專利名稱：用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)污水處理領(lǐng)域，具體地說涉及一種用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法。
背景技術(shù)：
高濃度叔丁醇廢水是一種可生化性很差的有機(jī)廢水，其BOD值在0.5以下。鑒于此，國內(nèi)外一般采用物理化學(xué)方法處理該廢水。李榮等《上海環(huán)境科學(xué)》2007年第二期中發(fā)表的論文，采用超聲波攪拌下，F(xiàn)enton試劑氧化處理含叔丁醇廢水。又如張樹德等于《2011中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集》中提出用臭氧技術(shù)處理含叔丁醇廢水的方法。這些物理化學(xué)方法均有處理成本高、設(shè)備技術(shù)復(fù)雜的缺點，難以應(yīng)用于工業(yè)化規(guī)模的廢水處理中。因此，采用生化方法處理高濃度叔丁醇廢水，培養(yǎng)能夠用于工業(yè)規(guī)模生化處理叔丁醇廢水的菌種，一直是業(yè)界人士高度關(guān)注的焦點
發(fā)明內(nèi)容
·本發(fā)明的目的，在于提供一種用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法。本發(fā)明以城市污水廠干污泥為原料，經(jīng)厭氧馴化處理，兼氧馴化處理、篩選后，得到適合處理高濃度叔丁醇廢水的菌種。用其處理COD含量為5000 6000mg/L的叔丁醇廢水，去除率達(dá)到95%以上。為實現(xiàn)上述方案，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn):用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法，包括以下步驟:a、厭氧馴化所述的厭氧馴化包括六個步驟:步驟(al)為:將COD為1000 1500mg/L的叔丁醇廢水與城市污水廠干污泥混合，使污泥濃度在4000 5000mg/L，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌同時加入營養(yǎng)劑培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在厭氧條件下馴化10 15天，停止攪拌，靜止I小時使污泥沉降，傾去上層水及浮泥；步驟(a2)為:在步驟(al)的基礎(chǔ)上，引入COD為2000 2500mg/L的叔丁醇廢水，補充干泥，使污泥濃度在4000 5000mg/L，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在厭氧條件下馴化10 15天，停止攪拌，靜止I小時使污泥沉降，傾去上層水及浮泥，補充干泥，使污泥濃度在4000 5000mg/L ；步驟(a3)為:在步驟(a2)的基礎(chǔ)上，引入COD為3000 3500mg/L的叔丁醇廢水，補充干泥，使污泥濃度在4000 5000mg/L，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在厭氧條件下馴化10 15天，停止攪拌，靜止I小時使污泥沉降，傾去上層水及浮泥；步驟(a4)為:在步驟(a3)的基礎(chǔ)上，引入COD為4000 4500mg/L的叔丁醇廢水，補充干泥，使污泥濃度在4000 5000mg/L，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在厭氧條件下馴化10 15天，停止攪拌，靜止I小時使污泥沉降，傾去上層水及浮泥；步驟(a5)為:在步驟(a4)的基礎(chǔ)上，引入COD為5000 5500mg/L的叔丁醇廢水，補充干泥，使污泥濃度在4000 5000mg/L，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在厭氧條件下馴化10 15天，停止攪拌，靜止I小時使污泥沉降，傾去上層水及浮泥；步驟(a6)為:在步驟(a5)的基礎(chǔ)上，引入COD為5500 6000mg/L的叔丁醇廢水，補充干泥，使污泥濃度在4000 5000mg/L，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在厭氧條件下馴化10 15天，厭氧馴化完成即得兼氧馴化所需的活性污泥；b、兼氧馴化所述的兼氧馴化包括七個步驟:步驟(bl)為:將步驟(a6)得到的活性污泥與COD值為3000mg/L的叔丁醇廢水混合，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時，靜置I小時后，傾析去除上層水及浮泥；

步驟(b2)為:在(bl)的基礎(chǔ)上加入COD為3500mg/L的叔丁醇廢水，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，力口入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時；靜置I小時后，傾析去除上層水及浮泥；步驟(b3)為:在(b2)的基礎(chǔ)上加入COD為4000mg/L的叔丁醇廢水，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時；靜置I小時后，傾析去除上層水及浮泥；步驟(b4)為:在(b3)的基礎(chǔ)上加入COD為4500mg/L的叔丁醇廢水，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時；靜置I小時后，傾析去除上層水及浮泥；步驟(b5)為:在(b4)的基礎(chǔ)上加入COD為5000mg/L的叔丁醇廢水，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時；靜置I小時后，傾析去除上層水及浮泥；步驟(b6)為:在(b5)的基礎(chǔ)上加入COD為5500mg/L的叔丁醇廢水，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時；靜置I小時后，傾析去除上層水及浮泥；步驟(b7)為:在(b6)的基礎(chǔ)上加入COD為6000mg/L的叔丁醇廢水，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時；靜置I小時后，傾析去上層水及少量浮泥，下層污泥呈棕黑色，顆粒狀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此活性污泥既為處理叔丁醇廢水菌種；
所述的污水廠干泥用量為使污泥濃度達(dá)到4000 5000mg/L ；所述的步驟(a)中營養(yǎng)培養(yǎng)基選用:酵母膏、牛奶、葡萄糖、淀粉或氨基酸中的至少一種；其營養(yǎng)培養(yǎng)基每次加入量為泥水總質(zhì)量的0.05 2% ；步驟(b)中的營養(yǎng)培養(yǎng)基選用:酵母膏、甲醇或乙醇中的至少一種；其營養(yǎng)培養(yǎng)基加入量為泥水總質(zhì)量的0.01 1% ；所述的無機(jī)鹽營養(yǎng)基選用:磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、氯化鈣、氯化鈉、硝酸銨或硫酸錳中的至少一種；加入量為叔丁醇廢水中C: N: P重量比為100: 5: I ；所述步驟(a)中，叔丁醇廢水的ρΗ=7.0 8.2 ;所述步驟(b)中，含叔丁醇廢水ρΗ=6.5 7.5 ;所述的步驟(a)中，每次馴化時間10 15天，總厭氧馴化時間在60 90天；在上述步驟(b)中，通過吹入控制空氣引吹入量，控制廢水的溶氧量在0.2
2.0mg/L范圍內(nèi)。通過上述步驟后，污泥呈深褐色，每一次反應(yīng)后明顯增加，活性污泥呈顆粒狀，粒子較步驟(a)處理后的活性污泥明顯增大。在顯微鏡下可觀察到團(tuán)狀及絲網(wǎng)菌團(tuán)，且有小蟲存在于菌團(tuán)表面。此菌株為生物降解叔丁醇廢水的高效菌種，經(jīng)測定其6Sr DNA序列與蠟狀芽孢桿菌的菌株同源性在98%以上。初步鑒定其為Bacillus cereus類的菌種系列。由步 驟(b)得到的活性污泥，其中所含菌種特別適用于生化處理含叔丁醇廢水。其處理能力在叔丁醇廢水COD值高達(dá)5000 6000mg/L時，去除率可達(dá)95%以上。該菌種有活性高、培養(yǎng)過程簡單易行，適合于工業(yè)化處理含叔丁醇廢水的優(yōu)點。本發(fā)明的有益效果在于:以城市污水廠干污泥為原料，經(jīng)厭氧馴化處理，兼氧馴化處理、篩選后，得到適合處理高濃度叔丁醇廢水的菌種。用其處理COD含量為5000 6000mg/L的叔丁醇廢水，去除率達(dá)到95%以上。
具體實施例方式下面通過具體的實施例，對本發(fā)明做詳細(xì)的描述:實施例1用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法，包括以下步驟:a、厭氧馴化IOOOml反應(yīng)瓶，帶攪拌、溫度計。投入城市污水廠干污泥(呈黑色)20克，含叔丁醇廢水600ml (C0D1200mg/L)。加入酵母膏0.3克，葡萄糖5克。磷酸二氫鉀與硫酸鎂，硝酸銨，氯化鈉混合物，使廢水中C: N: P達(dá)到100: 5: I左右。水浴控制瓶內(nèi)溫度在33°C，緩慢攪拌7天后，停止攪拌，靜置，傾析去上層水及浮泥，再加入COD值為2000mg/L的叔丁醇廢水400ml，補充干污泥使污泥濃度在4000 5000mg/L，補充酵母膏0.3克，葡萄糖0.5克，同上無機(jī)鹽營養(yǎng)基少量，使廢水中C: N: P約為100: 5: 1，升溫至33°C，攪拌反應(yīng)7天后，停止攪拌，靜置，傾析去上層水及浮泥。同上補加干污泥，加入C0D2500mg/L的叔丁醇廢水，營養(yǎng)劑及無機(jī)鹽培養(yǎng)基，升至33°C攪拌反應(yīng)7天。重復(fù)上述操作直至70天后，COD為6000mg/L的叔丁醇廢水反應(yīng)完畢。仔細(xì)傾去瓶上部水相后，得到活性厭氧污泥，其生物活性良好。b、兼氧馴化
1000ml反應(yīng)瓶，帶攪拌、溫度計及插入瓶下部的氣體鼓泡器。投入COD為3000mg/L含叔丁醇廢水500ml，加入?yún)捬躐Z化得到的活性厭氧污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入酵母膏營養(yǎng)劑0.2克，由磷酸氫鉀，硫酸鎂，硫酸錳，硝酸銨，氯化鈉，氯化鈣組成的無機(jī)營養(yǎng)基，使廢水中C:N:P達(dá)到100:5:1 (重量比)，測廢水的pH值為7.0。啟動攪拌，緩緩攪動，用水浴控制瓶內(nèi)溫度在30 35°C。引入空氣，控制流量鼓泡進(jìn)入瓶內(nèi)液體下部反應(yīng)，使溶氧量保持在0.5 1.0之間。連續(xù)48小時后，停止攪拌，沉降I小時，仔細(xì)傾析去上層水及浮泥，加入COD值為3500mg/L的叔丁醇廢水500ml，補充厭氧馴化得到的活性厭氧污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，補充酵母膏0.2克，少量由磷酸氫鉀，硫酸鎂，硫酸錳，硝酸銨，氯化鈉，氯化鈣組成的無機(jī)營養(yǎng)基，使廢水中元素重量比C:N:P為100:5:1.再次升溫至30 35°C，于溶氧量在0.5 1.0mg/L下反應(yīng)48小時。重復(fù)上述操作，直至加入COD值為6000mg/L的叔丁醇廢水馴化完成。靜置I小時后,傾析去上層水及少量浮泥。下層污泥呈棕黑色，顆粒狀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。從顯微鏡中可見到有團(tuán)狀，絲網(wǎng)狀菌團(tuán)，且有小蟲存在于菌團(tuán)表面。此活性污泥用于處理叔丁醇廢水效果良好。在上述重復(fù)馴化操作中，若pH值低于6.5，應(yīng)補充堿使pH值為6.5 7.5.
將COD值為5800mg/L的叔丁醇廢水500ml投入一個裝有機(jī)械攪拌，溫度計，空氣鼓泡裝置的IOOOml反應(yīng)瓶中，再加入兼氧馴化中得到的活性污泥，使污泥濃度達(dá)到4000-5000mg/L，在緩慢攪拌下，水浴控制內(nèi)溫在30 35 °C，引入空氣，使瓶內(nèi)廢水中溶氧量為0.5 1.2mg/L。反應(yīng)72小時后，取樣檢測，廢水中COD值降為1200mg/L。(以上操作為兼氧操作)繼續(xù)反應(yīng)，提高空氣引入量，使瓶內(nèi)廢 水溶氧量達(dá)到3 4mg/L，溫度30 35°C下攪拌反應(yīng)48小時。取水樣分析，廢水COD降至220mg/L，C0D去除率達(dá)96.2%。(以上為耗氧過程)。
權(quán)利要求
1.用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法，其特征在于:包括以下步驟: a、厭氧馴化 所述的厭氧馴化包括六個步驟: 步驟(al)為:將COD為1000 1500mg/L的叔丁醇廢水與城市污水廠干污泥混合，使污泥濃度在4000 5000mg/L，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌同時加入營養(yǎng)劑培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在厭氧條件下馴化10 15天，停止攪拌，靜止I小時使污泥沉降，傾去上層水及浮泥； 步驟(a2)為:在步驟(al)的基礎(chǔ)上，引入COD為2000 2500mg/L的叔丁醇廢水，補充干泥，使污泥濃度在4000 5000mg/L，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在厭氧條件下馴化10 15天， 停止攪拌，靜止I小時使污泥沉降，傾去上層水及浮泥，補充干泥，使污泥濃度在4000 5000mg/L ； 步驟(a3)為:在步驟(a2)的基礎(chǔ)上，引入COD為3000 3500mg/L的叔丁醇廢水，補充干泥，使污泥濃度在4000 5000mg/L，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在厭氧條件下馴化10 15天，停止攪拌，靜止I小時使污泥沉降，傾去上層水及浮泥； 步驟(a4)為:在步驟(a3)的基礎(chǔ)上，引入COD為4000 4500mg/L的叔丁醇廢水，補充干泥，使污泥濃度在4000 5000mg/L，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在厭氧條件下馴化10 15天，停止攪拌，靜止I小時使污泥沉降，傾去上層水及浮泥； 步驟(a5)為:在步驟(a4)的基礎(chǔ)上，引入COD為5000 5500mg/L的叔丁醇廢水，補充干泥，使污泥濃度在4000 5000mg/L，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在厭氧條件下馴化10 15天，停止攪拌，靜止I小時使污泥沉降，傾去上層水及浮泥； 步驟(a6)為:在步驟(a5)的基礎(chǔ)上，引入COD為5500 6000mg/L的叔丁醇廢水，補充干泥，使污泥濃度在4000 5000mg/L，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，在厭氧條件下馴化10 15天，厭氧馴化完成即得兼氧馴化所需的活性污泥； b、兼氧馴化 所述的兼氧馴化包括七個步驟: 步驟(bl)為:將步驟(a6)得到的活性污泥與COD值為3000mg/L的叔丁醇廢水混合，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時，靜置I小時后，傾析去除上層水及浮泥； 步驟(b2)為:在(bl)的基礎(chǔ)上加入COD為3500mg/L的叔丁醇廢水，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時；靜置I小時后，傾析去除上層水及浮泥； 步驟(b3)為:在(b2)的基礎(chǔ)上加入COD為4000mg/L的叔丁醇廢水，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時；靜置I小時后，傾析去除上層水及浮泥；步驟(b4)為:在(b3)的基礎(chǔ)上加入COD為4500mg/L的叔丁醇廢水，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時；靜置I小時后，傾析去除上層水及浮泥； 步驟(b5)為:在(b4)的基礎(chǔ)上加入COD為5000mg/L的叔丁醇廢水，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時；靜置I小時后，傾析去除上層水及浮泥； 步驟(b6)為:在(b5)的基礎(chǔ)上加入COD為5500mg/L的叔丁醇廢水，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時；靜置I小時后，傾析去除上層水及浮泥； 步驟(b7)為:在(b6)的基礎(chǔ)上加入COD為6000mg/L的叔丁醇廢水，補加步驟(a6)中得到的活性污泥，使污泥濃度在3000 4000mg/L，加入營養(yǎng)培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基，鼓入空氣，控制溫度在30 35°C范圍內(nèi)，攪拌24 48小時；靜置I小時后，傾析去上層水及少量浮泥，下層污泥呈棕黑色，顆粒狀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此活性污泥既為處理叔丁醇廢水菌種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法，其特征在于:所述的污水廠干泥用量為使污泥濃度達(dá)到4000 5000mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法，，其特征在于:所述的步驟(a)中營養(yǎng)培養(yǎng)基選用:酵母膏、牛奶、葡萄糖、淀粉或氨基酸中的至少一種；其營養(yǎng)培養(yǎng)基每次加入量為泥水總質(zhì)量的0.05 2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法，其特征在于:步驟(b)中的營養(yǎng)培養(yǎng) 基選用:酵母膏、甲醇或乙醇中的至少一種；其營養(yǎng)培養(yǎng)基加入量為泥水總質(zhì)量的0.01 1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理高濃度叔丁醇廢水的菌種及其培養(yǎng)方法，其特征在于:所述的無機(jī)鹽營養(yǎng)基選用:磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、氯化鈣、氯化鈉、硝酸銨或硫酸錳中的至少一種；加入量為叔丁醇廢水中C: N: P重量比為100: 5:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法，其特征在于:所述步驟(a)中，叔丁醇廢水的pH=7.0 8.2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法，其特征在于:所述步驟(b)中，含叔丁醇廢水pH=6.5 7.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法，，其特征在于:所述的步驟(a)中，每次馴化時間10 15天，總厭氧馴化時間在60 90天。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法，其特征在于:在上述步驟(b)中，通過吹入控制空氣引吹入量，控制廢水的溶氧量在0.2 2.0mg/L范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于處理高濃度叔丁醇廢水菌種的培養(yǎng)方法，以城市污水廠干污泥為原料，經(jīng)厭氧馴化處理，兼氧馴化處理、篩選后，得到適合處理高濃度叔丁醇廢水的菌種。
文檔編號C12N1/36GK103173400SQ201310068588
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月4日
發(fā)明者王玉琴, 詹玉俊 申請人:上海其新生物科技有限公司