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

本发明专利技术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。本发明专利技术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。正常进行。正常进行。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术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


技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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：
[0005]CO(NH2)2+H2O
→
H2COOH+2NH3[0006]H2COOH+H2O
→
NH3+H2CO3[0007][0008][0009]Ca
2+
+Cell
→
Cell
‑
Ca
2+
[0010]
技术实现思路

[0011]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，本专利技术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。
[0012]为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：
[0013]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：
[0014](1)在传统的厌氧反应塔前设置菌液培养池和钙沉池；
[0015](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；
[0016](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；
[0017](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。
[0018]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OD
600
≥0.6，pH为8～9。
[0019]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％。
[0020]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。
[0021]本专利技术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。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0023]本专利技术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。本专利技术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
[0024]本专利技术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。
[0025]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。
[0026]图2不同温度下菌液OD
600
值随时间变化曲线。
具体实施方式
[0027]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：
[0028](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；
[0029](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OD
600
＝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。
[0030](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；
[0031](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，回流量为菌液培本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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(...

【专利技术属性】
技术研发人员：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，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：