利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法
【专利摘要】本发明公开了利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法，废水共经过三段处理系统，分别是由第一兼氧池和第一好氧池组成的第一处理系统，由Anammox池组成的第二处理系统，由第二兼氧池、第二好氧池组成的第三处理系统；并且在第一兼氧池、第一好氧池、Anammox池、第二兼氧池、第二好氧池中，分别加入各自体积1.0%~2.5%的微生物载体以及1.5%~4.0%的环境微生物制剂。经处理后，硝基苯、苯胺废水的总氮可以控制在20mg/L以下，COD可以控制在80mg/L以下，其他指标也可以达到国家一级排放标准。除硝基苯、苯胺废水外，本发明所公开的一种利用微生物处理硝基苯、苯胺废水总氮的方法，也适用于制药废水、发酵废水、食品企业废水等难降解的生产废水，还可以用于市政废水、生活污水的处理。
【专利说明】利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生化【技术领域】，特别是涉及利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法。
【背景技术】
[0002]苯胺是芳香胺类最有代表性的物质，是一种具有芳香气味的无色油状液体，广泛应用于国防、印染、塑料、油漆、农药和医药工业等，同时也是严重污染环境和危害人体健康的有害物质，是一种“致癌、致畸、致突变”的三致物质。由于苯胺对生态生物的毒性，已经被列入“中国环境优先污染物黑名单”中，在工业排水中要求严格控制。
[0003]硝基苯，分子式为C5H6NO2,相对分子量为123，相对密度1.20，熔点在5.7°C，沸点是210.9°C。硝基苯是淡黄色透明油状液体，有苦杏仁味，不溶于水，溶于乙醉、乙醚、苯等多数有机溶剂。用于溶剂，制造苯胺、染料等。环境中的硝基苯主要来自化工厂、染料厂的废水废气，尤其是苯胺染料厂排出的污水中含有大量硝基苯。硝基苯在水中具有极高的稳定性，由于其密度大于水，进入水体后会沉入水底，长时间保持不变。又由于其在水中有一定的溶解度，所以造成的水体污染会持续相当长的时间。
[0004]随着化工工业的发展，苯胺的需求呈明显上升趋势，由此进入环境的量也会越来越多，对环境的毒害也会越来越大。如何减少苯胺对环境的污染，已经逐渐引起了人们的关注。硝基苯类化合物化学性能稳定，苯环较难开环降解，常规的废水处理方法很难使之净化。
[0005]目前国内外对苯胺废水的处理主要有物理、化学、生物等方法。鉴于苯胺、硝基苯本身的性质，常规的物理、化学处理方法存在着处理费用较高、容易引起二次污染、处理不达标等问题，难以得到大规模推广使用。而鉴于苯胺、硝基苯废水针对微生物具有很强的毒性，则常规微生物处理方法难以实现对其废水达标处理，或者在做特殊预处理后生化处理虽能实现达标排放，但会造成处理费用和工程占地面积的剧增。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是处理硝基苯、苯胺废水时所采用常规生物处理难以达标、占地、运行成本方面较高的问题，提供一种利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法。
[0007]为此，本发明所采用的技术方案是:利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法，其特征在于:废水共经过三段处理系统，分别是由第一兼氧池和第一好氧池组成的第一处理系统，由Anammox池组成的第二处理系统，由第二兼氧池、第二好氧池组成的第三处理系统；并且在第一兼氧池、第一好氧池、Anammox池、第二兼氧池、第二好氧池中，分别加入各自体积1.0%~2.5%的微生物载体以及1.5%~4.0%的环境微生物制剂。
[0008]更进一步的技术方案，在第一好氧池后设置一个第一沉淀池，所述第一沉淀池能够进行泥水分离，污泥回流至第一兼氧池且回流比例1:广2 ;在第二好氧池后设置一个第二沉淀池，第二沉淀池完成泥水分离工作，污泥全部回流至第二兼氧池。
[0009]更进一步的技术方案，所述第一兼氧池的参数控制为水温控制25~35°C，pH控制6~9，溶解氧< 0.5mg/L，有效污泥浓度在3~6g/L。
[0010]更进一步的技术方案，所述第一好氧池的参数控制为反应温度25~30°C、溶解氧2~4mg/L。
[0011]更进一步的技术方案，所述Anammox反应池的参数控制为水温25151, pH 6、，溶解氧< 0.5mg/ L，有效污泥浓度在3~6g/L。
[0012]更进一步的技术方案，所述第二氧化池的参数控制为温度25~30 °C、pH值
7.5~8.5，溶解氧2~4mg/ L0
[0013]更进一步的技术方案，所述的环境微生物制剂是在硝基苯、苯胺废水环境条件下培养筛选出的，包括47个属的74中微生物的混合微生物制剂，具体包含微生物如下:
Alcaligenes faecalis 类产减菌 Alcaligenes xylosoxydans 木糖氧化产减菌 Bacillus alvei 分支芽抱杆菌 Bacillus coagulans 凝结芽抱杆菌 Bacillus subtil is 枯草芽抱杆菌 Bacillus Ieutis 迟缓芽抱杆菌 Baci I Ius firmus 坚强芽抱杆菌 Bacillus mycoides 状芽抱杆菌 Nitrobacter winogradskyi 石肖化杆菌 Bacillus alcalophilus 嗜减芽抱杆菌 Baci I Ius cereus 錯样芽抱杆菌 Bacillus Iicheniformis 地衣芽抱杆菌 BaciIIus pumiIus 短小芽抱杆菌 Bacillus spaericus 球形芽抱杆菌 Nitrosomonas europaea 亚石肖化单胞菌 Nitrosococcus nitrosus亚石肖基亚石肖化菌 Rhodopseudomonas palustris 沼泽红假单胞菌 Rhodopseudomonas acidphia 嗜酸红假单胞菌 Pseudomonas nitroreducens 硝化假单胞菌 Thiosphaera pantotropha 球硫细 Achromobacter xerosis 干燥无色菌 Haloferax denitrif icans 反硝化盐富饶菌 Alteromonas denitrif icans反硝化交替单胞菌 Thiobacillus denitrif icans 反石肖化硫杆菌 Exiguobacterium aurantiacum 金禮黄微小杆菌 Eubacterium formi cigenerans 产甲酸真杆菌 Eubacterium nitritogenes 产亚硝酸真杆菌 Eubacterium xy lanophi Ium 嗜聚木糖真杆菌Aeromonans hydrophila 嗜水气单胞菌Aeromonas media 中间气单胞菌Aeromonans sobria 温和气单胞菌Pseudomonas alcali genes 产减假单胞菌属Pseudomonas aureofaciens 致黄色假单胞菌Pseudomonas chlororaphis 绿针假单胞菌Acetobacter aceti 醋酸醋杆菌Acetobacter Iiquefaciens 液化醋杆菌Acetobacter xyIinum 木醋杆菌paenibacillus gluconolyticus解葡聚糖类芽抱杆菌Lactobacillus fermentum 发酵乳杆菌Lactobacillus pi ant arum 植物乳杆菌Lactobaci I Ius al imentar ius 消化乳杆菌Lactobacillus amylophillus 食淀粉乳杆菌Lactobacillus ruminis 瘤胃乳杆菌Lactobacillus bervis 短乳杆菌Gluconobacter albidus 浅井氏葡糖杆菌Gluconobacte oxydans 葡糖氧化杆菌Anaerovibrio glycerini 甘油厌氧弧菌Anaerovibrio Iipolytica 解脂厌氧弧菌Synteophobacter woIinii 沃氏互营养杆菌Synteophobacter pnnigii 芬氏互营养杆菌Pelobacter acetyl enicus 乙块居泥杆菌Pelobacter propionicus 产丙酸居泥杆菌Rarobacter faeci tabi dus 渔腐稀有杆菌Saccharomyces telluris (地生酵母)Erythromonas ursincola 红单胞菌Brevibacillus brevis 短短芽抱杆菌Brevibacterium acetylicum 乙块短杆菌Brevibacterium casei 乳酶短杆菌Haloferax mediterranei 地中海盐富饶菌Methanobacterium bryantii 布氏甲焼杆菌Methanobacterium paluster 沼泽甲焼杆菌Methanobacterium uliginosum 泥沼甲焼杆菌Methylcoccus capsulatus 荚膜甲基球菌Cellulomonas biazotes 双氮纤维单胞菌Cellulomonas fimi 类肥纤维单胞菌Thiobacillus novellas (新型硫杆菌)
Thiobacillus thioparus (产硫硫杆菌)Thiobacillus thiooxidans 氧化硫杆菌 paenibacillus thiaminlyticus解硫胶素类芽抱杆菌 Beggiatoa alba白色贝氏硫菌 Thiodictyon elegans 美网硫菌 Thiocystis violacea 紫囊硫菌 Thiorhodococcus minus 硫红球菌 Chlorobium Iimicola 泥生绿菌。
[0014]第一段处理系统中，兼氧池中的兼氧菌充分利用原水COD通过反硝化作用去除来水中全部硝态氮，好氧池通过调整PH值、溶解氧、水力停留时间、温度、泥龄等参数将氨氮的转化控制在亚硝态阶段，使污泥中亚硝化细菌优势增长，为下一阶段厌氧氨氧化反应提供良好的条件。
[0015]第二段Anammox池为厌氧氨氧化反应器。通过投加了高效环境治理微生物制剂，依托于其高效的厌氧氨氧化作用，将氨氮、亚硝态氮直接转变为氮气，实现氮的高效去除，大大地降低了来水中总氮的浓度，从而减少后段脱氮装备的污泥负担，进而减小生化单元的设计溶剂，降低项目占地面积和建设成本。
[0016]第三段处理系统中，停留时间短，第二兼氧池将Anammox池微生物代谢副产物硝态氮通过反硝化作用代谢为氮气，去除废水剩余总氮，此过程需投加少量有机碳源。第三段作为本处理工艺的保障单元，如果Anammox反应不能实现总氮的完全去除，则可通过该段的反硝化作用实现对残留氮的去除。第二好氧池同时实现了“短程硝化-反硝化”、“同时硝化-反硝化”、“好氧反硝化”、“厌氧氨氧化”等与传统硝化-反硝化反应同时进行的生化脱氮反应，从而达到高效、经济脱总氮和去除有机物的目的。
[0017]经本发明处理后，硝基苯、苯胺废水的总氮可以控制在20mg/L以下，COD可以控制在80mg/L以下，其他指标也可以达到国家一级排放标准。除硝基苯、苯胺废水外，本发明所公开的一种利用微生物处理硝基苯、苯胺废水总氮的方法，也适用于制药废水、发酵废水、食品企业废水等难降解的生产废水，还可以用于市政废水、生活污水的处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实施例工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下实施例是本发明在某废水处理工程中所做的运行试验，该试验为封闭试验，非特定人群不能接触、了解试验过程。
[0020]如附图1所示，以酸碱中和池、调节池构成本实施例的预处理段，以第一兼氧池、第一好氧池、Anammox池、第二兼氧池、第二好氧池构成本实施例的生化处理段。
[0021]某硝基苯、苯胺废水，流量为40 m3/h，其水质如下:pH 9~11，苯胺5(T500mg/L，硝基苯 70~150 mg/L，COD 1000~3000 mg/L，石油类 30~50 mg/L, SS 80~150 mg/L，SO42-2500~7500 mg/L。具体工艺流程如下:硝基苯首先进入酸碱中和池加减中和；出水流至调节池，同时注入苯胺废水，实现水质的匀质匀量，达到保障生化系统稳定运行的条件；调节池出水流入第一兼氧池，水温控制在25~35°C，pH控制6~9，DO (溶解氧)< 0.5mg/L, MLVSS(有效污泥浓度)在3飞g/L ;池中的兼氧菌充分利用原水中的COD通过反硝化作用去除来水中全部硝态氮。
[0022]第一兼氧池出水自流入第一好氧池，控制反应参数温度25~30°C、DO (溶解氧)2~4mg/L、磷的投加量以化验分析数据为准的生化反应条件下，去除水中大量的COD及抑制脱氮菌属生长的挥发酚、氰等有毒有害物质；第一好氧池出水自流入第一沉淀池进行泥水分离，污泥回流到水解酸化池，污泥回流比例1:广2。
[0023]第一沉淀池出水流入Anammox反应池，结合加入的市售的HSBEMBM高效环境治理微生物制剂和高效微生物载体，进行微生物的厌氧氨氧化作用，通过控制系统参数温25~35。。，pH 6~9，DO (溶解氧)< 0.5mg/ L，MLVSS (有效污泥浓度)在3~6g/L等反应条件下，将氨氮、亚硝基氮直接转变为氮气，从而实现氮的高效去除，使得总氮的去除率达到80%~96%，完成整个系统的主要脱氮任务；Anammox反应池出水流入第二段处理系统中。
[0024]第三段处理系统作为本工艺托总氮的保障单元，在Anammox反应池不能实现总氮的完全去除时，则可通过本单元的反硝化作用实现残留氮的去除；其中第二好氧池通过对温度25~30°C、pH值7.5~8.5，DO (溶解氧)2~4mg/L等系统参数的控制下，同时实现了 “短程硝化-反硝化”、“同时硝化-反硝化”、“好氧反硝化”、“厌氧氨氧化”等与传统硝化-反硝化反应同时进行的生化脱氮反应，从而达到高效、经济脱氮和去除有机物的目的。
[0025]经本实施案例处理后的出水水 质C0D& < 80 mg/L,总氮<15 mg/L,硝基苯<2mg/L,苯胺< I mg/L,氰化物<0.5 mg/L,挥发酹< 0.25mg/L。出水水质指标达到或优于GB16171-2012国家新标准。
【权利要求】
1.利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法，其特征在于:废水共经过三段处理系统，分别是由第一兼氧池和第一好氧池组成的第一处理系统，由Anammox池组成的第二处理系统，由第二兼氧池、第二好氧池组成的第三处理系统；并且在第一兼氧池、第一好氧池、Anammox池、第二兼氧池、第二好氧池中，分别加入各自体积1.0%~2.5%的微生物载体以及1.5%~4.0%的环境微生物制剂。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:在第一好氧池后设置一个第一沉淀池，所述第一沉淀池能够进行泥水分离，污泥回流至第一兼氧池且回流比例1:广2 ;在第二好氧池后设置一个第二沉淀池，第二沉淀池完成泥水分离工作，污泥全部回流至第二兼氧池。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述第一兼氧池的参数控制为水温控制25~35°C，pH控制6~9，溶解氧< 0.5mg/L，有效污泥浓度在3~6g/L。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述第一好氧池的参数控制为反应温度25~30°C、溶解氧2~4mg/L。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述Anammox反应池的参数控制为水温25~35°C，pH 6~9，溶解氧<0.5mg/ L，有效污泥浓度在:T6g/L。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述第二氧化池的参数控制为温度25~30°C、pH 值 7.5~8.5，溶解氧 2~4mg/ L0
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于:所述的环境微生物制剂是在硝基苯、苯胺废水环境条件下培养筛选出的，包括47个属的74中微生物的混合微生物制剂，具体包含微生物如下: Alcaligenes faecalis 类产减菌 Alcaligenes xylosoxydans 木糖氧化产减菌 Bacillus alvei 分支芽抱杆菌 Bacillus coagulans 凝结芽抱杆菌 Bacillus subtil is 枯草芽抱杆菌 Bacillus Ieutis 迟缓芽抱杆菌 Baci I Ius firmus 坚强芽抱杆菌 Bacillus mycoides 状芽抱杆菌 Nitrobacter winogradskyi 石肖化杆菌 Bacillus alcalophilus 嗜减芽抱杆菌 Baci I Ius cereus 錯样芽抱杆菌 Bacillus Iicheniformis 地衣芽抱杆菌 BaciIIus pumiIus 短小芽抱杆菌 Bacillus spaericus 球形芽抱杆菌 Nitrosomonas europaea 亚石肖化单胞菌 Nitrosococcus nitrosus亚石肖基亚石肖化菌 Rhodopseudomonas palustris 沼泽红假单胞菌 Rhodopseudomonas acidphia 嗜酸红假单胞菌 Pseudomonas nitroreducens 硝化假单胞菌 Thiosphaera pantotropha 球硫细Achromobacter xerosis 干燥无色菌Haloferax denitrificans 反硝化盐富饶菌Alteromonas denitrif icans反硝化交替单胞菌Thiobacillus denitrif icans 反石肖化硫杆菌Exiguobacterium aurantiacum 金禮黄微小杆菌Eubacterium formi cigenerans 产甲酸真杆菌Eubacterium nitritogenes 产亚硝酸真杆菌Eubacterium xylanophiIum 嗜聚木糖真杆菌Aeromonans hydrophila 嗜水气单胞菌Aeromonas media 中间气单胞菌Aeromonans sobria 温和气单胞菌Pseudomonas alcaligenes 产减假单胞菌属Pseudomonas aureofaciens 致黄色假单胞菌Pseudomonas chlororaphis 绿针假单胞菌Acetobacter aceti 醋酸醋杆菌Acetobacter Iiquefaciens 液化醋杆菌Acetobacter xyIinum 木醋杆菌paenibacillus gluconolyticus解葡聚糖类芽抱杆菌Lactobacillus fermentum 发酵乳杆菌Lactobacillus pi ant arum 植物乳杆菌LactobaciIIus alimentarius 消化乳杆菌Lactobacillus amylophillus 食淀粉乳杆菌Lactobacillus ruminis 瘤胃乳杆菌Lactobacillus bervis 短乳杆菌Gluconobacter albidus 浅井氏葡糖杆菌Gluconobacte oxydans 葡糖氧化杆菌Anaerovibrio glycerini 甘油厌氧弧菌Anaerovibrio Iipolytica 解脂厌氧弧菌Synteophobacter woIinii 沃氏互营养杆菌Synteophobacter pnnigii 芬氏互营养杆菌Pelobacter acetylenicus 乙块居泥杆菌Pelobacter propionicus 产丙酸居泥杆菌Rarobacter faeci tabi dus 渔腐稀有杆菌Saccharomyces telluris (地生酵母)Erythromonas ursincola 红单胞菌Brevibacillus brevis 短短芽抱杆菌Brevibacterium acetylicum 乙块短杆菌Brevibacterium casei 乳酶短杆菌Haloferax mediterranei 地中海盐富饶菌Methanobacterium bryantii 布氏甲焼杆菌Methanobacterium paluster 沼泽甲焼杆菌Methanobacterium uliginosum 泥沼甲焼杆菌Methylcoccus capsulatus 荚膜甲基球菌Cellulomonas biazotes 双氮纤维单胞菌Cellulomonas fimi 类肥纤维单胞菌Thiobacillus novellas (新型硫杆菌)Thiobacillus thioparus (产硫硫杆菌)Thiobacillus thiooxidans 氧化硫杆菌paenibacillus thiaminlyticus解硫胶素类芽抱杆菌Beggiatoa alba白色贝氏硫菌Thiodictyon eIegans 美网硫菌Thiocystis vioIacea 紫囊硫菌Thiorhodococcus minus 硫红球菌Chlorobium Iimicola 泥生绿菌。
【文档编号】C02F9/14GK103466905SQ201310467685
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】凌亮 申请人:浙江汉蓝环境科技有限公司