一种强化处理工业高含酚废水的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生化环保技术领域，提供了一种利用±著微生物构建功能菌群并用于 强化处理工业高含酪废水的方法。
【背景技术】
[0002] 随着石化、焦化、树脂等行业的迅速发展，各类工业含酪废水的产生也相应增多。 酪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，工业高含酪废水的处理 刻不容缓。目前，含酪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，成为含酪废水处理的研究重点。
[0003] 传统的生化处理方法主要有厌氧生化法和好氧生化法，W好氧生化法为主。但此 类废水中的酪类物质毒性较大，对微生物的生长有强烈的抑制作用，传统生化系统对酪的 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酪含量急剧升高，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。 阳004] 生物强化技术，即生物增强技术度iologicalaugmentation)，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，W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酪、1-糞酪、邻苯二酪，去除率分别达到100%、98%、70%，对含 酪废水的处理具有巨大的优势和潜力。
[0005] 目前为止，国内外研究热点在于寻找或构建高效降酪菌种，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W提高其耐酪、降酪能力。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酪废水的方法，对高浓度苯酪废 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 水降酪，如美国的利蒙、碧沃丰系列。
[0006] 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W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W承受，并且外源 菌种的投加有可能因与±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，因此生态环境中上著微生物对污 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，在含酪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 系统对含酪废水处理能力的技术方法和工程实例尚不多见。
【发明内容】
[0007] 本发明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，充分利用含酪废水污水处理厂现有资源，提供了一种利用±著微生物构建功能菌群并 用于强化处理工业高含酪废水的方法，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，实现含酪废水的达标排放。本发明所述方法对各类工业高含酪废水具有广泛 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，对挥发酪、COD、氨氮、色度 等指标均有良好去除效果。本发明工艺合理，成本低廉，易于推广实施，具有良好的环境效 益和社会效益。
[0008] 本发明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±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。
[0009] 本发明所设及的方法，可W广泛应用于工业高含酪废水的强化处理，步骤如下：
[0010] (1)采样：对工业高含酪废水好氧处理系统进行上著微生物样品采集，静置并弃 去上层清液；
[0011] 其中所述工业高含酪废水包括石化、焦化、塑料、树脂等行业污水处理系统好氧段 进水，进水原水酪含量 200-800mg/l，COD为 1000-4000mg/l，氨氮 50-300mg/L;
[0012] 其中所述±著微生物样品为工业高含酪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；
[0013] (2)构建功能菌群：
[0014]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) 待处理工业高含酪废水、0. 1-2% (w/v)无机载体、余量为自来水；将W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酪废水好氧处理系 统的有效容积；
[0015] 由于菌种培养过程是逐级放大的，所W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；
[0016]B.接种：在上述培养液中添加混合酪并混合均匀，使培养液酪浓度达到 300-500111旨/1，调节抑至6-8,将上述步骤（1)中采集的上著微生物样品接入培养容器中，使 接种后±著微生物样品浓度W污泥干质量计为2-lOg/L; 阳017]C. -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，溫度： 15-37°C，每24h检测培养液酪含量；酪去除率达到90%W上后，补充混合酪至500-800mg/ L;继续培养至酪去除率达到90%W上后，补充混合酪至800-1000mg/L;此后酪去除率每达 到90%W上，补充混合酪至800-1000mg/l，连续培养5-7d;
[0018]化二级培养：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 混合酪至800-1000111邑/1，曝气培养，培养条件及检测方式与一级培养的条件相同，酪去除率 每达到90 %W上，补充混合酪至800-1000mg/l，连续培养10-14d且培养液降酪速率不低于 800mg/化.d)(即每天降解浓度为800mg/L的酪），功能菌群构建完成；
[0019] 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=级及W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，且降酪速率不低于800mg/化.d)，功能菌群构建完成；
[0020] 在上述过程中之所W选择上述的取样点，主要原因在于W上采样点均含有大量原 系统±著微生物，种类丰富，菌种浓度高，活性强，且已具备一定的耐酪降酪能力，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；
[0021] 在构建功能菌群时采用的基础无机盐培养基成分组成按重量份计为：NH4NO38-12 份、K2HPO44-6 份、皿2?〇44-6 份、CaClz0. 8-1. 2 份、NaCl1. 5-2. 5 份、M拆〇40. 8-1. 2 份、 MnS〇4 0. 05-0. 1