通过解除微生物高盐毒性强化生化处理高盐有机废水的方法与流程

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种通过解除微生物高盐毒性强化生化处理高盐有机废水(总含盐质量分数至少1％的废水)的方法。

背景技术：

高盐废水是指总含盐质量分数至少1％的废水，这类废水来源丰富，常含有较多有机物质和营养物质。针对这类废水目前主要采用物化处理法和生化处理法去除。物化处理法主要是预处理后进行浓缩结晶，浓缩结晶主要包括蒸发结晶(cn104261612b一种含高盐难降解有机废水新型处理装置，cn104326615b一种节能高盐废水处理系统及其处理方法)和冷凝结晶(cn104803525b一种用于处理高盐废水的方法和装置，cn105036228b一种用于处理高盐废水的低温冷冻升华设备)，但物化处理法的缺点显而易见，效果虽好但成本高，且操作过程要求较为严苛。

生化处理法相对来说成本低，但是针对高盐有机废水的高盐性，往往需要对微生物进行筛选或驯化，才能得到较为满意的高盐废水处理效果。一般而言，高盐废水中涉及的污染物主要包括有机物(甚至含有难降解有机物)和营养物质。现有技术中生化处理高盐废水的手段包括筛选出特异性的高效适盐菌株或培育出经长时间驯化的适盐微生物菌群。第一种手段通过筛选获得特异性的高效适盐菌株的申请，如公告号为cn105802885b的专利中就介绍一种通过筛选出一株柠檬色赤杆菌x3-1411，该菌株具有广耐盐性，可以在盐度为0-12％(最佳1％-5％)的培养条件下生长，活菌体能够最大限度的去除污水中的磷，对于高盐废水中磷的去除率可达75％以上。迄今为止，现有技术中出现的兼具高盐同时能脱氮除磷去除营养物质的菌株包括盐弧菌(cn103074286b)、小短杆菌(cn103074285b)以及高地芽孢杆菌(cn102703350b)。同时也有针对高盐废水中有机物的现有技术，如公告号为cn105132323b的专利中就公开了通过筛选出一株耐盐芽孢杆菌cczu-r6，该菌株能有效地降解高盐废水中的有机物。但这些筛选出的特异性菌株在实际应用中往往会由于杂菌的干扰而失去原有的效用。第二种手段是通过长时间驯化培育出适盐微生物菌群，如公告号为cn104609536b的专利，该专利提出了一种启动高盐废水好氧生化处理系统的方法。通过接种海水、海泥、盐湖、咸水湖、盐碱地、腌制品、深海沉积物、土壤或其它高盐环境样品到高盐废水的生化处理系统，直接在所述高盐废水的盐浓度范围内进行自培菌，直至进水负荷和生物量达到所述高盐废水生化处理系统的设计值。该专利技术适用于盐浓度为1-25％的高盐废水的生化处理系统的直接启动。公告号为cn104388343b的专利，该专利通过分离筛选和驯化得到一个活性菌群，具有耐受18％高盐废水的能力，对高盐腌渍废水能进行有效地生化处理，通过对菌群中的微生物进行驯化调配，在最佳条件下，能达到高负荷cod的大幅度降解(超过2万的cod废水，cod降解率能达到93.43％)。同时，公告号为cn103589669b的专利也通过驯化和调节微生物菌群配比，得到了高效脱氮除磷的复合菌剂。但长时间驯化微生物会花费大量的时间成本。如何解决以上问题是高盐废水生化处理所需要解决的瓶颈问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种既不用筛选特异性高效适盐菌株，又不用长时间驯化适盐菌群，就能去除高盐有机废水的方法。该方法既能更好的适应实际应用，又能节省微生物适盐驯化时间，同时还能有效去除高盐有机废水。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种通过解除微生物高盐毒性强化生化处理高盐有机废水的方法，该方法主要通过适当加压和投加相容性溶质进行耦合得以实现。

进一步的，本发明上述的一种通过解除微生物高盐毒性强化生化处理高盐有机废水的方法，该方法具体的操作包括：

(一)原料和反应器的准备

(1)微生物来源：选取污水处理厂好氧池的好氧污泥，先通氧曝气1-2天，然后将获得的活性污泥悬浊液加入加压反应器；

(2)操作条件：加压反应器内的溶液ph值调整为6.5-8.0，温度维持在25-35℃，进水盐度为18000-50000mg/l；

(3)加压反应器加压：压力范围在0.1-0.5mpa，反应器的加压气氛为压缩空气或氧气；

(4)投加相容性溶质：向加压反应器内加入相容性溶质，相容性溶质的浓度范围在0.1-1mm(mmol/l)；

(二)具体操作流程

(5)首选向营养液中投加nacl来调整进水盐度在18000-50000mg/l，同时在加压反应器中加入体积比为1/100的活性污泥悬浊液与0.1-1mm浓度的相容性溶质，然后将加压反应器密封，同时打开进气阀门，使反应器中的压力增加到0.1-0.5mpa，关闭阀门，即进行高盐有机废水降解反应。

优选的，本发明步骤(5)所述的营养液，其配方为：葡萄糖浓度为1000mg/l，nh4cl浓度为191mg/l，kh2po4浓度为15mg/l，k2hpo4浓度为10mg/l，mgso4和feso4的浓度都为12.5mg/l，磷酸缓冲液kh2po4浓度为6800mg/l，naoh浓度为1135mg/l(水溶液中各个物质的浓度)。

优选的，本发明的相容性溶质包括甘氨酸甜菜碱、甘油、糖醇和氨基酸和吐温80等物质中的一种或者多种。

更有选的，本发明的相容性溶质包括甘氨酸甜菜碱和甘油一种或两种。

优选的，本发明的加压反应器为生物加压反应器，材料为不锈钢反应器，该反应器配有法兰，可以将盖子与反应器主体分离，盖子上装有进气阀门、排气阀门和压力表以及泄气阀，压力范围在0.1-0.5mpa。加压反应器的加压气氛为压缩空气或氧气。

本发明的优点和有益效果：

1.本发明通过解除含盐废水中微生物的盐毒性，维持原系统中非耐盐菌群的活性，从而有效提高菌群在高盐废水中降解污染物的性能。具体的，本发明首次通过同时加入相容性溶质和反应器内加压来解决本发明的技术问题；本发明采用的相容性溶质譬如甘氨酸甜菜碱、甘油、糖醇和氨基酸等物质，吐温80也能作为渗透保护剂，这类物质能有助于细菌的渗透平衡，这类方法的优点在于除了对耐盐菌，对非耐盐菌也同样有效；此外，对反应器进行加压、加压压力范围控制在0.1-0.5mpa，因为适度的加压有助于提高微生物的生物活性，从而有助于细菌适应较恶劣的环境，可使细菌的耐盐性能有所增加。

2.本发明的加压反应器是一种生物加压反应装置，该装置的特点是通过适当加压提高微生物的活性，从而有效地去除有机物；相较于传统的物理法去除溴化钠高盐有机废水的方法采用的加压装置，本质上两种反应器截然不同。并且反应器的压力也有着明显区别，本发明通过控制反应器内的压力在0.1-0.5mpa，是因为适度加压有利于提高微生物的活性，而传统反应器的加压只是一种物理手段，通过加压加热达到盐蒸发结晶的目的，与通过加压提到的高盐废水蒸发结晶法很相似；故与本发明的加压目的和加压数值范围有着本质的区别。

3.本发明提出了通过适当加压(0.1-0.5mpa)和加入甜菜碱等相容性溶质耦合的方法来解除微生物高盐毒性的方法，从而实现高盐有机废水的有效去除。该方法不用筛选特异性菌株，也不用对微生物进行高盐性能驯化，既能适应实际应用，又能节省微生物适盐驯化时间，同时能有效地去除高盐有机废水。

附图说明

图1本发明实施例采用的生物加压反应器。

具体实施方式

下面为利用本发明的方法处理高盐有机废水的应用实施例结合附图，以证实本发明方法的有效性。

本发明采用的生物加压反应器，具体如附图1所示，该反应器的材料为不锈钢反应器，该反应器配有法兰，可以将盖子与反应器主体分离，盖子上装有进气阀门、排气阀门和压力表以及泄气阀，压力范围在0.1-0.5mpa。反应器的加压气氛为压缩空气或氧气。

本发明所述的cod都为codcr，该参数是通过国标分析法检测得出的。

具体的操作流程和实验前的准备：

(1)反应器内的操作条件：ph值调整为6.5-8.0，温度维持在近室温(25-35℃)，进水盐度为18000-50000mg/l。

(2)液体培养基配方：葡萄糖浓度为1000mg/l，nh4cl浓度为191mg/l，kh2po4浓度为15mg/l，k2hpo4浓度为10mg/l，mgso4和feso4的浓度都为12.5mg/l，磷酸缓冲液kh2po4浓度为6800mg/l，naoh浓度为1135mg/l。

(3)加压反应器加压：加压反应器为不锈钢反应器，该反应器配有法兰，可以将盖子与反应器主体分离，盖子上装有进气阀门、排气阀门和压力表以及泄气阀，压力范围在0.1-0.5mpa。反应器的加压气氛为压缩空气或氧气。

(4)投加相容性溶质：相容性溶质包括甘氨酸甜菜碱、甘油、糖醇和氨基酸和吐温80等物质，实例中我们只选择了甜菜碱和甘油，但其它相容性溶质也在本专利所涉及保护的范围内。

(5)具体操作流程，本反应器是序批式的反应器，先在上述营养液中投加废水，同时加入一定量活性污泥和一定浓度的相容性溶质，后通过法兰将加压反应器密封，同时打开进气阀门，使反应器中的压力增加到所需的压力，关闭阀门，即可开始实验。本实验中的废水都是自己调配的，所以需要营养液和加盐调节。实际废水要根据实际废水的性质来调节。譬如如果是生活污水，营养物质就不用加了，但要保持合适的c、n、p的比值，同时要对ph值进行必要调节；如果是工业废水就需要适当地加入营养液，同时对ph值进行调节。但是后面的加压和加入相容性溶质仍然是提高高盐废水中有机污染物的重要手段，都是需要进行加压和投加的。

实施例1：

处理对象：某实验废水codcr浓度为3000mg/l，盐度在20000mg/l，ph值为6-8，温度为28-32℃。

处理效果：未经驯化的活性污泥(该污泥在低盐条件下对cod具有很高的去除率，高达98％)加入反应器，向反应装置中通入压缩空气，反应器内部压力控制在0.3mpa，并加入0.5mm甜菜碱，反应器运行24h，cod降为200mg/l以下。cod去除率大于93％，出水效果较好。通过测定cod与常压生物反应器的去除率在50％左右相比，有较为明显的提高。单独加压、cod去除率82％，单独甜菜碱、cod去除率77％；相比较本发明两种同时使用效果差距明显。

实施例2：

处理对象：某实验废水cod浓度为3000mg/l，盐度在45000mg/l，ph值为6-8，温度为28-32℃。

处理效果：未经驯化的活性污泥加入反应器，向反应装置中通入压缩空气，反应器内部压力控制在0.4mpa，并加入1mm甘油，反应器运行24h，cod降为300mg/l以下。cod去除率大于90％，出水效果较好。与常压生物反应器的去除率在30％左右相比，有较为明显的提高。单独加压、cod去除率76％，单独甘油、cod去除率74％。两组实施例都表明经过本方法解除高盐毒性的处理，出水效果都较不解毒要好，有利于强化生化处理高盐有机废水。

本发明主要是提供高盐废水中有机物的去除方法，而有机物的特征基本上都是以codcr含量来表征的，因此，本申请实例中对不同盐度下codcr去除前后进行检测，就能充分反映本发明方法达到的目的和技术效果。

本发明的特点：一是本方法不用对细菌进行适盐驯化，就能较好地去除高盐废水中的有机物，从而能最大限度地节省时间成本；二是加入相容性物质和加压条件结合的方式能比各单因素方式更有利于提高高盐有机废水的去除效率，从而为解除微生物高盐毒性提供了一种有效可行的方法。