公布日：2022.05.10
申请日：2021.12.31
分类号：C02F3/34(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及废水处理技术领域，公开了一种磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法，包括如下步骤：S1：根据磺胺类高盐废水水质筛选得到MEFS工程菌群；S2：将MEFS工程菌群投入第一废水中驯化扩增；S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入第二废水中进行发酵预处理；S4：预处理出水经稀释后，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，之后达标排放。本发明采用的MEFS工程菌群对处理磺胺类高盐废水具有独特的优势，提高该高浓废水的可生化性和处理效率；对该高浓废水进行生物预处理，降低该高浓废水的生物毒性，尽可能地降低后续常规系统的负荷，再通过常规生物处理工艺，降低处理成本。
权利要求书
1.一种磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：根据磺胺类高盐废水水质筛选得到MFES工程菌群；S2：将MFES工程菌群投入第一废水中驯化扩增；S3：将S2中得到的MFES工程菌群投入第二废水中进行发酵预处理；S4：预处理出水经稀释后，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，之后达标排放；所述MFES工程菌群的组成为：40-60%的Pseudomonasalcaliphila产碱假单胞菌、10-30%的Microbacteriumlacticum乳酸细杆菌、30-50%的Halomonashamiltonii汉氏盐单胞菌；所述MFES工程菌群的载体为改性水凝胶载体，其制备方法为：将纳米四氧化三铁粒子超声分散于环糊精水溶液中，加入海藻酸钠后搅拌，再依次经磁吸、过滤后溶解于聚乙烯醇溶液中，所述纳米四氧化三铁粒子、环糊精、海藻酸钠和聚乙烯醇的质量比为1：1.8-3：2-9：8-20；接着，加入交联液加热混合后，将所得物浇注于模具中，静置冷却后形成表面光滑的水凝胶载体；使其喷涂EVA乳液后真空干燥，反复4-8次，得到表面粗糙的改性水凝胶载体。
2.如权利要求1所述的磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法，其特征在于，所述磺胺类高盐废水中含有磺胺、磺胺氯哒嗪、磺胺氯达嗪钠、磺胺氯吡嗪和磺胺氯达吡钠中的一种或多种组合。
3.如权利要求1所述的磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法，其特征在于，S2中，所述第一废水的盐度为1-1.5%；S3中，所述第二废水的盐度为1.5-2%。
4.如权利要求1或3所述的磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法，其特征在于，S2中，所述驯化扩增的方法为：将MFES工程菌群投入第一废水中进行发酵预处理，预处理出水经水解酸化后，进入连续的AAO生物处理工艺进行处理；稳定运行后，于原工艺处理末端出水处再接入一个好氧段，继续处理至稳定运行。
5.如权利要求4所述的磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法，其特征在于，所述驯化扩增完成的标志为：出水COD稳定在200mg/L以下，COD总的去除率稳定在95%以上，出水氨氮稳定在20mg/L以下，氨氮总的去除率稳定在93%以上。
6.如权利要求1或3所述的磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法，其特征在于，S4中，所述稀释为：预处理出水与低浓度废水按1:2-3混合后，加水将盐度稀释为1-1.5%；所述低浓度废水的盐度为15000-18000mg/L，COD为7000-8500mg/L。
7.如权利要求1所述的磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法，其特征在于，所述纳米四氧化三铁粒子的粒径为20-45nm；所述环糊精水溶液的浓度为10-20%；所述聚乙烯醇溶液的浓度为8-15%；所述聚乙烯醇的分子量为1.6*104-4*105。
8.如权利要求7所述的磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法，其特征在于，所述交联液为甲醛溶液；所述加热混合的温度为40-80℃，时间为1-4h；所述真空干燥的温度为60-90℃，时间为10-35min；所述EVA乳液的粘度为200-500mPa·S。
9.如权利要求1所述的磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法，其特征在于，所述达标排放的标志为：COD处理至300mg/L以下，COD总的去除率稳定在96%以上，氨氮处理至10mg/L以下，氨氮总的去除率稳定在97%以上。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法，利用筛选得到的特定菌群，采用MFES技术进行生物预处理，提高处理效率，并且降低后续常规系统的处理负荷。
本发明的具体技术方案为：一种磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法，包括如下步骤：
S1：根据磺胺类高盐废水水质筛选得到MEFS工程菌群；
S2：将MEFS工程菌群投入第一废水中驯化扩增；
S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入第二废水中进行发酵预处理；
S4：预处理出水经稀释后，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，之后达标排放；
所述MEFS工程菌群的组成为：40-60%的Pseudomonasalcaliphila产碱假单胞菌、10-30%的Microbacteriumlacticum乳酸细杆菌、30-50%的Halomonashamiltonii汉氏盐单胞菌。
磺胺类高盐废水中常含有大量具有生物抑制性或毒性的物质，即使含量不多，也很容易对系统造成冲击，且比较难被常规生物处理系统中的微生物分解氧化。本发明中的MEFS工程菌群是针对磺胺类高盐废水水质筛选的，具体以目标降解物质为主要碳源和能源进行筛选、驯化得到，因而对目标降解物质具有较强降解能力。当体系受到极端条件冲击后，例如遇到操作失误等导致进水中含有高毒，极酸，极碱等极端因素冲击时，MEFS工程菌群也可在短时间内恢复其高效降解功能。因此将MEFS工程菌群的发酵预处理作为污水处理系统的第一道屏障，不仅可以保护常规活性污泥系统，还可起到预警作用。
采用前期筛选和驯化扩增的MEFS工程菌群，对该高浓废水进行生物预处理，降低该高浓废水的生物毒性，提高该高浓废水的可生化性，尽可能地降低后续常规系统的负荷，再通过常规生物处理工艺，实现废水达标排放。本发明可以大幅度降低后续常规生化系统的处理负担，对处理磺胺类高盐废水具有独特的优势。同时具有处理成本低、处理效率高、环保效益好的优点。
作为优选，所述磺胺类高盐废水中含有磺胺、磺胺氯哒嗪、磺胺氯达嗪钠、磺胺氯吡嗪和磺胺氯达吡钠中的一种或多种组合。
作为优选，S2中，所述第一废水的盐度为1-1.5%；S3中，所述第二废水的盐度为1.5-2%。
作为优选，S2中，所述驯化扩增的方法为：将MEFS工程菌群投入第一废水中进行发酵预处理，预处理出水经水解酸化后，进入连续的AAO生物处理工艺进行处理；稳定运行后，于原工艺处理末端出水处再接入一个好氧段，继续处理至稳定运行。
作为优选，所述驯化扩增完成的标志为：出水COD稳定在200mg/L以下，COD总的去除率稳定在95%以上，出水氨氮稳定在20mg/L以下，氨氮总的去除率稳定在93%以上。
作为优选，S3中，所述稀释为：预处理出水与低浓度废水按1:2-3混合后，加水将盐度稀释为1-1.5%；所述低浓度废水的盐度为15000-18000mg/L，COD为7000-8500mg/L。
作为优选，所述MEFS工程菌群的载体为改性水凝胶载体，其制备方法为：
将纳米四氧化三铁粒子超声分散于环糊精水溶液中，加入海藻酸钠后搅拌，再依次经磁吸、过滤后溶解于聚乙烯醇溶液中，所述纳米四氧化三铁粒子、环糊精、海藻酸钠和聚乙烯醇的质量比为1：1.8-3：2-9：8-20；接着，加入交联液加热混合后，将所得物浇注于模具中，静置冷却后形成表面光滑的水凝胶载体，使其喷涂EVA乳液后烘干，反复4-8次，得到表面粗糙的改性水凝胶载体。
本发明以聚乙烯醇为原料制备生物水凝胶载体，聚乙烯醇因其无毒、抗微生物分解、机械强度高及价廉等特点而常被用作于制备微生物载体的基质，而将其构成水凝胶的三维交联网络形式，可通过吸水溶胀增大比表面积，提高菌种负载率，进而提高废水生物处理效率。
纳米四氧化三铁粒子为磁性粒子，可增加载体重复回收利用的便捷性。但是，纳米粒子易分散不均造成团聚，经环糊精、海藻酸钠处理，再和聚乙烯醇共混可提高分散均一性。环糊精与纳米四氧化三铁粒子的亲和性较好，其中空筒状结构有助于形成包络物，再利用海藻酸钠的粘附性将纳米四氧化三铁粒子包裹在大分子链内部。接着，水凝胶的内部交联会形成聚乙烯醇、环糊精和海藻酸钠三者间的三维网络结构，进一步提高纳米粒子的相容性，以及整体的结合稳定性，并且组成水凝胶载体物质均具有良好的生物相容性，可提高与菌种间的亲和性和吸附性，因而菌种的固定性更好，发酵处理效率更高。
另外，在水凝胶载体表面包覆的EVA会提高抗冲击性和耐受COD能力，且对于磺胺类废水的吸附性更好。因表面包覆时的加热处理使得水凝胶失水，再加上EVA和聚乙烯醇基体间的部分交联作用，以及间歇性喷涂手段，最终导致水凝胶表面粗糙。凹凸不平的纹理有助于提高水凝胶的比表面积，尤其是在吸水溶胀后增大的表面积更大，单位时间内的菌种处理效率更高，降低处理成本。
作为优选，所述纳米四氧化三铁粒子的粒径为20-45nm；所述环糊精水溶液的浓度为10-20%；所述聚乙烯醇溶液的浓度为8-15%；所述聚乙烯醇的分子量为1.6*104-4*105。
控制纳米四氧化三铁粒子的粒径，使其既能够分散均一，又能够有较好的磁性吸附性能。聚乙烯醇溶液的浓度会影响纳米粒子的分散程度，限制在该范围内的分散均一性和相容性均较好。聚乙烯醇的分子量则会影响交联后的粘度和机械强度，为使得水凝胶载体具备更好的耐冲击性能，菌种的固定性更好，需要加以控制。
作为优选，所述交联液为甲醛溶液；所述加热混合的温度为40-80℃，时间为1-4h；所述真空干燥的温度为60-90℃，时间为10-35min;所述EVA乳液的粘度为200-500mPa·S。
EVA的粘度超过限定范围后，粒子形态和乳液稳定性较差，容易造成喷涂不均，进而导致改性后水凝胶载体的结合稳定性变差，耐冲击能力也会下降。
作为优选，所述达标排放的标志为：COD处理至300mg/L以下，COD总的去除率稳定在96%以上，氨氮处理至10mg/L以下，氨氮总的去除率稳定在97%以上。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）采用前期筛选和驯化扩增的MEFS工程菌群，对处理磺胺类高盐废水具有独特的优势，提高该高浓废水的可生化性和处理效率；
（2）对该高浓废水进行生物预处理，降低该高浓废水的生物毒性，尽可能地降低后续常规系统的负荷，再通过常规生物处理工艺，降低处理成本；
（3）使用改性水凝胶载体可以提高菌种的负载率，以及优化载体负载的稳定性和抗冲击性，进而提高菌种的处理效率，降低出水COD值和氨氮含量
（发明人：宋少林;曾杲）