚废水处理效果良好。再如目前国外已有较为成熟的生物菌剂产品在我国投入使用，可用于污水降酚，如美国的利蒙、碧沃丰系列。但类似产品及技术多为单一菌种或其相互间的复配，且多为外源菌种，对水质变化适应性差，在系统中难以成为优势菌种，需长期持续投加，加之高效菌种的分离、构建难度大，研发周期长，因此菌剂产品大多价格昂贵，运行成本高，多数企业难以承受，并且外源菌种的投加有可能因与土著菌种生态位重叠而对系统造成不良影响。另外，依靠目前生物技术仅能分离自然界1％左右的菌种，多数菌种无法分离，因此生态环境中土著微生物对污染物降解的巨大潜力尚未充分发掘。从已有的研究成果来看，在含酚废水污水处理厂现场，利用现有资源，通过建立一套简单高效的功能菌群“培养-使用”一体化流程，来强化生化系统对含酚废水处理能力的技术方法和工程实例尚不多见。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，将生物强化技术与传统活性污泥法相结合，充分利用含酚废水污水处理厂现有资源，提供了一种利用土著微生物构建功能菌群并用于强化处理工业高含酚废水的方法，在生产现场建立一套完整的功能菌群“培养-使用”一体化流程，实现含酚废水的达标排放。本专利技术所述方法对各类工业高含酚废水具有广泛适用性，所构建的功能菌群克服了上述单一菌种和外源菌种存在的不足，功能菌群的构建从未脱离原系统水质环境，菌群组成动态变化，适应性强，投加后可快速起效且稳定持久，无需长期持续投加，适用于生化系统异常状态的恢复、提高系统处理效率及停工后的快速启动。另外，菌群的构建在开放环境中进行，培养容器采用废旧试剂桶、闲置的小型曝气池、加药池、中试试验池等污水处理厂常见设施利旧即可，培养周期短，特别适合在各种规模污水处理厂现场实施。功能菌群的投加可全面强化系统处理效果，对挥发酚、COD、氨氮、色度等指标均有良好去除效果。本专利技术工艺合理，成本低廉，易于推广实施，具有良好的环境效益和社会效益。本专利技术的主要内容就是提供了一套完整的功能菌群构建方法和具体应用方法，针对于不同环境下的土著微生物具有极佳的效果，不需对微生物的菌种等条件进行限定，具有广泛的应用价值。本专利技术所涉及的方法，可以广泛应用于工业高含酚废水的强化处理，步骤如下：(1)采样：对工业高含酚废水好氧处理系统进行土著微生物样品采集，静置并弃去上层清液；其中所述工业高含酚废水包括石化、焦化、塑料、树脂等行业污水处理系统好氧段进水，进水原水酚含量200-800mg/L，COD为1000-4000mg/L，氨氮50-300mg/L；其中所述土著微生物样品为工业高含酚废水原好氧池泥水混合物，或二沉池回流污泥，或未经处理的剩余污泥；其中所述未经处理指的是没有经过任何可能影响污泥菌种活性的处理，例如污泥消化、污泥脱水、石灰稳定等工序；(2)构建功能菌群：A.配制培养液：培养液配方为：0.1-1％(w/v)基础无机盐培养基、10-50％(v/v)待处理工业高含酚废水、0.1-2％(w/v)无机载体、余量为自来水；将以上成分在布有曝气设施的培养容器中混合均匀，培养液体积为预计总体积的30-50％，预计总体积按照好氧系统有效容积的0.2-2‰计算得出；其中预计总体积指的是预计构建的功能菌群的总体积；好氧系统有效容积指的是功能菌群构建完毕后，投加运行的原工业高含酚废水好氧处理系统的有效容积；由于菌种培养过程是逐级放大的，所以初始培养液体积占预计总体积的比例不能过高，定在30-50％，而预计总体积按好氧系统有效容积的0.2-2‰是根据菌群投加的用量确定的，太少不够投加，太多会造成浪费；B.接种：在上述培养液中添加混合酚并混合均匀，使培养液酚浓度达到300-500mg/L，调节pH至6-8，将上述步骤(1)中采集的土著微生物样品接入培养容器中，使接种后土著微生物样品浓度以污泥干质量计为2-10g/L；C.一级培养：对上述接种后的培养液进行曝气培养，控制DO：2-4mg/L，温度：15-37℃，每24h检测培养液酚含量；酚去除率达到90％以上后，补充混合酚至500-800mg/L；继续培养至酚去除率达到90％以上后，补充混合酚至800-1000mg/L；此后酚去除率每达到90％以上，补充混合酚至800-1000mg/L，连续培养5-7d；D.二级培养：将上述一级培养液静置，弃去培养液体积10-50％的上层清液，按步骤A所述配方配制新鲜培养液并补充到培养容器中，使培养液体积达到预计总体积，补充混合酚至800-1000mg/L，曝气培养，培养条件及检测方式与一级培养的条件相同，酚去除率每达到90％以上，补充混合酚至800-1000mg/L，连续培养10-14d且培养液降酚速率不低于800mg/(L.d)(即每天降解浓度为800mg/L的酚)，功能菌群构建完成；也可将二级培养中培养液体积增加幅度减小，不必一次性达到预计总体积，而是细化为三级及以上的多级培养，每一级持续时间为5-7d，其他操作与二级培养相同，直至培养液体积递增至预计总体积，且降酚速率不低于800mg/(L.d)，功能菌群构建完成；在上述过程中之所以选择上述的取样点，主要原因在于以上采样点均含有大量原系统土著微生物，种类丰富，菌种浓度高，活性强，且已具备一定的耐酚降酚能力，易于强化培养；功能菌群构建完毕后再投加回原系统，适应能力强，可快速起效并形成优势菌种，无需长期持续投加，且不会因生态位重叠造成不良影响；在构建功能菌群时采用的基础无机盐培养基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强化处理工业高含酚废水的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)采样：对工业高含酚废水好氧处理系统进行土著微生物样品采集，静置并弃去上层清液；其中所述工业高含酚废水包括石化、焦化、塑料、树脂行业污水处理系统好氧段进水，进水原水酚含量200‑800mg/L，COD为1000‑4000mg/L，氨氮50‑300mg/L；其中所述土著微生物为工业高含酚废水原好氧池泥水混合物，或二沉池回流污泥，或未经处理的剩余污泥；(2)构建功能菌群：A.配制培养液：培养液配方为：0.1‑1％w/v基础无机盐培养基、10‑50％v/v待处理工业高含酚废水、0.1‑2％w/v无机载体、余量为自来水；将以上成分在布有曝气设施的培养容器中混合均匀，培养液体积为预计总体积的30‑50％，预计总体积按照好氧系统有效容积的0.2‑2‰计算得出；B.接种：在上述培养液中添加混合酚并混合均匀，使培养液酚浓度达到300‑500mg/L，调节pH至6‑8，将上述步骤(1)中采集的土著微生物样品接入培养容器中，使接种后土著微生物样品浓度以污泥干质量计为2‑10g/L；C.一级培养：对上述接种后的培养液进行曝气培养，控制DO：2‑4mg/L，温度：15‑37℃，每24h检测培养液酚含量；酚去除率达到90％以上后，补充混合酚至500‑800mg/L；继续培养至酚去除率达到90％以上后，补充混合酚至800‑1000mg/L；此后酚去除率每达到90％以上，补充混合酚至800‑1000mg/L，连续培养5‑7d；D.二级培养：将上述一级培养液静置，弃去培养液体积10‑50％的上层清液，按步骤A所述配方配制新鲜培养液并补充到培养容器中，使培养液体积达到预计总体积，补充混合酚至800‑1000mg/L，曝气培养，培养条件及检测方式与一级培养的条件相同，酚去除率每达到90％以上，补充混合酚至800‑1000mg/L，连续培养10‑14d且培养液降酚速率不低于800mg/(L.d)，功能菌群构建完成；(3)投加运行：A.菌群投加：好氧处理系统停止进出水，将上述步骤(2)构建完成的功能菌群按照好氧系统有效容积100‑1000ppm的投加量投加至工业高含酚废水好氧处理系统前端，同时按照好氧系统有效容积10‑100ppm的投加量投加营养盐；B.调试运行：投菌后闷曝24‑72h，按预期进水流量1/4‑1/3连续进水，每8‑12h取样测定出水酚含量，连续72‑96h酚去除率达到99％以上后，按预期进水流量的1/4‑1/3增加进水流量，直至达到预期进水流量且出水酚去除率稳定在99％以上，系统强化处理完成；调试运行期间，每天在好氧池前段按照好氧系统有效容积10‑100ppm的投加量补加功能菌群，按照好氧系统有效容积1‑10ppm的投加量补加营养盐。...

【技术特征摘要】
1.一种强化处理工业高含酚废水的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)采样：对工业高含酚废水好氧处理系统进行土著微生物样品采集，静置并弃去上层清液；其中所述工业高含酚废水是石化、焦化、塑料或树脂行业污水处理系统好氧段进水，进水原水酚含量200-800mg/L，COD为1000-4000mg/L，氨氮50-300mg/L；其中所述土著微生物为工业高含酚废水原好氧池泥水混合物，或二沉池回流污泥，或未经处理的剩余污泥；(2)构建功能菌群：A.配制培养液：培养液配方为：0.1-1％w/v基础无机盐培养基、10-50％v/v待处理工业高含酚废水、0.1-2％w/v无机载体、余量为自来水；将以上成分在布有曝气设施的培养容器中混合均匀，培养液体积为预计总体积的30-50％，预计总体积按照好氧系统有效容积的0.2-2‰计算得出；B.接种：在上述培养液中添加混合酚并混合均匀，使培养液酚浓度达到300-500mg/L，调节pH至6-8，将上述步骤(1)中采集的土著微生物样品接入培养容器中，使接种后土著微生物样品浓度以污泥干质量计为2-10g/L；C.一级培养：对上述接种后的培养液进行曝气培养，控制DO：2-4mg/L，温度：15-37℃，每24h检测培养液酚含量；酚去除率达到90％以上后，补充混合酚至500-800mg/L；继续培养至酚去除率达到90％以上后，补充混合酚至800-1000mg/L；此后酚去除率每达到90％以上，补充混合酚至800-1000mg/L，连续培养5-7d；D.二级培养：将上述一级培养液静置，弃去培养液体积10-50％的上层清液，按步骤A所述配方配制新鲜培养液并补充到培养容器中，使培养液体积达到预计总体积，补充混合酚至800-1000mg/L，曝气培养，培养条件及检测方式与一级培养的条件相同，酚去除率每达到90％以上，补充混合酚至800-1000mg/L，连续培养10-14d...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦森，马韵升，姚刚，刘圣鹏，马杰，孔凡衡，孙学哲，李敬波，王珍，
申请(专利权)人：黄河三角洲京博化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37