申请日2014.12.29
公开(公告)日2015.04.22
IPC分类号C02F9/14; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种微生物菌剂及其在强化处理焦化废水中的应用。一种微生物菌剂强化处理焦化废水的方法及相应的装置，焦化废水原水由进水管依次进入隔油池、调节池、水解酸化池、好氧强化池、初沉池、缺氧反硝化池、好氧硝化池和二沉池而排出，其中将微生物菌剂投加至好氧强化池。本发明将微生物菌剂成功地应用到焦化废水的处理工艺中，显著增强了难降解有机物的去除率，强化了COD、氨氮和总氮的去除，并大幅降低运行成本，使出水水质能够达标排放。
权利要求书
1.一种微生物菌剂，其特征在于，包括：
(1)吡啶降解菌TJKYBD-02，保藏编号：CGMCC 10176;
(2)喹啉降解菌;
(3)苯酚降解菌;
(4)邻甲酚降解菌TJKYLJF-01，保藏编号：10177;
(5)萘降解菌;
(6)正十六烷降解菌，
上述(1)-(6)种菌株分别属于节杆菌属(Arthrobacter sp.)、绿针假 单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)、乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)、假单胞菌属(Pseudomonassp.)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。
2.如权利要求1所述的微生物菌剂，其特征在于，所述菌剂中各个菌株的 质量比为：吡啶降解菌5-15%，喹啉降解菌10-15%，苯酚降解菌15-30%，邻甲 酚降解菌10-20%，萘降解菌5-10%，正十六烷降解菌10-20%，余量以辅料补齐。
3.权利要求1-2任一所述的微生物菌剂在焦化废水处理中的应用。
4.一种微生物菌剂强化处理焦化废水的方法，其特征在于，用权利要求1-2 任一所述的微生物菌剂对焦化废水进行处理。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)水解酸化处理：将焦化废水进行水解酸化，将大分子有机物水解成 小分子，提高可生化性;
(2)好氧强化处理：添加权利要求1-2任一的微生物菌剂到好氧强化池进 行好氧强化处理，去除大部分有机物及难降解有机物;
(3)缺氧反硝化和好氧硝化处理：进行缺氧反硝化和好氧硝化处理，去 除氨氮和总氮。
6.如权利要求4或5所述的方法，好氧强化池加入微生物菌剂后，COD去除 率提高5-10%。
7.如权利要求4-6任一所述的方法，其特征在于，微生物菌剂的投放量为： 0.08%-1.2%(w/v)。
8.如权利要求4-7任一所述的方法，其特征在于，在好氧强化处理步骤后 包括活性污泥回流步骤，将含有微生物的活性污泥进行回流，减少微生物的 流失。优选的，在水解酸化处理步骤前，进行隔油和调节处理步骤，其中， 焦化废水经过隔油池处理，使油状液体去除，更优选的，在缺氧反硝化和好 氧硝化处理步骤后包括活性污泥二次回流步骤，将上述处理的废水送入二级 沉淀池，将活性污泥再次进行回流，减少微生物的流失。
9.一种微生物菌剂强化处理焦化废水的装置，包括
(1)、水解酸化池，将焦化废水进行水解酸化，将大分子有机物水解 成小分子，提高可生化性;
(2)、好氧强化池，用于将焦化废水进行好氧强化处理，添加权利要 求1-2任一的微生物菌剂到好氧强化池进行好氧强化处理，去除大部分有 机物及难降解有机物;
(3)、缺氧反硝化池和好氧硝化池：将焦化废水进行缺氧反硝化和好 氧硝化处理，去除氨氮和总氮。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，在好氧强化池后包括初沉池， 用于活性污泥回流步骤，将含有微生物的活性污泥进行回流，减少微生物的 流失。优选的，在水解酸化池前包括隔油池和调节池，用于将焦化废水进行 隔油和调节处理步骤，其中，焦化废水经过隔油池处理，使油状液体去除， 更优选的，在好氧硝化池后包括二级沉淀池，将活性污泥进行二次回流步骤， 将上述处理废水送入二级沉淀池，将活性污泥再次进行回流，减少微生物的 流失。
说明书
一种焦化废水处理微生物菌剂及其应用
技术领域
本发明涉及废水处理领域，包括煤化工、石油化工废水处理，尤其是涉及 焦化废水处理的微生物菌剂及其在焦化废水处理中的应用。
背景技术
焦化废水是煤在高温干馏过程、煤气净化和化学产品精制过程中形成的废 水，含有酚类、多环芳烃类和杂环类难降解有机物及氰化物等有毒物质。其 成分复杂、毒性大、性质稳定，是一种难降解的高浓度有机废水。
对于高浓度的有机废水，采用常规的生物或物化方法处理难以或无法使其 达到国家排放标准。目前国内外研究较多的几种在物理化学方法，包括：湿 空气氧化法(WAO)、超临界水氧化法(SCWO)和湿式催化氧化法(CWO)等。 WAO和SCWO是在高温高压条件下，一般为250-400℃，18-25Mpa，将废水中 的有机物分解为H2O、CO2和NO3等无机小分子物质。CWO则是采用专用催化剂 降低反应条件，一般为170-300℃，1.0～10Mpa，在保证处理效果的前提下， 降低设备耐腐蚀、耐温和耐压的性能要求，从而降低设备制造投资和运行成 本。然而，这些方法所涉及到的设备投资和运行成本依然很高。
目前，我国焦化厂每年都会产生数千万吨含氨和酚的废水。这些厂大都建 于20世纪80年代，采用普通生化处理技术来处理焦化废水。该技术对废水中 的挥发酚、氰等少数污染物有一定的去除效果，而对难降解有机污染物的降 解效果极差，致使出水中的NH3-N和COD严重超标，对水体环境造成了很大的 污染，迫使人们急切寻找合适的替代方法。
发明内容
针对上述处理焦化废水中的不足，本发明所要解决的技术问题在于如何提 高废水中难降解有机污染物的降解效果，并且降低了投资和运营成本，解决 环境污染问题。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
本发明提供一种微生物菌剂，所述菌剂包括吡啶、喹啉等杂环类难降解有 机物高效降解菌，萘等多环类高效降解菌，苯酚、邻甲酚等酚类高效降解菌， 长链烷烃类高效降解菌。
优选的，所述微生物菌剂包括：
(1)吡啶降解菌节杆菌属(Arthrobacter sp.)TJKYBD-02，保藏编号：CGMCC 10176;
(2)喹啉降解菌;
(3)苯酚降解菌;
(4)邻甲酚降解菌假单胞菌属(Pseudomonas sp.)TJKYLJF-01，保藏编号： 10177;
(5)萘降解菌;
(6)正十六烷降解菌，
上述(1)-(6)种菌株分别属于节杆菌属(Arthrobacter sp.)、绿针假 单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)、乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)、假单胞菌属(Pseudomonassp.)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。
优选的，所述菌剂中各个菌株的质量比为：吡啶降解菌5-15%，喹啉降解 菌10-15%，苯酚降解菌15-30%，邻甲酚降解菌10-20%，萘降解菌5-10%，正十 六烷降解菌10-20%，余量以辅料补齐。
优选的，每2g菌剂中含有：吡啶降解菌0.1-0.3g;加入前的菌体浓度： 大约3.5×108/g、喹啉降解菌0.2-0.3g;加入前的菌体浓度：大约4.2× 108/g、苯酚降解菌0.3-0.6g;加入前的菌体浓度：大约6.5×108/g、邻甲 酚降解菌0.2-0.4g;加入前的菌体浓度：大约6.0×108/g、萘降解菌 0.1-0.2g;加入前的菌体浓度：大约4.5×108/g、正十六烷降解菌0.2-0.4; 加入前的菌体浓度：大约4.7×108/g，余量以辅料补齐。
优选的，所述辅料为麦麸。
优选的，所述菌剂降解的相应的难降解有机物浓度可达到600mg/L。更优 选的，可在48以内对上述浓度的有机物完全降解，更优选的，36小时内完全 降解，更优选的，24小时内完全降解。
优选的，所述菌剂对焦化废水中的难降解有机物均具有高效降解能力，并 通过相互之间的协同作用，实现处理后水质的达标排放。更优选的，所述微 生物菌剂保证难降解有机物的去除，吡啶、喹啉、苯酚、邻甲酚、萘、正十 六烷的降解率均可达到90%以上，所述处理后的废水出水COD含量小于80㎎ /l，NH3-N含量小于10㎎/l。
本发明还提供一种上述微生物菌剂在强化处理焦化废水中的应用。
本发明还提供一种上述微生物菌剂强化处理焦化废水的方法，所述方法包 括下列步骤：
(1)水解酸化处理：将焦化废水进行水解酸化，将大分子有机物水解成 小分子，提高可生化性;
(2)好氧强化处理：添加上述微生物菌剂到好氧强化池进行好氧强化处 理，去除大部分有机物及难降解有机物;
(3)缺氧反硝化和好氧硝化处理：进行缺氧反硝化和好氧硝化处理，去 除氨氮和总氮。
优选的，在水解酸化处理步骤前，进行隔油和调节处理步骤，其中，焦化 废水经过隔油池处理，使油状液体去除。
优选的，在好氧强化处理步骤后包括活性污泥回流步骤，将含有微生物的 活性污泥进行回流，减少微生物的流失。
优选的，在缺氧反硝化和好氧硝化处理步骤后包括活性污泥二次回流步 骤，将上述处理的废水送入二级沉淀池，将活性污泥再次进行回流，减少微 生物的流失。
相应的，本发明提供一种微生物菌剂强化处理焦化废水的装置，包括
(1)、水解酸化池，将焦化废水进行水解酸化，将大分子有机物水解成 小分子，提高可生化性;
(2)、好氧强化池，用于将焦化废水进行好氧强化处理，并且添加上述 微生物菌剂到好氧强化池进行好氧强化处理，去除大部分有机物及难降解有 机物;
(3)、缺氧反硝化池和好氧硝化池：将焦化废水进行缺氧反硝化和好氧 硝化处理，去除氨氮和总氮。
优选的，在水解酸化池前包括隔油池和调节池，用于将焦化废水进行隔油 和调节处理步骤，其中，焦化废水经过隔油池处理，使油状液体去除。
优选的，在好氧强化池后包括初沉池，用于活性污泥回流步骤，将含有微 生物的活性污泥进行回流，减少微生物的流失。
优选的，在好氧硝化池后包括二级沉淀池(二沉池)，将活性污泥进行二 次回流步骤，将上述处理废水送入二级沉淀池，将活性污泥再次进行回流， 减少微生物的流失。
优选的，所好氧强化步骤中所述微生物菌剂的投放量为0.08%-1.2%(w/v)， 优选为0.1%-1.0%(w/v)。
优选的，水解酸化处理步骤中，停留时间为18小时，温度控制在25-35℃， pH控制在7-8，分解大分子有机物成小分子，去除部分COD，提高后续处理的 可生化性。
优选的，好氧强化处理步骤中，停留时间为18小时，温度控制在25-35℃， pH控制在7-8，实现COD的大部分去除。
优选的，缺氧反硝化和好氧硝化处理步骤中，停留时间分别为12小时和18 小时，温度控制在25-35℃，pH控制在7-8，将氨氮和总氮进行去除，使出水 氨氮和总氮达到排放标准。
优选的，所述废水中的难降解有机物均能被高效降解，实现处理后水质的 达标排放。更优选的，所述废水中，吡啶、喹啉、苯酚、邻甲酚、萘、正十 六烷的降解率均可达到90%以上。
优选的，好氧生物强化池加入微生物菌剂后，COD去除率提高5-10%。
优选的，所述处理后的废水出水COD含量小于80㎎/l，NH3-N含量小于10 ㎎/l。
优选的，经过缺氧反硝化和好氧硝化步骤后能显著地去除氨氮和总氮，去 除率分别为95%和90%以上，优选，分别高达98%和96%。
与现有焦化废水处理技术相比，本发明所提供的菌剂及其强化处理焦化废 水的方法在处理焦化废水时，充分利用了微生物菌剂对难降解有机物的降解 能力，解决了焦化废水的处理问题，也使环境污染得到了彻底改善;涉及的 构筑物均为废水处理所用的常规构筑物，建筑工程简单，节约投资成本;本 发明处理过程大多是通过生化过程实现，因而降低了运营成本，而且处理后 的废水中的NH3-N和COD指标都达到国家一级排放标准，为焦化废水处理提供 了一条新的途径。
保藏信息
1、TJKYBD-02
分类名词：节杆菌属(Arthrobacter sp.)
保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号
保藏日期：2014年12月15日
保藏号：CGMCC 10176
2、TJKYLJF-01
分类名词：假单胞菌属(Pseudomonas sp.)
保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号
保藏日期：2014年12月15日
保藏号：CGMCC 10177