一種強化處理工業高含酚廢水的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生化環保技術領域，提供了一種利用±著微生物構建功能菌群并用于 強化處理工業高含酪廢水的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著石化、焦化、樹脂等行業的迅速發展，各類工業含酪廢水的產生也相應增多。 酪類化合物是一類有毒物質，對幾乎所有生物均有毒害作用，因此，工業高含酪廢水的處理 刻不容緩。目前，含酪廢水的處理方法主要有溶劑萃取、化學氧化、化學沉淀和生化處理等。 其中生化法經濟、高效、處理徹底、無二次污染，成為含酪廢水處理的研究重點。
[0003] 傳統的生化處理方法主要有厭氧生化法和好氧生化法，W好氧生化法為主。但此 類廢水中的酪類物質毒性較大，對微生物的生長有強烈的抑制作用，傳統生化系統對酪的 承受能力有限。加之工業廢水具有水質水量波動大的特點，易于對傳統生化系統造成強烈 沖擊，例如，石油煉化行業原油品質的下降即可造成出水酪含量急劇升高，使生化系統出現 污泥膨脹、出水不達標等問題，甚至造成生化系統崩潰。 陽004] 生物強化技術，即生物增強技術度iologicalaugmentation)，是為了提高廢水處 理系統的處理能力而向該系統中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產 生的高效菌種，W去除某一種或某一類有害物質的方法。生物強化技術產生于20世紀70 年代中期，80年代開始在污水處理領域應用，目前已成為國內外學者的研究熱點。據報道， 使用生物強化方法降解苯酪、1-糞酪、鄰苯二酪，去除率分別達到100%、98%、70%，對含 酪廢水的處理具有巨大的優勢和潛力。
[0005] 目前為止，國內外研究熱點在于尋找或構建高效降酪菌種，通過單一菌種或其相 互間的復配制備生物菌劑，向生化系統中投加W提高其耐酪、降酪能力。例如中國專利 CN101348305B公開了一種木屑固定化糞產堿桿菌處理含苯酪廢水的方法，對高濃度苯酪廢 水處理效果良好。再如目前國外已有較為成熟的生物菌劑產品在我國投入使用，可用于污 水降酪，如美國的利蒙、碧沃豐系列。
[0006] 但類似產品及技術多為單一菌種或其相互間的復配，且多為外源菌種，對水質變 化適應性差，在系統中難W成為優勢菌種，需長期持續投加，加之高效菌種的分離、構建難 度大，研發周期長，因此菌劑產品大多價格昂貴，運行成本高，多數企業難W承受，并且外源 菌種的投加有可能因與±著菌種生態位重疊而對系統造成不良影響。另外，依靠目前生物 技術僅能分離自然界1%左右的菌種，多數菌種無法分離，因此生態環境中上著微生物對污 染物降解的巨大潛力尚未充分發掘。從已有的研究成果來看，在含酪廢水污水處理廠現場， 利用現有資源，通過建立一套簡單高效的功能菌群"培養-使用"一體化流程，來強化生化 系統對含酪廢水處理能力的技術方法和工程實例尚不多見。
【發明內容】
[0007] 本發明針對現有技術存在的上述不足，將生物強化技術與傳統活性污泥法相結 合，充分利用含酪廢水污水處理廠現有資源，提供了一種利用±著微生物構建功能菌群并 用于強化處理工業高含酪廢水的方法，在生產現場建立一套完整的功能菌群"培養-使用" 一體化流程，實現含酪廢水的達標排放。本發明所述方法對各類工業高含酪廢水具有廣泛 適用性，所構建的功能菌群克服了上述單一菌種和外源菌種存在的不足，功能菌群的構建 從未脫離原系統水質環境，菌群組成動態變化，適應性強，投加后可快速起效且穩定持久， 無需長期持續投加，適用于生化系統異常狀態的恢復、提高系統處理效率及停工后的快速 啟動。另外，菌群的構建在開放環境中進行，培養容器采用廢舊試劑桶、閑置的小型曝氣池、 加藥池、中試試驗池等污水處理廠常見設施利舊即可，培養周期短，特別適合在各種規模污 水處理廠現場實施。功能菌群的投加可全面強化系統處理效果，對揮發酪、COD、氨氮、色度 等指標均有良好去除效果。本發明工藝合理，成本低廉，易于推廣實施，具有良好的環境效 益和社會效益。
[0008] 本發明的主要內容就是提供了一套完整的功能菌群構建方法和具體應用方法，針 對于不同環境下的±著微生物具有極佳的效果，不需對微生物的菌種等條件進行限定，具 有廣泛的應用價值。
[0009] 本發明所設及的方法，可W廣泛應用于工業高含酪廢水的強化處理，步驟如下：
[0010] (1)采樣：對工業高含酪廢水好氧處理系統進行上著微生物樣品采集，靜置并棄 去上層清液；
[0011] 其中所述工業高含酪廢水包括石化、焦化、塑料、樹脂等行業污水處理系統好氧段 進水，進水原水酪含量 200-800mg/l，COD為 1000-4000mg/l，氨氮 50-300mg/L;
[0012] 其中所述±著微生物樣品為工業高含酪廢水原好氧池泥水混合物，或二沉池回流 污泥，或未經處理的剩余污泥；其中所述未經處理指的是沒有經過任何可能影響污泥菌種 活性的處理，例如污泥消化、污泥脫水、石灰穩定等工序；
[0013] (2)構建功能菌群：
[0014]A.配制培養液：培養液配方為：0. 1-1% (w/v)基礎無機鹽培養基、10-50% (v/v) 待處理工業高含酪廢水、0. 1-2% (w/v)無機載體、余量為自來水；將W上成分在布有曝氣 設施的培養容器中混合均勻，培養液體積為預計總體積的30-50%，預計總體積按照好氧系 統有效容積的0. 2-2%。計算得出；其中預計總體積指的是預計構建的功能菌群的總體積； 好氧系統有效容積指的是功能菌群構建完畢后，投加運行的原工業高含酪廢水好氧處理系 統的有效容積；
[0015] 由于菌種培養過程是逐級放大的，所W初始培養液體積占預計總體積的比例不能 過高，定在30-50%，而預計總體積按好氧系統有效容積的0. 2-2%。是根據菌群投加的用量 確定的，太少不夠投加，太多會造成浪費；
[0016]B.接種：在上述培養液中添加混合酪并混合均勻，使培養液酪濃度達到 300-500111旨/1，調節抑至6-8,將上述步驟（1)中采集的上著微生物樣品接入培養容器中，使 接種后±著微生物樣品濃度W污泥干質量計為2-lOg/L; 陽017]C. -級培養：對上述接種后的培養液進行曝氣培養，控制DO:2-4mg/l，溫度： 15-37°C，每24h檢測培養液酪含量；酪去除率達到90%W上后，補充混合酪至500-800mg/ L;繼續培養至酪去除率達到90%W上后，補充混合酪至800-1000mg/L;此后酪去除率每達 到90%W上，補充混合酪至800-1000mg/l，連續培養5-7d;
[0018]化二級培養：將上述一級培養液靜置，棄去培養液體積10-50%的上層清液，按步 驟A所述配方配制新鮮培養液并補充到培養容器中，使培養液體積達到預計總體積，補充 混合酪至800-1000111邑/1，曝氣培養，培養條件及檢測方式與一級培養的條件相同，酪去除率 每達到90 %W上，補充混合酪至800-1000mg/l，連續培養10-14d且培養液降酪速率不低于 800mg/化.d)(即每天降解濃度為800mg/L的酪），功能菌群構建完成；
[0019] 也可將二級培養中培養液體積增加幅度減小，不必一次性達到預計總體積，而是 細化為=級及W上的多級培養，每一級持續時間為5-7d，其他操作與二級培養相同，直至培 養液體積遞增至預計總體積，且降酪速率不低于800mg/化.d)，功能菌群構建完成；
[0020] 在上述過程中之所W選擇上述的取樣點，主要原因在于W上采樣點均含有大量原 系統±著微生物，種類豐富，菌種濃度高，活性強，且已具備一定的耐酪降酪能力，易于強化 培養；功能菌群構建完畢后再投加回原系統，適應能力強，可快速起效并形成優勢菌種，無 需長期持續投加，且不會因生態位重疊造成不良影響；
[0021] 在構建功能菌群時采用的基礎無機鹽培養基成分組成按重量份計為：NH4NO38-12 份、K2HPO44-6 份、皿2?〇44-6 份、CaClz0. 8-1. 2 份、NaCl1. 5-2. 5 份、M拆〇40. 8-1. 2 份、 MnS〇4 0. 05-0. 1