• 造纸废水的微生物生态修复方法及装置

造纸废水的微生物生态修复方法及装置

所属分类: 造纸废水 | 发布日期:2020-01-14 04:01:12

摘要 本发明涉及废水处理领域,具体涉及一种造纸废水的微生物生态修复方法。该方法包括以下步骤:(1)造纸废水经隔栅、沉沙池去除大块杂质和沙粒、铁钉后,经过净化;(2)然后进入A/O生化系统进行处理,处理后回...

产品详情

摘要

本发明涉及废水处理领域,具体涉及一种造纸废水的微生物生态修复方法。该方法包括以下步骤:(1)造纸废水经隔栅、沉沙池去除大块杂质和沙粒、铁钉后,经过净化;(2)然后进入A/O生化系统进行处理,处理后回用或者外排;所述A/O生化系统包括厌氧水解酸化池和生物接触氧化池;所述厌氧水解酸化池添加了EM复合菌群;所述生物接触氧化池中添加仿生水草型填料,该填料上生长有EM复合菌群。本发明的利用高效人工生物载体仿生水草,结合特效优势EM复合微生物菌剂,提高生化处理效率,使整个生化工程量得以缩减,既有利于节省投资,又有利于实现环保。


权利要求书

1、一种造纸废水的微生物生态修复方法,其特征在于包括以下步骤:

(1)造纸废水经隔栅、沉沙池去除大块杂质和沙粒、铁钉后,再经过絮凝 和沉淀;

(2)然后进入A/O生化系统进行处理,处理后回用或者外排;

所述A/O生化系统包括厌氧水解酸化池和生物接触氧化池;

所述厌氧水解酸化池和生物接触氧化池分别置有仿生水草,其上生长有EM 复合菌群;

系统进行废水处理时,在厌氧水解酸化池和生物接触氧化池中分别直接添 加EM复合菌群。

2、根据权利要求1所述的造纸废水的微生物生态修复方法,其特征在于还 包括生物滤床的处理步骤,该步骤处于A/O生化系统进行处理之后;

所述生物滤床置有仿生水草,其上生长有EM复合菌群;

系统进行废水处理时,在生物滤床中直接添加EM复合菌群。

3、根据权利要求2所述的造纸废水的微生物生态修复方法,其特征在于还 包括生态塘的储存处理步骤,该步骤处于生物滤床处理之后;

所述生态塘中置有仿生水草,其上生长有EM复合菌群;

系统进行废水处理时,在生态塘中直接添加EM复合菌群。

4、根据权利要求1-3中任一项所述的造纸废水的微生物生态修复方法,其 特征在于:所述EM复合菌群经过造纸废水的驯化,具体驯化方法包括以下步 骤:

把EM一级菌液投入到20-30倍菌液体积的待处理的造纸废水中;所述造纸 废水的BOD5浓度为300mg/L-500mg/L范围,营养质量配比为BOD5:N:P= 100-150:5:1;

开始驯化时废水的浓度取CODcr=1000,驯化过程要进行曝气,先闷曝1d; 溶解氧控制在1-3mg/L;驯化过程须不断更换进入的驯化用废水,并按20%梯度 增加废水的COD浓度;

完成菌液的驯化标志为沉降比达到20%-30%,废水中的微生物种类由变形 虫和鞭毛虫为主转变为以固着型的纤毛虫为主。

5、根据权利要求1-3中任一项所述的造纸废水的微生物生态修复方法,其 特征在于:所述絮凝和沉淀是通过专利号为ZL 97245878.6的净化器实现的;所 述造纸废水是由下至上流经所述仿生水草的。

6、根据权利要求1-3中任一项所述的造纸废水的微生物生态修复方法,其 特征在于:步骤(2)中,所述厌氧水解酸化池中置有的仿生水草的负荷为 5-15kg·COD/m2·d;所述生物接触氧化池中置有的仿生水草的负荷为 2.0-3.5kg·COD/m2·d。

7、根据权利要求2或3中任一项所述的造纸废水的微生物生态修复方法, 其特征在于:

所述生物滤床中置有的仿生水草的负荷为1.0-2.0kg·COD/m2·d。

8、一种实现权利要求1所述造纸废水的微生物生态修复方法的装置,按废 水的流经顺序依次包括集水池、隔栅、沉沙池、净化器、厌氧水解酸化池和生 物接触氧化池,其特征在于:所述净化器具有絮凝和沉淀的功能,所述厌氧水 解酸化池和生物接触氧化池中置有仿生水草,其上生长有EM复合菌群。

9、根据权利要求7所述的装置,其特征在于:按废水的流经顺序,在所述 生物接触氧化池之后还包括生物滤床,所述生物滤床置有仿生水草型填料,其 上生长有EM复合菌群。

10、根据权利要求8所述的装置,其特征在于:按废水的流经顺序,在所 述生物滤床之后还包括生态塘,所述生态塘中置有仿生水草型填料,其上生长 有EM复合菌群。

说明书

造纸废水的微生物生态修复方法及装置

技术领域

本发明涉及废水处理领域,具体涉及一种造纸废水的微生物生态修复方法 及装置。

背景技术

污水生化处理技术的工程应用上,常存在片面性和局限性:一是对生化处 理前的预处理重视不够,单期望生化能够解决全部问题;二是对COD和BOD指 标较高的造纸废水等,处理的着眼点放在高投入和强措施上,使工程向“大而 全”的方向发展;三是就生化工程的设计依据而言,主要是以BOD为主,忽略 了COD这一指标,使其往往不能达标。

环境生物技术,就是近年来发展起来的一门由现代生物工程与环境工程相 结合的高新技术学科。环境生物技术在解决环保问题过程中所显示的独特功能, 高效、稳定和良好的经济性等显著优点,尤其是利用微生物在水体污染现场进 行生物修复这一应用领域,已成为一种经济效益和环境效益俱佳,能解决复杂 环境污染问题的最有效手段。

废水处理环境生物技术的代表是固定化微生物技术。它主要通过一定的技 术手段如利用载体填料、包埋物质或合理控制水力条件等,使微生物固着生长, 从而提高处理生物量和处理能力。在工程应用中以表面结合固定法和包埋固定 法为主。表面结合固定法多用碎石、煤渣、焦炭、硅藻土、沸石及活性炭等无 机物以及各种塑料软性填料等有机物为载体。包埋固定法是把微生物细胞包埋 在聚合物或膜内,使微生物扩散进入多孔性的载体内部。常用的材料有聚乙烯 醇、聚丙烯胺、硬化树脂、聚藻酸钙等。表面结合固定法的不足是固定初期易 受环境因素影响,细胞与载体间作用力较弱,需较长时间完成初始固定,且密 度较大,污泥较多,使应用受到限制。包埋固定法的微生物虽然固着稳定,但 加工工艺复杂,会导致细胞部分失活。且因微生物处于包埋剂的内部,增加了 扩散阻力,使其难以与大分子有机污染物接触而充分发挥降解功能。尤其处理 含有较多大分子底物的造纸废水时,效果欠佳。另外,这些方法还有一些共同 的缺陷:容易堵塞、更新困难、易于老化、价格贵、寿命短、比表面积小及污 泥处置难等不足。

发明内容

为克服现有技术的缺陷与不足,并针对造纸工业废水成分复杂,浓度高, 水量大,难降解的特点,本发明的目的是提供一种造纸废水的微生物生态修复 方法。

本发明的另一目的是提供一种实现上述方法的具体装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种造纸废水的微生物生态修复 方法,包括以下步骤:

(1)造纸废水经隔栅、沉沙池去除大块杂质和沙粒、铁钉后,经过絮凝和 沉淀;

(2)然后进入A/O生化系统进行处理,处理后回用或者外排;所述A/O 生化系统包括厌氧水解酸化池和生物接触氧化池;

所述厌氧水解酸化池中置有仿生水草,其上添加了EM(Effective Microorganisms)复合菌群;

所述生物接触氧化池中置有仿生水草,其上生长有EM复合菌群;

系统进行废水处理时,在厌氧水解酸化池和生物接触氧化池中分别直接添 加EM复合菌群。

优选地,还包括生物滤床的处理步骤,该步骤处于A/O生化系统进行处理 之后;所述生物滤床同样置有仿生水草,其上生长有EM复合菌群;系统进行 废水处理时,在生物滤床中直接添加EM复合菌群。

更优选地,还包括生态塘的储存处理步骤,该步骤处于生物滤床处理之后; 所述生态塘中添加仿生水草,其上生长有EM复合菌群;系统进行废水处理时, 在生态塘中直接添加EM复合菌群。

上述方法中涉及的EM复合菌群来自商品化的EM菌液。EM菌液的添加量 可按照说明书的推荐或视废水的情况适量添加。

其中,仿生水草的挂膜方法可参照本领域公知的挂膜方法,生物膜培养成 功的标志是:生物膜厚度达3mm,轮虫、钟虫较多。如果生物膜对要处理的工 业废水不适应,还要用处理的工业废水进一步驯化,使其适应。

上述方法中,优选地,所述EM复合菌群经过驯化,具体的驯化包括以下 步骤:

把EM一级菌液(即未被扩大或稀释的原菌液)投入到20-30倍体积的待处 理的造纸废水中;所述造纸废水的BOD5浓度为300mg/L-500mg/L范围,营养 的质量配比为BOD5∶N∶P=100-150∶5∶1;

开始驯化时废水的浓度取CODcr=1000,驯化过程要进行曝气,先闷曝1d; 前期溶解氧控制在1-2mg/L,后期控制在2-3mg/L;驯化过程须不断更换进入的 驯化用废水,并按20%梯度增加废水的COD浓度;

完成菌液的驯化标志为沉降比达到20%-30%,废水中的微生物种类由变形 虫和鞭毛虫为主转变为以固着型的纤毛虫如钟虫、轮虫等为主。

在实际应用时,将驯化后的菌群制备成细菌浓度为4×105个/ml的EM菌剂。 根据目标污染物的不同,EM菌剂的最适加入量也不同。处理造纸废水,一般启 动期,各反应器的投加量为1/10000-5/100000,每5天投加一次,用滴加和洒泼 的方法均可。待系统稳定运行后,用量可减少30%-50%,每7天投加一次,直 至被处理出水稳定达到要求指标后可不用投加。

优选地,所述絮凝和沉淀是通过专利号为ZL 97245878.6的净化器实现的; 所述造纸废水是由下至上流经所述仿生水草的。

优选地,步骤(2)中,所述厌氧水解酸化池中置有的仿生水草的负荷为 5-15kg·COD/m2·d;

优选地,步骤(2)中,所述生物接触氧化池中置有的仿生水草的负荷为 2.0-3.5kg·COD/m2·d;

优选地,步骤(2)中,所述生物滤床中置有的仿生水草的负荷为 1.0-2.0kg·COD/m2·d。

本发明还提供了一种实现上述方法的装置,该装置的核心部分按废水的流 经顺序依次包括集水池、隔栅、沉沙池、净化器、厌氧水解酸化池和生物接触 氧化池,其特征在于:所述净化器具有絮凝和沉淀的功能,优选使用专利号为 ZL 97245878.6的净化器,所述厌氧水解酸化池和生物接触氧化池中置有仿生水 草,其上生长有EM复合菌群,优选使用驯化后的菌群对仿生水草进行挂膜, 也可以挂膜后对生长有EM复合菌群的仿生水草直接驯化。

为更好的实现废水的处理,按废水的流经顺序,该装置在所述生物接触氧 化池之后还包括生物滤床,所述生物滤床置有仿生水草型填料,该填料上生长 有EM复合菌群,优选使用驯化后的菌群对仿生水草进行挂膜,也可以挂膜后 对生长有EM复合菌群的仿生水草直接驯化。

更加优选地,按废水的流经顺序,该装置在所述生物滤床之后还包括生态 塘,所述生态塘中置有仿生水草型填料,该填料上生长有EM复合菌群,优选 使用驯化后的菌群对仿生水草进行挂膜,也可以挂膜后对生长有EM复合菌群 的仿生水草直接驯化。

本发明的基本原理主要是利用高效人工生物载体仿生水草,结合特效优势 EM复合微生物菌剂,通过增加废水中的有益微生物群的优势,特别是增加光合 细菌等一些耐污和高分解能力种群的类别和数量,使废水在短期内获得较高密 度的光合细菌数,在厌氧条件下迅速分解高浓度的有机质,同时因利用了厌氧 细菌分解出来的硫化物等,从而达到消除恶臭,净化废水的目的。

相比现有技术,本发明具有以下几个方面的有益效果:

(1)传统的生化技术只利用系统中的土著细菌,因而启动时间长,抗冲击 能力弱,效果不稳定。本发明使用EM复合菌群经造纸废水驯化后的菌群,更 容易形成功能互补的混合种群,在与土著微生物激烈竞争的情况下能发挥优势 作用,从而增加物种的多样性、选择性和应变性。

所述的EM复合菌群来已经商品化的日本EM菌液,优选是通过现场废水 类型驯化和菌群构建而成。EM是“有效微生物菌群”(Effective Microorganisms) 的英文缩写,最早由日本琉球大学的比嘉照夫于1983年研究开发。它是将自然 界中五大类有机降解菌群(包括光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、格兰氏阳性 放线菌群及发酵系的丝状菌群)有机结合在一起,使其共生共存,形成多种功 能的复合菌液,并代谢出多种抗氧化物质,显著激活生态环境中各种微生物的 生理活性机能,实现对污染物的高效氧化降解和矿化作用。EM复合菌剂的优势 一方面表现在优良菌种种群的多样性和可扩充性方面,为微生物资源的深度和 广度开发提供了无限可能;另一方面更重要的是它的多元化应用功能。

本发明将在该菌群的基础上将其驯化,目的是为了强化其对造纸废水的特 别适应能力,从而提高其抗冲击性和去除效率。EM菌剂在造纸废水环境中,原 有微生物菌群通过新的协同共生、物竞天择等相互作用,相对调整成一个结构 稳定、降解性强、适应性广的优势复合菌落。

用EM高效优势菌处理难降解造纸废水,具有成本低、效率高、易操作、 无二次污染等优点。EM菌液经过驯化后,其代谢产物还能产生絮凝物质,具有 生物絮凝性,有利于对废水的净化和污泥分离。

(2)仿生水草是应用精确的生物工程化设计制造。其独特的亲菌性能,200 多倍的比表面积,十年以上的使用寿命,神奇的复氧能力,无需反冲不会堵塞, 安装简单管理容易,能成百上千倍地放大水体中的生物量,丰富生物多样性, 从而大大增强系统对高浓有机污染物的降解能力。

(3)以COD指标作为基本设计参数。它针对一般生化法处理造纸废水C OD去除率低,难以降解木质素、纤维素和各种高分子添加剂等的缺点,采取 新型水解/好氧两级生化处理,并使用经驯化的菌群,从而提高了生化法对CO D的去除效率。

(4)本发明提供的方法在前处理阶段优选采用专利号为ZL97245878.6的 净化器进行。该净化器是一种集絮凝反应、沉淀为一体的高效废水物化处理设 备,根据废纸浆废水中杂质含量多,并且杂质比重大的特点,采用絮凝沉淀的 方法在净化器中对废水进行处理。该净化器结构紧凑,集废水与絮凝剂的混合、 反应和澄清过滤于一体,从而减少了设备的占地面积,大大提高了出水水质。

该净化器作用原理为:废水中的悬浮颗粒在絮凝剂的作用下,脱稳而相互 聚结,并通过高效絮凝剂水解后形成的高聚物的吸附架桥和裹胁作用,形成较 大的絮粒,然后经过净化器从水中分离出来,从而达到清除污染物的目的。该 净化器采用独特水力设计,集废水与絮凝剂的混合、反应和吸附过滤、沉淀于 一体,废水中杂质由于絮凝剂的作用聚结成较大矾花,通过在混合回流区的充 分混合和泥渣回流,在净化器内形成可自动更新的絮凝物流化床,使绝大部分 污染物絮体在通过时被吸附、过滤截留,从而不同于一般的沉淀或气浮,净化 效率大大提高。

综上所述,本发明的技术意义是提高生化处理效率,工程意义是使整个生 化工程量得以缩减,既有利于节省投资,又有利于实现环保。

?