申请日2013.10.10
公开(公告)日2013.12.25
IPC分类号C02F9/14; C02F101/38; C02F101/34; C02F3/34
摘要
本发明公开了利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法，废水共经过三段处理系统，分别是由第一兼氧池和第一好氧池组成的第一处理系统，由Anammox池组成的第二处理系统，由第二兼氧池、第二好氧池组成的第三处理系统;并且在第一兼氧池、第一好氧池、Anammox池、第二兼氧池、第二好氧池中，分别加入各自体积1.0%~2.5%的微生物载体以及1.5%~4.0%的环境微生物制剂。经处理后，硝基苯、苯胺废水的总氮可以控制在20mg/L以下，COD可以控制在80mg/L以下，其他指标也可以达到国家一级排放标准。除硝基苯、苯胺废水外，本发明所公开的一种利用微生物处理硝基苯、苯胺废水总氮的方法，也适用于制药废水、发酵废水、食品企业废水等难降解的生产废水，还可以用于市政废水、生活污水的处理。
权利要求书
1.利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法，其特征在于：废水共经过三段处理系统，分别是由第一兼氧池和第一好氧池组成的第一处理系统，由Anammox池组成的第二处理系统，由第二兼氧池、第二好氧池组成的第三处理系统;并且在第一兼氧池、第一好氧池、Anammox池、第二兼氧池、第二好氧池中，分别加入各自体积1.0%~2.5%的微生物载体以及1.5%~4.0%的环境微生物制剂。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在第一好氧池后设置一个第一沉淀池，所述第一沉淀池能够进行泥水分离，污泥回流至第一兼氧池且回流比例1:1~2;在第二好氧池后设置一个第二沉淀池，第二沉淀池完成泥水分离工作，污泥全部回流至第二兼氧池。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一兼氧池的参数控制为水温控制25~35℃，pH控制6~9，溶解氧<0.5mg/L，有效污泥浓度在3~6g/L。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一好氧池的参数控制为反应温度25~30℃、溶解氧2~4mg/L。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述Anammox反应池的参数控制为水温25~35℃，pH 6~9，溶解氧<0.5mg/ L，有效污泥浓度在3~6g/L。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第二氧化池的参数控制为温度25~30℃、pH值7.5~8.5，溶解氧2~4mg/ L。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：所述的环境微生物制剂是在硝基苯、苯胺废水环境条件下培养筛选出的，包括47个属的74中微生物的混合微生物制剂，具体包含微生物如下：
Alcaligenes faecalis 粪产碱菌
Alcaligenes xylosoxydans 木糖氧化产碱菌
Bacillus alvei 分支芽孢杆菌
Bacillus coagulans 凝结芽孢杆菌
Bacillus subtilis 枯草芽孢杆菌
Bacillus leutis 迟缓芽孢杆菌
Bacillus firmus 坚强芽孢杆菌
Bacillus mycoides 状芽孢杆菌
Nitrobacter winogradskyi 硝化杆菌
Bacillus alcalophilus 嗜碱芽孢杆菌
Bacillus cereus 蜡样芽孢杆菌
Bacillus licheniformis 地衣芽孢杆菌
Bacillus pumilus 短小芽孢杆菌
Bacillus spaericus 球形芽孢杆菌
Nitrosomonas europaea 亚硝化单胞菌
Nitrosococcus nitrosus 亚硝基亚硝化菌
Rhodopseudomonas palustris 沼泽红假单胞菌
Rhodopseudomonas acidphia 嗜酸红假单胞菌
Pseudomonas nitroreducens 硝化假单胞菌
Thiosphaera pantotropha 球硫细
Achromobacter xerosis 干燥无色菌
Haloferax denitrificans 反硝化盐富饶菌
Alteromonas denitrificans 反硝化交替单胞菌
Thiobacillus denitrificans 反硝化硫杆菌
Exiguobacterium aurantiacum 金橙黄微小杆菌
Eubacterium formicigenerans 产甲酸真杆菌
Eubacterium nitritogenes 产亚硝酸真杆菌
Eubacterium xylanophilum 嗜聚木糖真杆菌
Aeromonans hydrophila 嗜水气单胞菌
Aeromonas media 中间气单胞菌
Aeromonans sobria 温和气单胞菌
Pseudomonas alcaligenes 产碱假单胞菌属
Pseudomonas aureofaciens 致黄色假单胞菌
Pseudomonas chlororaphis 绿针假单胞菌
Acetobacter aceti 醋酸醋杆菌
Acetobacter liquefaciens 液化醋杆菌
Acetobacter xylinum 木醋杆菌
paenibacillus gluconolyticus 解葡聚糖类芽孢杆菌
Lactobacillus fermentum 发酵乳杆菌
Lactobacillus plantarum 植物乳杆菌
Lactobacillus alimentarius 消化乳杆菌
Lactobacillus amylophillus 食淀粉乳杆菌
Lactobacillus ruminis 瘤胃乳杆菌
Lactobacillus bervis 短乳杆菌
Gluconobacter albidus 浅井氏葡糖杆菌
Gluconobacte oxydans 葡糖氧化杆菌
Anaerovibrio glycerini 甘油厌氧弧菌
Anaerovibrio lipolytica 解脂厌氧弧菌
Synteophobacter wolinii 沃氏互营养杆菌
Synteophobacter pnnigii 芬氏互营养杆菌
Pelobacter acetylenicus 乙炔居泥杆菌
Pelobacter propionicus 产丙酸居泥杆菌
Rarobacter faecitabidus 渣腐稀有杆菌
Saccharomyces telluris(地生酵母)
Erythromonas ursincola 红单胞菌
Brevibacillus brevis 短短芽孢杆菌
Brevibacterium acetylicum 乙炔短杆菌
Brevibacterium casei 乳酶短杆菌
Haloferax mediterranei 地中海盐富饶菌
Methanobacterium bryantii 布氏甲烷杆菌
Methanobacterium paluster 沼泽甲烷杆菌
Methanobacterium uliginosum 泥沼甲烷杆菌
Methy1coccus capsulatus 荚膜甲基球菌
Cellulomonas biazotes 双氮纤维单胞菌
Cellulomonas fimi 粪肥纤维单胞菌
Thiobacillus novellas(新型硫杆菌)
Thiobacillus thioparus(产硫硫杆菌)
Thiobacillus thiooxidans 氧化硫杆菌
paenibacillus thiaminlyticus 解硫胶素类芽抱杆菌
Beggiatoa alba 白色贝氏硫菌
Thiodictyon elegans 美网硫菌
Thiocystis violacea 紫囊硫菌
Thiorhodococcus minus 硫红球菌
Chlorobium limicola 泥生绿菌。
说明书
利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法
技术领域
本发明属于生化技术领域，特别是涉及利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法。
背景技术
苯胺是芳香胺类最有代表性的物质，是一种具有芳香气味的无色油状液体，广泛应用于国防、印染、塑料、油漆、农药和医药工业等，同时也是严重污染环境和危害人体健康的有害物质，是一种“致癌、致畸、致突变”的三致物质。由于苯胺对生态生物的毒性,已经被列入“中国环境优先污染物黑名单”中,在工业排水中要求严格控制。
硝基苯，分子式为C5H6NO2，相对分子量为123，相对密度1.20，熔点在5.7℃，沸点是210.9℃。硝基苯是淡黄色透明油状液体，有苦杏仁味，不溶于水，溶于乙醉、乙醚、苯等多数有机溶剂。用于溶剂，制造苯胺、染料等。环境中的硝基苯主要来自化工厂、染料厂的废水废气，尤其是苯胺染料厂排出的污水中含有大量硝基苯。硝基苯在水中具有极高的稳定性，由于其密度大于水，进入水体后会沉入水底，长时间保持不变。又由于其在水中有一定的溶解度，所以造成的水体污染会持续相当长的时间。
随着化工工业的发展,苯胺的需求呈明显上升趋势,由此进入环境的量也会越来越多,对环境的毒害也会越来越大。如何减少苯胺对环境的污染,已经逐渐引起了人们的关注。硝基苯类化合物化学性能稳定，苯环较难开环降解，常规的废水处理方法很难使之净化。
目前国内外对苯胺废水的处理主要有物理、化学、生物等方法。鉴于苯胺、硝基苯本身的性质，常规的物理、化学处理方法存在着处理费用较高、容易引起二次污染、处理不达标等问题，难以得到大规模推广使用。而鉴于苯胺、硝基苯废水针对微生物具有很强的毒性，则常规微生物处理方法难以实现对其废水达标处理，或者在做特殊预处理后生化处理虽能实现达标排放，但会造成处理费用和工程占地面积的剧增。
发明内容
本发明要解决的技术问题是处理硝基苯、苯胺废水时所采用常规生物处理难以达标、占地、运行成本方面较高的问题，提供一种利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法。
为此，本发明所采用的技术方案是：利用微生物处理废水中硝基苯及苯胺的方法，其特征在于：废水共经过三段处理系统，分别是由第一兼氧池和第一好氧池组成的第一处理系统，由Anammox池组成的第二处理系统，由第二兼氧池、第二好氧池组成的第三处理系统;并且在第一兼氧池、第一好氧池、Anammox池、第二兼氧池、第二好氧池中，分别加入各自体积1.0%~2.5%的微生物载体以及1.5%~4.0%的环境微生物制剂。
更进一步的技术方案，在第一好氧池后设置一个第一沉淀池，所述第一沉淀池能够进行泥水分离，污泥回流至第一兼氧池且回流比例1:1~2;在第二好氧池后设置一个第二沉淀池，第二沉淀池完成泥水分离工作，污泥全部回流至第二兼氧池。
更进一步的技术方案，所述第一兼氧池的参数控制为水温控制25~35℃，pH控制6~9，溶解氧<0.5mg/L，有效污泥浓度在3~6g/L。
更进一步的技术方案，所述第一好氧池的参数控制为反应温度25~30℃、溶解氧2~4mg/L。
更进一步的技术方案，所述Anammox反应池的参数控制为水温25~35℃，pH 6~9，溶解氧<0.5mg/ L，有效污泥浓度在3~6g/L。
更进一步的技术方案，所述第二氧化池的参数控制为温度25~30℃、pH值7.5~8.5，溶解氧2~4mg/ L。
更进一步的技术方案，所述的环境微生物制剂是在硝基苯、苯胺废水环境条件下培养筛选出的，包括47个属的74中微生物的混合微生物制剂，具体包含微生物如下：
Alcaligenes faecalis 粪产碱菌
Alcaligenes xylosoxydans 木糖氧化产碱菌
Bacillus alvei 分支芽孢杆菌
Bacillus coagulans 凝结芽孢杆菌
Bacillus subtilis 枯草芽孢杆菌
Bacillus leutis 迟缓芽孢杆菌
Bacillus firmus 坚强芽孢杆菌
Bacillus mycoides 状芽孢杆菌
Nitrobacter winogradskyi 硝化杆菌
Bacillus alcalophilus 嗜碱芽孢杆菌
Bacillus cereus 蜡样芽孢杆菌
Bacillus licheniformis 地衣芽孢杆菌
Bacillus pumilus 短小芽孢杆菌
Bacillus spaericus 球形芽孢杆菌
Nitrosomonas europaea 亚硝化单胞菌
Nitrosococcus nitrosus 亚硝基亚硝化菌
Rhodopseudomonas palustris 沼泽红假单胞菌
Rhodopseudomonas acidphia 嗜酸红假单胞菌
Pseudomonas nitroreducens 硝化假单胞菌
Thiosphaera pantotropha 球硫细
Achromobacter xerosis 干燥无色菌
Haloferax denitrificans 反硝化盐富饶菌
Alteromonas denitrificans 反硝化交替单胞菌
Thiobacillus denitrificans 反硝化硫杆菌
Exiguobacterium aurantiacum 金橙黄微小杆菌
Eubacterium formicigenerans 产甲酸真杆菌
Eubacterium nitritogenes 产亚硝酸真杆菌
Eubacterium xylanophilum 嗜聚木糖真杆菌
Aeromonans hydrophila 嗜水气单胞菌
Aeromonas media 中间气单胞菌
Aeromonans sobria 温和气单胞菌
Pseudomonas alcaligenes 产碱假单胞菌属
Pseudomonas aureofaciens 致黄色假单胞菌
Pseudomonas chlororaphis 绿针假单胞菌
Acetobacter aceti 醋酸醋杆菌
Acetobacter liquefaciens 液化醋杆菌
Acetobacter xylinum 木醋杆菌
paenibacillus gluconolyticus 解葡聚糖类芽孢杆菌
Lactobacillus fermentum 发酵乳杆菌
Lactobacillus plantarum 植物乳杆菌
Lactobacillus alimentarius 消化乳杆菌
Lactobacillus amylophillus 食淀粉乳杆菌
Lactobacillus ruminis 瘤胃乳杆菌
Lactobacillus bervis 短乳杆菌
Gluconobacter albidus 浅井氏葡糖杆菌
Gluconobacte oxydans 葡糖氧化杆菌
Anaerovibrio glycerini 甘油厌氧弧菌
Anaerovibrio lipolytica 解脂厌氧弧菌
Synteophobacter wolinii 沃氏互营养杆菌
Synteophobacter pnnigii 芬氏互营养杆菌
Pelobacter acetylenicus 乙炔居泥杆菌
Pelobacter propionicus 产丙酸居泥杆菌
Rarobacter faecitabidus 渣腐稀有杆菌
Saccharomyces telluris(地生酵母)
Erythromonas ursincola 红单胞菌
Brevibacillus brevis 短短芽孢杆菌
Brevibacterium acetylicum 乙炔短杆菌
Brevibacterium casei 乳酶短杆菌
Haloferax mediterranei 地中海盐富饶菌
Methanobacterium bryantii 布氏甲烷杆菌
Methanobacterium paluster 沼泽甲烷杆菌
Methanobacterium uliginosum 泥沼甲烷杆菌
Methy1coccus capsulatus 荚膜甲基球菌
Cellulomonas biazotes 双氮纤维单胞菌
Cellulomonas fimi 粪肥纤维单胞菌
Thiobacillus novellas(新型硫杆菌)
Thiobacillus thioparus(产硫硫杆菌)
Thiobacillus thiooxidans 氧化硫杆菌
paenibacillus thiaminlyticus 解硫胶素类芽抱杆菌
Beggiatoa alba 白色贝氏硫菌
Thiodictyon elegans 美网硫菌
Thiocystis violacea 紫囊硫菌
Thiorhodococcus minus 硫红球菌
Chlorobium limicola 泥生绿菌。
第一段处理系统中，兼氧池中的兼氧菌充分利用原水COD通过反硝化作用去除来水中全部硝态氮，好氧池通过调整pH值、溶解氧、水力停留时间、温度、泥龄等参数将氨氮的转化控制在亚硝态阶段，使污泥中亚硝化细菌优势增长，为下一阶段厌氧氨氧化反应提供良好的条件。
第二段Anammox池为厌氧氨氧化反应器。通过投加了高效环境治理微生物制剂，依托于其高效的厌氧氨氧化作用，将氨氮、亚硝态氮直接转变为氮气，实现氮的高效去除，大大地降低了来水中总氮的浓度，从而减少后段脱氮装备的污泥负担，进而减小生化单元的设计溶剂，降低项目占地面积和建设成本。
第三段处理系统中，停留时间短，第二兼氧池将Anammox池微生物代谢副产物硝态氮通过反硝化作用代谢为氮气，去除废水剩余总氮，此过程需投加少量有机碳源。第三段作为本处理工艺的保障单元，如果Anammox反应不能实现总氮的完全去除，则可通过该段的反硝化作用实现对残留氮的去除。第二好氧池同时实现了“短程硝化-反硝化”、“同时硝化-反硝化”、“好氧反硝化”、“厌氧氨氧化”等与传统硝化-反硝化反应同时进行的生化脱氮反应，从而达到高效、经济脱总氮和去除有机物的目的。
经本发明处理后，硝基苯、苯胺废水的总氮可以控制在20mg/L以下，COD可以控制在80mg/L以下，其他指标也可以达到国家一级排放标准。除硝基苯、苯胺废水外，本发明所公开的一种利用微生物处理硝基苯、苯胺废水总氮的方法，也适用于制药废水、发酵废水、食品企业废水等难降解的生产废水，还可以用于市政废水、生活污水的处理。
