一种处理废水的方法与流程

文档序号:15857119发布日期:2018-11-07 11:10阅读:370来源:国知局

本发明涉及废水处理领域,具体涉及一种处理废水的方法。

背景技术

随着城市化和工业化的不断加快,城市人口剧增,城镇污水的产生量也随之增加。氮素(包括氨氮和硝酸盐氮)作为城镇污水中的主要无机污染物,是城镇污水处理的一大难题。在氨氮污水的处理过程中,微生物处理法和物理吸附法是两类较为常用的技术方法。

目前,生物处理技术因具有操作简单、运行方便、对后续处理工艺影响小,运行管理费用增加少,因而得到广泛应用。但是由于微污染原水自身水质特征,使得现有菌剂在复杂条件下生物活性低、生长速度缓慢;在处理水中有机物及氨氮时存在有机、有毒物难降解,水中亚硝酸盐和硝酸盐积累现象,对人体有危害,且会产生n2o,对环境造成二次污染。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供操作简单、高效、温和的水净化的微生物复合菌剂。

为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:一种微生物复合菌剂,包括以下质量百分含量的原料:微生物15~70%、微量元素剂0.5~5%、功能性载体15~80%、干燥剂1~15%;所述微生物包括芽孢杆菌、粪链球菌、拉乌尔菌和假单胞菌。

其中,所述的功能性载体的原料为天然高岭土粉末。

进一步优选的,所述的天然高岭土粉末的直径为20~30μm。

优选的,所用的功能性载体的改性剂为氯化钠(nacl)。

进一步优选的,所用的改性剂nacl与高岭土粉末的质量配比为1:2~1:1。

进一步优选的,所有的改性体系的质量配比为nacl:高岭土:水=1:2:3~1:1:1。

优选的,所用的干燥温度为90~110℃。

优选的,所用的造孔剂为炭黑。

进一步优选的,所用的炭黑与功能性载体的质量配比为1:4~1:3。

进一步优选的,所用的焙烧温度为400~500℃。

优选的,所述芽孢杆菌、粪链球菌、拉乌尔菌和假单胞菌的质量比为(1~3)∶(1~3)∶(1~3)∶(1~3)。

优选的,所述微量元素剂包括硫酸铵,磷酸二氢钾,七水硫酸镁;所述硫酸铵,磷酸二氢钾,七水硫酸镁的质量比为(1~2)∶(1~2)∶(1~2)。

优选的,所述干燥剂为膨润土、硅胶、白炭黑或凹凸棒土。

所述的芽孢杆菌、粪链球菌、拉乌尔菌和假单胞菌都为市售常见水处理菌剂。

本发明还提供了上述的微生物复合菌剂的制备方法,包括以下步骤:1)液体发酵培养芽孢杆菌、粪链球菌、拉乌尔菌和假单胞菌;2)制备功能性载体;3)将获得的芽孢杆菌、粪链球菌、拉乌尔菌和假单胞菌菌液分别经功能性载体吸附后收集功能性载体负载菌;4)将所述步骤3)获得的载体菌在35~40℃烘干、粉碎后混合得到载体负载复合微生物;5)将所述载体负载复合微生物与微量元素剂、干燥剂混合,获得微生物复合菌剂。

优选的,所述粉碎的粒度为30~50目。

优选的,步骤3)中所述微生物菌液与功能性载体的质量比为1∶(4~6)。

优选的,步骤3)中所述功能性载体负载菌烘干后含水量小于15%。

本发明还提供了微生物复合菌剂在水体净化中的应用。

本发明的有益效果:

(1)本申请所提供的复合微生物菌剂,该菌剂为高效异养硝化-好氧反硝化的复合微生物菌剂,因此其用于处理水的超标氨氮,具有效率高、处理效果好等优点。

(2)本申请所提供的污水的微生物降解的方法,工艺方法简单,能大大减少外界环境的干扰,并具有处理效率高、处理效果好等优点。

(3)本申请所提供的添加微生物生长必需的营养物质的方法,能解决高污染污水导致微生物不宜生长的问题,并且能减少微生物的投放量。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例涉及利用天然高岭土粉末制备功能性载体,并对其进行改性的流程,包括如下步骤:

1)研磨天然高岭土原土,使其粒径减小;

2)使用蒸馏水对高岭土原土进行清洗,沉淀,以去除杂质;

3)将清洗后的高岭土放至干燥台,自然晾干;

4)先后用500目和700目筛进行筛分,筛选粒径为20~30μm的高岭土;

5)按照氯化钠:高岭土:水=1:2:3~1:1:1的质量比制备改性体系,置于5000ml量筒,并搅拌均匀使其变为糊状;

6)将盛有改性体系的量筒置于马弗炉中进行干燥,设置温度为90~110℃,干燥至恒重;

7)将改性后的体系浸泡于过量蒸馏水中,以去除未结合于高岭土的氯化钠晶体;

8)浸泡5小时后将其置于干燥台,自然晾干形成功能性载体;

9)按照炭黑:功能性载体=1:4~1:3的质量比制备钻孔体系,置于5000ml量筒,并混合均匀;

10)将盛有造孔体系的量筒置于马弗炉中进行造孔,使功能性载体表面形成均匀的空隙,设置温度为500~600℃,焙烧2小时;

11)将造孔后的体系浸泡于过量蒸馏水中,对终产物进行清洗3次;

12)清洗后将改性后的功能性载体置于干燥台,自然晾干待用。

实施例2

本实施例涉及天然高岭土粉末和改性功能性载体在不同温度下的氨氮饱和吸附量的比较,包括如下步骤:

将1g天然高岭土粉末和改性功能性载体分别添加至1l氨氮浓度为300mg/l的溶液中,分别在20℃,30℃和40℃下测定两种氨氮吸附剂的等温吸附曲线,最终计算得到对氨氮的吸附饱和量,如下表:

通过吸附实验发现改性功能性载体对氨氮的饱和吸附量显著增加,且是其原料天然高岭土粉末对氨氮饱和吸附量的5.45~11.78倍,充分说明了改性功能性载体的吸氨能力。

实施例3

微生物复合菌剂,包括以下质量百分含量的原料:微生物41%、硫酸铵1%,磷酸二氢钾1%,七水硫酸镁1%,改性功能性载体55%、凹凸棒土1%;所述微生物包括质量比为1∶1∶1∶1的芽孢杆菌、粪链球菌、拉乌尔菌和假单胞菌。

制备方法:将芽孢杆菌、粪链球菌、拉乌尔菌和假单胞菌的菌种分别活化培养24h后进行液体发酵培养60h,获得微生物菌液。活化培养基以1l计,包括牛肉膏5g、蛋白胨5g、氯化钠5g和余量的水,ph为7.2;活化温度为30℃;发酵培养基以1t计,包括淀粉10kg、豆饼粉10kg、蛋白胨1kg、硫酸铵1kg、磷酸二氢钾0.5kg、酵母粉0.1kg、碳酸钙5kg和余量的水。所述发酵培养基的ph值为7.5;所述发酵培养基优选的在121℃灭菌30min后使用。在本发明中所述液体发酵培养的温度为32℃;所述液体发酵培养过程中伴随搅拌,所述搅拌的转速为180rpm。通气量为0.7vvm。

将上述微生物菌液分别用5倍质量的改性功能性载体吸附菌体,滤除菌液;然后收集菌体和改性功能性载体的混合物在37℃烘干至含水量小于15%后,进行粉碎,粉碎粒度为40目。将粉碎后的微生物混合得到载体负载复合微生物,然后将载体负载复合微生物与剩余组分混合获得微生物复合菌剂。

将市售普通微生物处理剂和实施例2中制备的微生物复合菌剂分别投入至两个5l序批式反应器中,先后接种厌氧氨氧化污泥和硝化污泥。调节反应器搅拌转速为80~120转/分,调节反应器污泥停留时间为5~10天,以达到修饰生物膜及淘汰亚硝氮氧化污泥和衰老污泥的效果。使用人工配制的废水,保持进水氨氮浓度为50mg/l,连续运行30天,检测两个反应器每个周期进出水的氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮浓度。第30天时两个反应器出水的氮素浓度如下表:

通过反应器实验发现,使用本申请制备获得的微生物复合菌剂,反应器出水水质要好于使用天然高岭土粉末作为载体的反应器出水水质。且其氨氧去除率为97.4%,总氮去除率为92.4%,符合《城镇污水处理厂污染物排放标准(gb18918-2016)》一级a排放标准。

虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

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