公布日：2023.06.23
申请日：2023.04.24
分类号：C02F3/34(2023.01)I;C12N1/20(2006.01)I;C12N1/04(2006.01)I;C02F101/34(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C12R1/38(2006.01)N;
C12R1/07(2006.01)N;C12R1/05(2006.01)N;C12R1/01(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种高浓度DMF废水的生物处理方法，属于废水处理技术领域；包括：混合菌种的筛选，进行活化并扩大培养；并加入DMF废水中；发酵处理中，定时监测微生物的生长及COD的变化情况，当微生物生长处于对数期时，提取微生物基因组DNA，对发酵废水中的微生物进行高通量测序，确定最终发酵废水中的菌属比例及优势菌属；发酵过程中，当混合菌种处理效率降低时，按照菌属比例添加某类菌属使其比例一致，并添加碳源和生长因子；本发明选用的混合菌种相较于单菌降解DMF，通过混合菌种生物发酵的工艺将废水中的DMF转化为二甲基胺和甲基胺，并最终转化成氨气和二氧化碳，生化性可提高2‑5倍，降低后续常规污泥系统的负荷。
权利要求书
1.一种高浓度DMF废水的生物处理方法，其特征在于，所述方法如下：步骤S1：对化工厂周边进行采样；步骤S2：配置不同浓度的以DMF为唯一碳氮源的富集培养基，将步骤S1中采样所得的样品进行处理后加入培养基中培养；步骤S3：当培养基中OD600nm达到最大值时，检测DMF的浓度；步骤S4：当DMF降解率达到90％时，对其进行高通量测序，得到其菌种组成；当DMF降解率不足50％时，补充碳源，当DMF降解率提高至80％以上时，对其进行高通量测序，得到其菌种组成；步骤S5：对步骤S4中DMF降解率达到80％-90％的混合菌种进行保种，制成含20％甘油的冻存管保存至-80℃中；步骤S6：将步骤S5中混合菌种冻存管进行活化并扩大培养；步骤S7：将步骤S6中的混合菌种加入高浓度DMF废水，进行生物发酵预处理；步骤S8：在发酵处理过程中，定时监测微生物的生长情况及COD的变化情况，当微生物生长处于对数期时，提取微生物基因组DNA，对发酵废水中的微生物进行高通量测序，确定最终发酵废水中的菌属比例及优势菌属；步骤S9：在发酵过程中，当混合菌群处理效率降低时，按照步骤S8中的菌属比例添加某类菌属使其比例一致，并添加碳源和生长所需的生长因子。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度DMF废水的生物处理方法，其特征在于，步骤S2中所述的配置不同浓度的以DMF为唯一碳氮源的富集培养基，分别是浓度为0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％的以DMF为唯一碳氮源的富集培养基。
3.根据权利要求1所述的一种高浓度DMF废水的生物处理方法，其特征在于，步骤S2中培养的条件，具体为：在30℃、pH为7的条件下培养。
4.权利要求1所述的一种高浓度DMF废水的生物处理方法，其特征在于，步骤S5中所述混合菌种的微生物包括Paracoccus属、Pseudomonas属、Alcaligenes属、Ochrobacturm属、Bacillus属。
5.权利要求1所述的一种高浓度DMF废水的生物处理方法，其特征在于，步骤S4中所述碳源和步骤S9中所述碳源包括葡萄糖、淀粉。
6.权利要求1所述的一种高浓度DMF废水的生物处理方法，其特征在于，步骤S7所述的高浓度DMF废水中可生化有机碳占总有机碳的比列大于50％，B/C>0.3，COD在10000～30000mg/L，DMF浓度在500～3500mg/L。
7.权利要求1所述的一种高浓度DMF废水的生物处理方法，其特征在于，步骤S7中发酵体系前期先低负荷间歇进水，后期再高负荷连续进水。
8.权利要求1所述的一种高浓度DMF废水的生物处理方法，其特征在于，步骤S7中加入混合菌种前，投加尿素和磷盐使废水中C∶N∶P的摩尔比＝190-210∶4-6∶1。
9.权利要求1所述的一种高浓度DMF废水的生物处理方法，其特征在于，步骤S8中混合菌种的微生物的组成为25-36％Paracoccus属、23-30％Pseudomonas属、18-22％Alcaligenes属、15-20％Ochrobacturm属、10-15％Bacillus属和其他<5％。
10.权利要求1所述的一种高浓度DMF废水的生物处理方法，其特征在于，步骤S9中所述的生长因子为维生素、生物素和微量元素。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种高浓度DMF废水的生物处理方法，采用菌种对高浓度DMF废水进行处理，到达高效、低成本，对环境友好的效果
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种高浓度DMF废水的生物处理方法，所述方法如下：
步骤S1：对化工厂周边进行采样；
步骤S2：配置不同浓度的以DMF为唯一碳氮源的富集培养基，将步骤S1中采样所得的样品进行处理后加入培养基中培养；
步骤S3：当培养基中OD600nm达到最大值时，检测DMF的浓度；
步骤S4：当DMF降解率达到90％时，对其进行高通量测序，得到其菌种组成；当DMF降解率不足50％时，补充碳源，当DMF降解率提高至80％以上时，对其进行高通量测序，得到其菌种组成；
步骤S5：对步骤S4中DMF降解率达到80％-90％的混合菌种进行保种，制成含20％甘油的冻存管保存至-80℃中；
步骤S6：将步骤S5中混合菌种冻存管进行活化并扩大培养；
步骤S7：将步骤S6中的混合菌种加入高浓度DMF废水，进行生物发酵预处理；
步骤S8：在发酵处理过程中，定时监测微生物的生长情况及COD的变化情况，当微生物生长处于对数期时，提取微生物基因组DNA，对发酵废水中的微生物进行高通量测序，确定最终发酵废水中的菌属比例及优势菌属；
步骤S9：在发酵过程中，当混合菌群处理效率降低时，按照步骤S8中的菌属比例添加某类菌属使其比例一致，并添加碳源和生长所需的生长因子。
优选的，步骤S2中所述的配置不同浓度的以DMF为唯一碳氮源的富集培养基，分别是浓度为0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％的以DMF为唯一碳氮源的富集培养基。
优选的，步骤S2中培养的条件，具体为：在30℃、pH为7的条件下培养。
优选的，步骤S5中所述混合菌种的微生物包括Paracoccus属、Pseudomonas属、Alcaligenes属、Ochrobacturm属、Bacillus属。
优选的，步骤S4中所述碳源和步骤S9中所述碳源包括葡萄糖、淀粉。在混合菌种筛选过程中加入葡萄糖、淀粉等其他碳源，提高DMF的可生化性，帮助DMF降解菌形成生物膜，进而提高DMF的降解率。
优选的，步骤S7所述的高浓度DMF废水中可生化有机碳占总有机碳的比列大于50％，B/C>0.3，COD在10000～30000mg/L，DMF浓度在500～3500mg/L。
优选的，步骤S7中发酵体系前期先低负荷间歇进水，后期再高负荷连续进水。前期先低负荷间歇进水，让废水与混合菌种进行充分混合；再高负荷连续进行，借助高负荷的冲击力使废水充分进行生化处理。
优选的，步骤S7中加入混合菌种前，投加尿素和磷盐使废水中C∶N∶P的摩尔比＝190-210∶4-6∶1。
优选的，步骤S8中混合菌种的微生物的组成为25-36％Paracoccus属、23-30％Pseudomonas属、18-22％Alcaligenes属、15-20％Ochrobacturm属、10-15％Bacillus属和其他<5％。
优选的，步骤S9中所述的生长因子为维生素、生物素和微量元素。
本发明具有以下有益效果：(1)本发明在特殊环境下进行取样，有针对性筛选混合菌种，提供专一性强、效果好的混合菌种进行生物预处理。，尤其针对高含DMF废水。
(2)本发明选用的混合菌种相较于单菌降解DMF，通过混合菌种生物发酵的工艺将废水中的DMF转化为二甲基胺和甲基胺，并最终转化成氨气和二氧化碳，生化性可提高2-5倍，并去除废水中60％-90％的COD和氨氮，降低后续常规污泥系统的负荷，提高后续常规污泥系统的处理效率。
（发明人：张静洲）
