申请日2015.12.29
公开(公告)日2016.03.30
IPC分类号C12N1/20; C12N1/36; C02F3/34; C12R1/38; C12R1/01; C02F101/38
摘要
一种苯胺废水快速启动的菌剂及快速启动苯胺废水的方法，涉及一种苯胺废水快速启动的菌剂及快速启动的方法。本发明是要解决目前苯胺废水启动较慢，处理效果不稳定的问题。菌剂包括苯胺降解菌株、快速COD降解菌株、活性污泥、营养物质和电气石。方法：一、对污泥进行驯化，获得具有苯胺降解的高活性的污泥;二、向处理苯胺废水的生物反应器中加满苯胺废水，然后向苯胺废水中加入苯胺降解菌株、快速COD降解菌株、步骤一获得的具有苯胺降解的高活性的污泥、营养物质和电气石;三、对生物反应器中的苯胺废水进行曝气和搅拌，更换苯胺废水;四、重复步骤三的操作，停止更换苯胺废水，即苯胺废水的快速启动方法。本发明用于污水处理领域。
摘要附图
权利要求书
1.一种苯胺废水快速启动的菌剂，其特征在于该菌剂包括苯胺降解菌株、快速COD降解菌株、活性污泥、营养物质和电气石。
2.根据权利要求1所述的一种苯胺废水快速启动的菌剂，其特征在于所述苯胺降解菌株包括金黄杆菌AN4、假单胞菌6#和Delftiasp.GXA7，所述快速COD降解菌株为气单胞菌C3。
3.根据权利要求1所述的一种苯胺废水快速启动的菌剂，其特征在于苯胺废水快速启动的菌剂中全部活菌的数量大于106个/mL，其中金黄杆菌AN4、假单胞菌6#、Delftiasp.GXA7和气单胞菌C3分别单独发酵，以菌液形式添加，4种菌的菌液的体积比为1:1:1:1。
4.根据权利要求1所述的一种苯胺废水快速启动的菌剂，其特征在于所述活性污泥是将城市污水处理厂的二沉池的污泥进行驯化，获得的具有苯胺降解的高活性污泥，具体的驯化方法如下：
①检查好氧反应装置设备，保证氧反应装置设备完好;
②配制驯化用的药剂，1升药剂中含有0.5克尿素、2克白砂糖、0.2克硫酸亚铁、0.1克磷酸二氢钾、0.1克硝酸钠、0.1克硫酸镁、2毫升乳酸钠、2克硫酸钠、0.01克氯化钙和余量的水;
③将城市污水处理厂的二沉池的污泥进行搅拌，去除直径大于2mm的颗粒物，然后加入苯胺废水，使污泥浓度达到3000mg/L;
④然后加入步骤②的药剂，药剂与稀释后污泥的体积比为1:20，搅拌均匀，倒入好氧反应装置中;
⑤然后进行曝气，使溶解氧的含量为4mg/L～6mg/L，曝气时间为72小时;
⑥对COD进行监测，COD值<200mg/L时补充药剂，药剂与苯胺废水的体积比为1:20;同时保证污泥量，静沉后污泥的高度在容器高度的3/5以上;
⑦当COD值<100mg/L时更换一次苯胺废水;
⑧然后向好氧反应装置中进苯胺废水，HRT控制在24小时，即持续获得具有苯胺降解的高活性污泥。
5.根据权利要求1所述的一种苯胺废水快速启动的菌剂，其特征在于所述营养物质由铁元素、氮元素和微量元素组成，铁元素、氮元素和微量元素的质量比为3:6:1，其中微量元素由FeSO40.3g、CuSO4·5H2O0.038g、ZnSO4·7H2O0.115g、MnSO40.169g、H3BO30.116g、CoCl·6H2O0.024g和Na2MoO4·2H2O0.017g组成。
6.根据权利要求1所述的一种苯胺废水快速启动的菌剂，其特征在于所述电气石的粒 径为2000目以下，同时必须为含硼的电气石，待处理废水中投加的电气石的浓度为2mg/L。
7.利用权利要求1所述的苯胺废水快速启动的菌剂快速启动苯胺废水的方法，其特征在于该方法是通过以下步骤实现的：
一、对污泥进行驯化，获得具有苯胺降解的高活性的污泥;
二、向处理苯胺废水的生物反应器中加满苯胺废水，然后向苯胺废水中加入苯胺降解菌株、快速COD降解菌株、步骤一获得的具有苯胺降解的高活性的污泥、营养物质和电气石，
三、对生物反应器中的苯胺废水进行曝气和搅拌，控制苯胺废水中的溶解氧浓度为4mg/L～6mg/L，并对苯胺废水的COD进行监测，COD值<100mg/L时，停止曝气和搅拌，更换苯胺废水;
四、重复步骤三的操作，直至HRT为8h时苯胺废水的COD值达到100mg/L，停止更换苯胺废水，即苯胺废水的快速启动方法。
8.根据权利要求7所述的快速启动苯胺废水的方法，其特征在于步骤一中驯化方法如下：
①检查好氧反应装置设备，保证氧反应装置设备完好;
②配制驯化用的药剂，1升药剂中含有0.5克尿素、2克白砂糖、0.2克硫酸亚铁、0.1克磷酸二氢钾、0.1克硝酸钠、0.1克硫酸镁、2毫升乳酸钠、2克硫酸钠、0.01克氯化钙和余量的水;
③将城市污水处理厂的二沉池的污泥进行搅拌，去除直径大于2mm的颗粒物，然后加入苯胺废水，使污泥浓度达到3000mg/L;
④然后加入步骤②的药剂，药剂与稀释后污泥的体积比为1:20，搅拌均匀，倒入好氧反应装置中;
⑤然后进行曝气，使溶解氧的含量为4mg/L～6mg/L，曝气时间为72小时;
⑥对COD进行监测，COD值<200mg/L时补充药剂，药剂与苯胺废水的体积比为1:20;同时保证污泥量，静沉后污泥的高度在容器高度的3/5以上;
⑦当COD值<100mg/L时更换一次苯胺废水;
⑧然后向好氧反应装置中进苯胺废水，HRT控制在24小时，即持续获得具有苯胺降解的高活性污泥。
9.根据权利要求7所述的快速启动苯胺废水的方法，其特征在于步骤二中电气石的投加量为：待处理废水中电气石的浓度为2mg/L。
说明书
一种苯胺废水快速启动的菌剂及快速启动苯胺废水的方法
技术领域
本发明涉及一种苯胺废水快速启动的菌剂及快速启动的方法。
背景技术
苯胺废水来源范围广，污染危害大，化学工业、染料制造业、医药用品业的生产和应用过程中均排放苯胺废水。苯胺的大量生产和广泛应用，对环境造成了污染，也给人体带来了危害。目前，常用的处理苯胺废水的方法主要有溶剂萃取法、吸附法、湿式氧化法、光催化氧化法、超临界氧化、反渗透法以及生物法等。生物法处理苯胺废水具有能耗低、二次污染小、处理效果好等优点。为了提高生化法对废水中苯胺的处理效果，分离和筛选高效的降解菌株是十分必要的。要想使分离和筛选出的菌株能够在系统中稳定存在，并发挥较好作用，生物强化技术得到了国内外研究者的关注。山丹等采用生物强化的方法将实验室筛选的高效低温苯胺降解菌投加到SBR反应系统中，在低温条件下(12℃)实现了苯胺废水有效降解，针对含有苯胺174mg/L的石化废水，强化系统对苯胺的去除率达到97.8%。目前苯胺废水的菌剂开发较少，同时污水实际的处理效果不好，没有找到合适的工艺。
生物菌剂对于处理城市生活污水以及化工废水有其独特的优势，可以在不利条件下迅速完成生化系统的启动，并能显著提高有机物的去除率，减少固体物质的产生、强化硝化作用。但用于城市污水厂调试的微生物制剂应满足3个基本条件：1)投加后，菌体活性高;2)菌体可在系统中快速增殖，缩短微生物培养驯化的时间，迅速提高生物处理系统中微生物的浓度，从而提高工作效率;3)在系统中不仅能竞争生存，而且可维持相当数量;4)使用安全，操作简单方便，可以实时地发挥作用，从而节省能源。
发明内容
本发明是要解决目前苯胺废水启动较慢，处理效果不稳定的问题，提供一种苯胺废水快速启动的菌剂及快速启动苯胺废水的方法。
本发明苯胺废水快速启动的菌剂包括苯胺降解菌株、快速COD降解菌株、活性污泥、营养物质和电气石。
所述苯胺降解菌株包括金黄杆菌(Chryseobacteriumsp.)AN4、假单胞菌(Pseudomonas)6#和Delftiasp.GXA7。所述快速COD降解菌株为气单胞菌(Aeromonas) C3。
苯胺废水快速启动的菌剂中全部活菌的数量大于106个/mL，其中金黄杆菌AN4、假单胞菌6#、Delftiasp.GXA7和气单胞菌C3分别单独发酵，以菌液形式添加，4种菌的菌液的体积比为1:1:1:1。
其中金黄杆菌AN4在文献《一株苯胺降解菌的分离鉴定及其降解特性》(张逸飞等，环境污染与防治，2008.30(2):12-15)中公开;假单胞菌6#在文献《一株苯胺降解菌的筛选及其特性研究》(苗艳芳等，四川大学学报，2003年8月，第40卷第4期)中公开;Delftiasp.GXA7在文献《高效苯胺降解细菌GXA7的筛选鉴定及其苯胺双加氧酶基因簇的克隆》(毕洪凯，广西大学硕士学位论文，2004.6.1)中公开;气单胞菌C3在文献《耐低温菌株C3对污水COD降解性能的试验研究》中公开(蔡苏兰等，环境科学与管理，2007.32(10)：81-83)。
所述活性污泥是将城市污水处理厂的二沉池的污泥进行驯化，获得的具有苯胺降解的高活性污泥。受到污染的活性污泥添加到反应器中，通过进行苯胺废水的驯化培养，这样有利于保证系统的稳定性。
具体的驯化方法如下：
①检查好氧反应装置设备，保证氧反应装置设备完好;
②配制驯化用的药剂，1升药剂中含有0.5克尿素、2克白砂糖、0.2克硫酸亚铁、0.1克磷酸二氢钾、0.1克硝酸钠、0.1克硫酸镁、2毫升乳酸钠、2克硫酸钠、0.01克氯化钙和余量的水;
③将城市污水处理厂的二沉池的污泥进行搅拌，去除直径大于2mm的颗粒物，然后加入苯胺废水，使污泥浓度达到3000mg/L;
④然后加入步骤②的药剂，药剂与稀释后污泥的体积比为1:20，搅拌均匀，倒入好氧反应装置中;
⑤然后进行曝气，使溶解氧的含量为4mg/L～6mg/L，曝气时间为72小时;
⑥对COD进行监测，COD值<200mg/L时补充药剂，药剂与苯胺废水的体积比为1:20;同时保证污泥量，静沉后污泥的高度在容器高度的3/5以上;
⑦当COD值<100mg/L时更换一次苯胺废水;
⑧然后向好氧反应装置中进苯胺废水，HRT(水力停留时间)控制在24小时，即持续获得具有苯胺降解的高活性污泥。
所述营养物质由铁元素、氮元素和微量元素组成，铁元素、氮元素和微量元素的质量比为3:6:1，其中微量元素由FeSO40.3g、CuSO4·5H2O0.038g、ZnSO4·7H2O0.115g、MnSO40.169g、H3BO30.116g、CoCl·6H2O0.024g和Na2MoO4·2H2O0.017g组成。营养物质的添加使得系统微生物能够稳定的生长。
采用电气石作为生长促进剂，电气石的粒径范围在2000目以下，同时必须为含硼的电气石。电气石的投加量为：待处理废水中电气石的浓度为2mg/L。
利用上述苯胺废水快速启动的菌剂快速启动苯胺废水的方法是通过以下步骤实现的：
一、对污泥进行驯化，获得具有苯胺降解的高活性的污泥;
二、向处理苯胺废水的生物反应器中加满苯胺废水，然后向苯胺废水中加入苯胺降解菌株、快速COD降解菌株、步骤一获得的具有苯胺降解的高活性的污泥、营养物质和电气石，
三、对生物反应器中的苯胺废水进行曝气和搅拌，控制苯胺废水中的溶解氧浓度为4mg/L～6mg/L，并对苯胺废水的COD进行监测，COD值<100mg/L时，停止曝气和搅拌，更换苯胺废水;
四、重复步骤三的操作，直至HRT为8h时苯胺废水的COD值达到100mg/L，停止更换苯胺废水，即苯胺废水的快速启动方法。
本发明的有益效果：
通过污泥的驯化和菌剂的添加，进行菌剂的生物强化，同时通过污水处理系统的调整，进出水流量和营养元素及促进剂的添加，有利于工艺的稳定和苯胺废水的快速启动。最终实现苯胺废水工艺的快速启动时间为7天，同时能够保证工艺的稳定去除。
本发明采用SBR工艺，进行高浓度苯胺废水的快速启动，生物强化系统可有效实现对苯胺的降解，系统达到稳定运行后，苯胺降解率为100%，COD的去除率为93%左右，出水水质达到国家二级排放标准，可以实现7天污水快速启动。
本发明主要进行了低温条件下苯胺废水SBR工艺研究，采用高效苯胺降解菌群、高效活性污泥以及生长促进剂进行生物强化，构建了苯胺快速启动菌剂，同时对工艺进行优化。为苯胺废水生物强化技术的工业应用提供重要理论基础。
