申请日2016.10.13
公开(公告)日2017.02.01
IPC分类号C02F3/30; C02F3/34; C12N11/14
摘要
本发明涉及一种处理高浓度含酚废水的生物制剂的制备方法，属于废水治理领域。该方法首先将多孔椰壳浸入沼气液中浸泡，再经炭化制得高吸附率的椰壳炭颗粒，将椰壳炭和木块以及硝基苯酚共同发霉腐烂，将木质腐烂中产生的微生物负载在椰壳炭上，最后再将负载微生物的椰壳炭和淤泥、丝瓜络以及富含没食子酸的茱萸共同发酵改性，冷冻干燥后即得生物制剂，本发明制得的生物制剂按投加量为300～400mg/L将本发明制得的生物制剂投入含酚废水中,废水中酚浓度由原来的1200mg/L～1500mg/L降低到10mg/L以下，去除率可达99.1%以上。
权利要求书
1.一种处理高浓度含酚废水的生物制剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
(1)按质量比为1:5将椰壳浸入沼气池中浸泡20～24h，浸泡结束后立即取出平铺在竹筛上，用液氮喷淋冷冻3～5min，待其自然恢复室温后放入气流粉碎机中粉碎20～30min，得到椰壳颗粒，再将椰壳颗粒放入炭化炉中，在氮气保护下加热升温至200～300℃，保温炭化2～3h后得多孔椰壳炭颗粒;
(2)取一块边长30～50m，厚度为10cm的正方形木板，用打孔器在木板表面均匀的打出15～20个深度为5～8cm的孔洞，将上述得到的多孔椰壳炭颗粒和硝基苯酚按质量比为10:1混合后塞进木板上的孔洞中，用猪粪将木板表面掩埋覆盖，再在猪粪上撒上椰壳炭总质量2～3倍的沼气液，放在温度为30～40℃、空气相对湿度为60～70%的环境下自然腐烂15～20天;
(3)腐烂处理结束后取出椰壳炭颗粒即微生物改性炭，将其和丝瓜络以及山茱萸按等质量混合后得发酵底物并装入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物总质量3～5倍的河底淤泥，混合均匀后密封发酵罐，将其放置在35～45℃的温室中，保温发酵2～3周直至丝瓜络和山茱萸完全腐烂;
(4)待上述发酵结束后，再按接种量为10～15%向发酵产物中接入白腐菌并在发酵产物表面铺设一层枯树叶，敞开罐口继续自然发酵7～9天，发酵结束后取出发酵产物，放入真空冻干机冻干后粉碎，装袋包装，即得处理高浓度含酚废水的生物制剂。
说明书
一种处理高浓度含酚废水的生物制剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种处理高浓度含酚废水的生物制剂的制备方法，属于废水治理领域。
背景技术
酚类化合物毒性强，是我国优先控制的污染物之一，同时也是美国环保局列出的129种优先控制的污染物之一。含酚废水主要来源于焦化、煤气、炼油和以苯酚或酚醛为原料的化工、制药等生产过程，其来源广、数量多、危害大，是各国水污染控制中列为重点解决的有毒有害废水之一。如何经济而有效地治理含酚废水，一直是国内外研究的重要课题。在实际含酚废水的处理中，通常对高浓度的含酚废水，首先应考虑将酚加以回收利用，这样既可减少资源浪费，也有利于废水的深度处理;对含酚浓度较低、无回收价值的废水或经回收处理后仍留有残余酚的废水，则必须进行无害化处理，做到达标排放，以实现经济效益与环境效益的统一。
生物法与物理、化学方法相比，具有经济、高效的优点，更重要的是可以实现无害化，无二次污染、处理量大，是目前应用最广的废水处理技术，也是我国含酚废水无害化处理的主要方法。该法对较低浓度的含酚废水处理效果好，对含酚浓度较高、毒性较强的废水，由于存在毒性物质对微生物活性的抑制作用，采用传统的生化法处理效率低。而且存在运行管理要求高、对毒物承受能力低、不适应冲击负荷、曝气池容积负荷低、污泥产生量大等不足之处，对组成复杂、浓度较高的含酚废水处理效果不理想。
发明内容
针对目前传统的生物法处理低浓度含酚废水效果好，而对含酚浓度较高、毒性较强的废水，由于存在毒性物质对微生物活性的抑制作用，导致处理效果不理想的缺陷，提供了一种处理高浓度含酚废水的生物制剂的制备方法。该方法首先将多孔椰壳浸入沼气液中浸泡，让沼气液浸入椰壳孔隙中，一方面利用微生物微腐孔隙，另一方面经液氮冷冻使孔隙中沼气液瞬时结冰，体积膨胀从而拓宽椰壳内部孔隙，增大椰壳比表面积，再经炭化制得高吸附率的椰壳炭颗粒，将椰壳炭和木块以及硝基苯酚共同发霉腐烂，将木质腐烂中产生的微生物负载在椰壳炭上，最后再将负载微生物的椰壳炭和淤泥、丝瓜络以及富含没食子酸的山茱萸共同发酵改性，冷冻干燥后即得生物制剂，本发明制得的生物制剂中微生物负载在无机载体中，受到有效保护，废水中的毒性物质难以直接抑制微生物的活性，并且强吸附性的多孔炭可以吸附难降解的有机物和微生物，延长了这些物质与微生物的接触时间，增大了微生物对这些物质的降解机会，因此对高浓度含酚废水也具有极佳的去除效率。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
(1)按质量比为1:5将椰壳浸入沼气池中浸泡20～24h，浸泡结束后立即取出平铺在竹筛上，用液氮喷淋冷冻3～5min，待其自然恢复室温后放入气流粉碎机中粉碎20～30min，得到椰壳颗粒，再将椰壳颗粒放入炭化炉中，在氮气保护下加热升温至200～300℃，保温炭化2～3h后得多孔椰壳炭颗粒;
(2)取一块边长30～50m，厚度为10cm的正方形木板，用打孔器在木板表面均匀的打出15～20个深度为5～8cm的孔洞，将上述得到的多孔椰壳炭颗粒和硝基苯酚按质量比为10:1混合后塞进木板上的孔洞中，用猪粪将木板表面掩埋覆盖，再在猪粪上撒上椰壳炭总质量2～3倍的沼气液，放在温度为30～40℃、空气相对湿度为60～70%的环境下自然腐烂15～20天;
(3)腐烂处理结束后取出椰壳炭颗粒即微生物改性炭，将其和丝瓜络以及山茱萸按等质量混合后得发酵底物并装入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物总质量3～5倍的河底淤泥，混合均匀后密封发酵罐，将其放置在35～45℃的温室中，保温发酵2～3周直至丝瓜络和茱萸完全腐烂;
(4)待上述发酵结束后，再按接种量为10～15%向发酵产物中接入白腐菌并在发酵产物表面铺设一层枯树叶，敞开罐口继续自然发酵7～9天，发酵结束后取出发酵产物，放入真空冻干机冻干后粉碎，装袋包装，即得处理高浓度含酚废水的生物制剂。
本发明的具体应用方法：按投加量为300～400mg/L将本发明制得的生物制剂投入含酚废水中，混合均匀后在常温下厌氧处理2～3h，再在有氧条件下曝气处理3～5h后即可达标排放，经检测，经本发明生物制剂处理后的含酚废水，废水中酚浓度由原来的1200mg/L～1500mg/L降低到10mg/L以下，去除率可达99.1%以上。
本发明的有益效果：
(1)本发明制得的生物制剂不仅对低浓度含酚废水处理效果明显，对高浓度含酚废水的去除也有极佳的效果，经检测，经本发明生物制剂处理后的含酚废水，废水中酚浓度由原来的1200mg/L～1500mg/L降低到10mg/L以下，去除率可达99.1%以上;
(2)本发明制得的生物制剂原材料简单易得，制备步骤简单易操作，成本低廉;
(3)本发明制得的生物制剂运行管理方便，对毒物承受能力低，适应冲击负荷，污泥产量小，具有极佳的处理效果。
具体实施方式
按质量比为1:5将椰壳浸入沼气池中浸泡20～24h，浸泡结束后立即取出平铺在竹筛上，用液氮喷淋冷冻3～5min，待其自然恢复室温后放入气流粉碎机中粉碎20～30min，得到椰壳颗粒，再将椰壳颗粒放入炭化炉中，在氮气保护下加热升温至200～300℃，保温炭化2～3h后得多孔椰壳炭颗粒;取一块边长30～50m，厚度为10cm的正方形木板，用打孔器在木板表面均匀的打出15～20个深度为5～8cm的孔洞，将上述得到的多孔椰壳炭颗粒和硝基苯酚按质量比为10:1混合后塞进木板上的孔洞中，用猪粪将木板表面掩埋覆盖，再在猪粪上撒上椰壳炭总质量2～3倍的沼气液，放在温度为30～40℃、空气相对湿度为60～70%的环境下自然腐烂15～20天;腐烂处理结束后取出椰壳炭颗粒即微生物改性炭，将其和丝瓜络以及山茱萸按等质量混合后得发酵底物并装入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物总质量3～5倍的河底淤泥，混合均匀后密封发酵罐，将其放置在35～45℃的温室中，保温发酵2～3周直至丝瓜络和茱萸完全腐烂;待上述发酵结束后，再按接种量为10～15%向发酵产物中接入白腐菌并在发酵产物表面铺设一层枯树叶，敞开罐口继续自然发酵7～9天，发酵结束后取出发酵产物，放入真空冻干机冻干后粉碎，装袋包装，即得处理高浓度含酚废水的生物制剂。
实例1
按质量比为1:5将椰壳浸入沼气池中浸泡20h，浸泡结束后立即取出平铺在竹筛上，用液氮喷淋冷冻3min，待其自然恢复室温后放入气流粉碎机中粉碎20min，得到椰壳颗粒，再将椰壳颗粒放入炭化炉中，在氮气保护下加热升温至200℃，保温炭化2h后得多孔椰壳炭颗粒;取一块边长30m，厚度为10cm的正方形木板，用打孔器在木板表面均匀的打出15个深度为5cm的孔洞，将上述得到的多孔椰壳炭颗粒和硝基苯酚按质量比为10:1混合后塞进木板上的孔洞中，用猪粪将木板表面掩埋覆盖，再在猪粪上撒上椰壳炭总质量2倍的沼气液，放在温度为30℃、空气相对湿度为60%的环境下自然腐烂15天;腐烂处理结束后取出椰壳炭颗粒即微生物改性炭，将其和丝瓜络以及山茱萸按等质量混合后得发酵底物并装入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物总质量3倍的河底淤泥，混合均匀后密封发酵罐，将其放置在35℃的温室中，保温发酵2周直至丝瓜络和茱萸完全腐烂;待上述发酵结束后，再按接种量为10%向发酵产物中接入白腐菌并在发酵产物表面铺设一层枯树叶，敞开罐口继续自然发酵7天，发酵结束后取出发酵产物，放入真空冻干机冻干后粉碎，装袋包装，即得处理高浓度含酚废水的生物制剂。
本发明的具体应用方法：按投加量为300mg/L将本发明制得的生物制剂投入含酚废水中，混合均匀后在常温下厌氧处理2h，再在有氧条件下曝气处理3h后即可达标排放，经检测，经本发明生物制剂处理后的含酚废水，废水中酚浓度由原来的1200mg/L降低到8mg/L，去除率可达99.3%。
实例2
按质量比为1:5将椰壳浸入沼气池中浸泡22h，浸泡结束后立即取出平铺在竹筛上，用液氮喷淋冷冻4min，待其自然恢复室温后放入气流粉碎机中粉碎25min，得到椰壳颗粒，再将椰壳颗粒放入炭化炉中，在氮气保护下加热升温至250℃，保温炭化2h后得多孔椰壳炭颗粒;取一块边长40cm，厚度为10cm的正方形木板，用打孔器在木板表面均匀的打出18个深度为7cm的孔洞，将上述得到的多孔椰壳炭颗粒和硝基苯酚按质量比为10:1混合后塞进木板上的孔洞中，用猪粪将木板表面掩埋覆盖，再在猪粪上撒上椰壳炭总质量3倍的沼气液，放在温度为35℃、空气相对湿度为65%的环境下自然腐烂18天;腐烂处理结束后取出椰壳炭颗粒即微生物改性炭，将其和丝瓜络以及山茱萸按等质量混合后得发酵底物并装入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物总质量4倍的河底淤泥，混合均匀后密封发酵罐，将其放置在40℃的温室中，保温发酵2周直至丝瓜络和茱萸完全腐烂;待上述发酵结束后，再按接种量为13%向发酵产物中接入白腐菌并在发酵产物表面铺设一层枯树叶，敞开罐口继续自然发酵8天，发酵结束后取出发酵产物，放入真空冻干机冻干后粉碎，装袋包装，即得处理高浓度含酚废水的生物制剂。
本发明的具体应用方法：按投加量为350mg/L将本发明制得的生物制剂投入含酚废水中，混合均匀后在常温下厌氧处理2h，再在有氧条件下曝气处理4h后即可达标排放，经检测，经本发明生物制剂处理后的含酚废水，废水中酚浓度由原来的1300mg/L降低到8mg/L，去除率可达99.3%。
实例3
按质量比为1:5将椰壳浸入沼气池中浸泡24h，浸泡结束后立即取出平铺在竹筛上，用液氮喷淋冷冻5min，待其自然恢复室温后放入气流粉碎机中粉碎30min，得到椰壳颗粒，再将椰壳颗粒放入炭化炉中，在氮气保护下加热升温至300℃，保温炭化3h后得多孔椰壳炭颗粒;取一块边长50m，厚度为10cm的正方形木板，用打孔器在木板表面均匀的打出20个深度为8cm的孔洞，将上述得到的多孔椰壳炭颗粒和硝基苯酚按质量比为10:1混合后塞进木板上的孔洞中，用猪粪将木板表面掩埋覆盖，再在猪粪上撒上椰壳炭总质量3倍的沼气液，放在温度为40℃、空气相对湿度为70%的环境下自然腐烂20天;腐烂处理结束后取出椰壳炭颗粒即微生物改性炭，将其和丝瓜络以及山茱萸按等质量混合后得发酵底物并装入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物总质量5倍的河底淤泥，混合均匀后密封发酵罐，将其放置在45℃的温室中，保温发酵3周直至丝瓜络和茱萸完全降解;待上述发酵结束后，再按接种量为15%向发酵产物中接入白腐菌并在发酵产物表面铺设一层枯树叶，敞开罐口继续自然发酵9天，发酵结束后取出发酵产物，放入真空冻干机冻干后粉碎，装袋包装，即得处理高浓度含酚废水的生物制剂。
本发明的具体应用方法：按投加量为400mg/L将本发明制得的生物制剂投入含酚废水中，混合均匀后在常温下厌氧处理3h，再在有氧条件下曝气处理5h后即可达标排放，经检测，经本发明生物制剂处理后的含酚废水，废水中酚浓度由原来的1500mg/L降低到6mg/L，去除率可达99.6%。