申请日2015.09.11
公开(公告)日2015.11.25
IPC分类号C02F3/34; C02F3/28; C02F3/02; C02F3/30
摘要
本发明提供一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法。适盐微生物是指能够适应高盐环境并进行正常生长代谢的微生物，包括耐盐和嗜盐的细菌、酵母菌、古菌和微型动物。利用适盐微生物处理高盐废水的步骤是：生化系统中加入适盐微生物菌群;在1%~25%的进水盐浓度范围内下对适盐微生物菌群进行混合培养，提高其污染物降解能力，并得到泥水分离性能和沉淀性能良好的适盐微生物聚集体，如活性污泥和生物膜;稳定生化系统工艺参数和进水水质，使生化出水达标或达到设计要求。采用本发明方法，可对生化系统进水盐浓度1%~25%的高盐废水进行生化处理，且适盐微生物菌剂只需添加一次，因此投资和运行成本均能降低。
权利要求书
1.一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)向生化系统中加入适盐微生物菌群;
(2)所述生化系统在1%~25%盐浓度范围内对适盐微生物菌群进行混合培养，直至系统中出现泥水分离性能良好的微生物聚集体;
(3)所述生化系统加入高盐废水，并且在进水盐浓度1%~25%且稳定的情况下，对适盐微生物菌群的污染物降解能力进行驯化;
(4)稳定生化系统进水水质，对生化工艺参数进行优化调整，直至生化出水水质达标或达到设计要求。
2.根据权利要求1所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：所述高盐废水B/C>0.3，或经预处理后使其B/C>0.3。
3.根据权利要求1所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：所述高盐废水CODCr<20000mg/L。
4.根据权利要求1或2或3所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：所述适盐微生物菌群，是按照专利申请号为CN201310540099.X所公开的方法制备得到。
5.根据权利要求1所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：所述适盐微生物菌群的的初始加入浓度不低于200mg/L。
6.根据权利要求1所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：所述适盐微生物菌群，根据高盐废水的平均盐浓度，按照以下原则进行选择：
(1)当高盐废水平均盐浓度在1%~3%范围内，选择1%~3%盐浓度范围内获得的适盐微生物菌群;
(2)当高盐废水平均盐浓度在3%~12%范围内，选择3%~12%盐浓度范围内获得的适盐微生物菌群;
(3)当高盐废水平均盐浓度在12%~17%范围内，选择12%~17%盐浓度范围内获得的适盐微生物菌群;
(4)当高盐废水平均盐浓度在17%~25%范围内，选择17%~25%盐浓度范围内获得的适盐微生物菌群。
7.根据权利要求1所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：步骤(3)适盐微生物菌群混合培养的盐浓度与高盐废水盐浓度保持一致。
8.根据权利要求1所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：通过进水水量水质调节，确保进水盐浓度变化范围不超过所述高盐废水平均盐浓度的±20%。
9.根据权利要求1所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：所述生化系统水温为5~15℃、15~40℃或40~55℃。
10.根据权利要求1所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：所述生化系统pH6.0~9.0。
11.根据权利要求1所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：所述生化系统由一个或多个反应器串联或并联组成。
12.根据权利要求11所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：所述生化系统中单个反应器的工艺为好氧、缺氧、微氧、水解酸化或厌氧。
13.根据权利要求1或11所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：所述生化系统或单个反应器采用单点或多点进水方式。
14.根据权利要求11所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：所述生化系统中单个反应器内溶解氧为2.0~4.0mg/L、1.0~2.0mg/L、0.5~1.0mg/L、0.1~0.5mg/L或小于0.1mg/L。
15.根据权利要求1所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：步骤(2)所述适盐微生物菌群形成的聚集体，包括适盐活性污泥、适盐生物膜、适盐颗粒污泥或者及其它形式。
16.根据权利要求1所述一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，其特征在于：适盐微生物菌群降解污染物的有机负荷为0.50~1.00kgCOD/(kgMLSS·d)、0.20~0.50kgCOD/(kgMLSS·d)、0.1~0.20kgCOD/(kgMLSS·d)或小于0.10kgCOD/(kgMLSS·d)。
说明书
一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法
技术领域
本发明属于高盐废水处理技术领域，具体地说是利用适盐微生物处理高盐废水的方法。
背景技术
高盐废水处理方法主要包括物化方法、生化方法及其组合工艺。物化方法包括蒸发、膜分离、离子交换、高级氧化、电解等，这些技术无论多先进，其处理思路主要都是先分离废水中的无机盐，然后再使脱盐或稀释后的废水处理达标;因此，其投资成本和运行成本均很高，而且除盐产生的蒸发母液、固体盐、反渗透浓缩液等属于固废或危险固废。生化方法处理高盐废水的运行成本虽然较低，但由于高盐废水中无机盐对普通微生物细胞的毒害、抑制作用，使得生化处理技术难以在高盐废水处理中得到大规模应用。
目前高盐废水生化处理方法主要包括：盐度驯化、稀释生化、选择耐盐度高的生化工艺、接种嗜盐菌强化生物处理。盐度驯化普通活性污泥可以使其获得一定的耐盐能力，但依靠驯化获得的耐盐能力很有限，一般不超过3.5%，最高不超过5%;而且，驯化获得的活性污泥耐盐能力不稳定、抗盐度冲击能力差;其技术缺陷还包括：驯化时间长、在高盐环境下处理效率下降、出水浑浊、污泥沉降性差、受淡水冲击后耐盐能力容易丧失等。先稀释再生化可以避免高盐浓度对微生物的抑制和毒害作用，但废水处理投资和运行费用都增加，只适用于水量小且有其它低盐废水来源进行稀释的情况。生物膜法虽然比活性污泥法具有更强的耐盐能力和抗盐度冲击能力，但未利用嗜盐菌的普通生物膜工艺其处理效率随进水盐浓度的增加而下降。接种嗜盐菌，可以强化普通生化系统对高盐废水处理的效果，但由于嗜盐菌通过富集、筛选、分离、鉴定、发酵培养等步骤的获取成本较高，使其仅仅以实验室研究为主。
发明内容
本发明要解决的问题是针对现有高盐废水生化处理技术的缺陷，从影响高盐废水生化处理效果和稳定性的微生物着手，提供一种新的利用适盐微生物处理高盐废水的方法。
本发明所指适盐微生物，是指适应高盐环境、且能够在高盐环境下正常生长代谢的微生物，包括嗜盐和耐盐的细菌、真菌、古菌、原生动物、后生动物及其它微生物。
本发明的原理与思路是：
废水生化处理过程污染物的降解与去除是微生物以废水的有机污染物作为碳源和能源进行生长代谢且不同种类微生物相互协作、相互竞争等作用的综合结果。因此，从微生物处理废水的效率角度进行分析，只有能够适应高盐环境并能够在高盐环境中进行正常生长代谢的微生物，即适盐微生物，才可以保证高盐废水生化处理的高效性。具体到某一种属的嗜盐或耐盐微生物，其能够存活的盐浓度范围和与能够正常生长代谢而不受抑制的盐浓度范围不同，且往往后者的范围比前者窄很多;而实际废水的盐浓度范围往往变化较大，因而单一种类或少数几种适盐微生物难以保证高盐废水生化处理效果的稳定性。因此，解决高盐废水生化处理技术实用化的根本途径是在获取足够种类的耐盐和嗜盐微生物，构建一个微生物生态系统，然后对这个具有丰富生物多样性的微生物生态系统进行合理利用，维持其对高盐废水生化处理的高效性和稳定性，并尽可能降低废水处理运行成本。
本发明要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。本发明是一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法，包括以下步骤：
(1)生化系统中加入能够降解污染物的适盐微生物菌群;
(2)所述生化系统在1%~25%盐浓度范围内对适盐微生物菌群进行混合培养，直至系统中出现泥水分离性能良好的微生物聚集体;
(3)所述生化系统加入高盐废水，并且在进水盐浓度1%~25%且稳定的情况下，对适盐微生物菌群的污染物降解能力进行驯化;
(4)稳定生化系统进水水质，对生化工艺参数进行优化调整，直至生化出水水质达标或达到设计要求。前述生化工艺参数进行优化调整可以按照生化出水水质达标或达到设计要求按现有技术方案进行调整，从而实现生化出水水质达标或达到设计要求。
本发明所述的一种利用适盐微生物处理高盐废水的方法的技术方案中，优选的技术方案或者技术特征是：
本发明技术方案中，待处理高盐废水需具备一定可生化性，一般情况下B/C不小于0.3，或采用预处理使其B/C>0.3。
本发明技术方案中，待处理高盐废水CODcr不宜太高，否则应当进行预处理，使适盐微生物生化处理系统进水CODCr不超过10000mg/L。
本发明技术方案中，加入的适盐微生物菌群，可以为现有技术中公开的任何一种可适用于本发明的适盐微生物菌或菌群，优选按照专利申请号为CN201310540099.X所公开的方法制备得到。该发明发明人、专利权人均与本发明相同，故在此引用。
本发明技术方案中，适盐微生物菌群的初始加入浓度，应当有利于适盐微生物菌群通过混合培养形成微生物聚集体，其浓度最好不低于200mg/L，且相对高的初始加入浓度有利于适盐微生物聚集体的快速形成。
本发明技术方案中，适盐微生物菌群应当根据待处理高盐废水的盐浓度，按照以下原则进行选择性投加：
①当高盐废水平均盐浓度在1%~3%范围内，选择1%~3%盐浓度范围内获得的适盐微生物菌群。
②当高盐废水平均盐浓度在3%~12%范围内，选择3%~12%盐浓度范围内获得的适盐微生物菌群。
③当高盐废水平均盐浓度在12%~17%范围内，选择12%~17%盐浓度范围内获得的适盐微生物菌群。
④当高盐废水平均盐浓度在17%~25%范围内，选择17%~25%盐浓度范围内获得的适盐微生物菌群。
本发明技术方案中，控制进水盐浓度的相对稳定有利于最大程度发挥适盐微生物对废水中污染物的降解效果。盐浓度控制的两个基本原则是：
①适盐微生物菌群混合培养的盐浓度与废水盐浓度保持一致;
②进水盐浓度变化范围不超过待处理高盐废水盐浓度平均值的±20%。
本发明技术方案中，生化系统水温最好根据实际情况，控制在5~15℃、15~40℃或40~55℃。
本发明技术方案中，生化系统pH，控制在一般生化所需的6.0~9.0范围内。
本发明技术方案中，生化系统处理不同的高盐废水，有不同的工艺设计形式。从稳定进水水质和进水盐浓度考虑，将生化系统设计成1个或多个生化反应器(池)串联或并联组成的多段或多级生化系统，采用单点或多点进水方式，可降低进水盐浓度对生化系统的冲击。单个反应器内的生化工艺可以为好氧、缺氧、微氧、水解酸化、厌氧及其它，从而形成不同形式的组合生化处理工艺。
本发明技术方案中，生化系统中单个反应器内溶解氧根据工艺需要，可控制在2.0~4.0mg/L、1.0~2.0mg/L、0.5~1.0mg/L、0.1~0.5mg/L或小于0.1mg/L。
本发明技术方案中，适盐微生物菌群混合培养形成的微生物聚集体，包括但不限于活性污泥、生物膜、颗粒污泥及其它形式。
本发明技术方案中，适盐微生物处理高盐废水的负荷，在生化系统不同反应器、不同工艺条件下，应当有所不同。根据废水水质和单个反应器内采用的生化工艺，单个反应器内微生物负荷为0.50~1.00kgCODCr/(kgMLSS·d)、0.20~0.50kgCODCr/(kgMLSS·d)或0.20kgCODCr/(kgMLSS·d)以下。
采用本发明方法，总盐1%~25%、CODCr<20000mg/L且B/C>0.3的高盐废水可直接进行生化处理甚至处理达标。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)采用本发明方法，可对总盐最高达到25%的高盐废水进行生化处理，大大拓展了生化方法处理废水的耐盐浓度上限。
(2)采用本发明方法，高盐废水处理成本可降至0.5~5元/吨;而现有高盐废水处理成本普遍在40元/吨以上。
(3)采用本发明方法，高盐废水可直接在废水盐浓度下进行启动调试，缩短调试周期。现有高盐废水处理系统。
