本申请涉及污水处理领域,尤其涉及一种基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法及其应用。
背景技术:
1、白酒生产过程中会产生大量的酿酒废水。酿造废水水质和水量波动大,色度高,浊度大,未经沉淀的混合废水固体悬浮物的质量浓度高达3000~5000 mg·l-1;cod一般在15000~20000 mg·l-1之间,且含有大量的氮、磷等元素,其中总氮约为50~500 mg·l-1,总磷约为120~900 mg·l-1,若未经处理直接排放,将严重危害自然环境。
2、现阶段普遍采用“预处理~厌氧生物处理~好氧生物处理~深度处理”组合工艺对酿造废水进行处理。在这一过程中,好氧生物处理阶段对污染物的去除效果很大程度上决定了酱香型白酒废水去除效率和成本。其中,好氧生物处理工艺包括活性污泥法(cas),如缺氧/好氧法(ao)、循环性活性污泥法(cass)等,或生物膜法,如膜生物反应器(mbr)、生物接触氧化法等。然cas工艺存在高能耗及处理成本高的缺点,膜生物法也因高能耗、高成本以及膜污染等问题严重制约了其应用。故而需要运用新型工艺技术来对其加以降解处理。
3、微藻-细菌颗粒污泥(mbgs)作为一种新型的生物处理技术,在废水处理领域展现出了诸多优点。其具有高沉降性与良好吸附能力,能通过藻与细菌的颗粒化实现对有机物的有效吸收,还能利用藻类产氧而降低能耗,同时固定更多的碳于生物质内,减少温室气体排放。目前,mbgs已被广泛研究用于处理城市污水、生活污水和工业废水,但mbgs始终存在造粒速度慢、对于有机物含量高、难降解的废水降解效率低下的问题。鉴于此,急需一种造粒速度快,且能高效降解酿造废水的藻菌颗粒污泥。
技术实现思路
1、鉴于上述情况,本申请旨在提供一种基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法,以解决当下藻菌颗粒污泥造粒速度迟缓、降解浊度高、处理高有机质和有毒难降解物质的废水效率低下的问题。
2、为达到上述技术目的,本申请第一方面提供一种基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法,包括以下步骤:
3、步骤s1,取污水处理厂的活性污泥,经曝气和过筛处理,得预处理活性污泥;
4、步骤s2,配置模拟酱香型白酒废水,所述模拟酱香型白酒废水的物理化学参数包括:化学需氧量的质量浓度为600~1000 mg/l,磷酸根离子的质量浓度为2.5~7.5 mg/l,总磷的质量浓度为3.4~8.0 mg/l,氨氮的质量浓度为40~60 mg/l,总氮的质量浓度为55~100 mg/l,微量元素;
5、步骤s3,以模拟酱香型白酒废水为进水基底,将步骤s1中得到的预处理活性污泥接种到sbr反应器中,并采用sbr工艺运行反应器;
6、步骤s4,持续运行所述步骤s3中sbr反应器至少30天,得到微藻-细菌颗粒污泥。
7、进一步地,所述步骤s2中,化学需氧量的配置方法,具体包括以下步骤:通过混合醋酸盐、葡萄糖、对甲酚,配置模拟酱香型白酒废水,使模拟酱香型白酒废水中化学需氧量的质量浓度达到600~1000 mg/l;所述模拟酱香型白酒废水中,由对甲酚提供的化学需氧量占模拟酱香型白酒废水的化学需氧量的总量的50±5 %。
8、进一步地,所述步骤s3和步骤s4中,sbr反应器的运行参数包括:模拟酱香型白酒废水的碳氮比为6~10,水力停留时间为8~12 h,光照强度为80~240 μmol m-2s-1,曝气强度为1.0~2.5 cm/s。
9、进一步地,所述步骤s3和步骤s4中,sbr反应器的运行参数包括:模拟酱香型白酒废水的碳氮比为10±0.1;水力停留时间为8±0.1 h;光照强度为160±5 μmol m-2s-1;曝气强度为2.0±0.1 cm/s。
10、进一步地,所述步骤s3和步骤s4中,sbr工艺包括以下五个阶段:进水~厌氧~曝气~沉淀~排水,光暗周期为12:12,每个运行周期的体积交换率为50±2 %。
11、进一步地,所述模拟酱香型白酒废水的ph为7.2~7.5。
12、进一步地,所述步骤s2中,接种的预处理活性污泥的干重为3.0±0.2 g/l。
13、一种基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法的应用,用于处理含高有机质和/或对甲酚的废水。
14、本申请第二方面提供一种基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法制备的微藻-细菌颗粒污泥。
15、本申请第三方面提供一种微藻-细菌颗粒污泥的应用,微藻-细菌颗粒污泥在处理包含高有机质和/或对甲酚的废水中的应用。
16、进一步地,所述废水中,由对甲酚提供的化学需氧量占废水的总化学需氧量的45~60 %。
17、综上所述,本发明以含有高浓度有机质和高浓度对甲酚的模拟酱香型白酒废水作为sbr反应器的进水基质,并通过优化反应器的运行参数,能在短时间内实现微藻-细菌颗粒污泥造粒;同时,采用上述方法得到的微藻-细菌颗粒污泥能高效降解模拟酱香型白酒废水中的多种高浓度的有机和无机污染物,包括难降解且具有一定毒害性的对甲酚;此外,采用上述方法能对微藻-细菌颗粒污泥中的微生物进行定向的筛选和培养,获取大量能将对甲酚进行降解的优势菌群。与现有技术相比,本发明能在含有高浓度污染物以及毒害性难降解污染物的废水中实现微藻-细菌颗粒污泥的快速培养,同时高效降解水中的多种有机污染物,以解决当前藻菌颗粒污泥造粒速度迟缓、降解浊度高、处理含有高有机质和有毒难降解物质的废水效率低下的问题。
1.一种基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法,其特征在于,所述步骤s2中,化学需氧量的配置方法,具体包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法,其特征在于,所述步骤s3和步骤s4中,sbr反应器的运行参数包括:模拟酱香型白酒废水的碳氮比为6~10,水力停留时间为8~12 h,光照强度为80~240 μmol m-2s-1,曝气强度为1.0~2.5cm/s。
4.根据权利要求3所述的基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法,其特征在于,所述步骤s3和步骤s4中,sbr反应器的运行参数包括:模拟酱香型白酒废水的碳氮比为10±0.1;水力停留时间为8±0.1 h;光照强度为160±5 μmol m-2s-1;曝气强度为2.0±0.1 cm/s。
5.根据权利要求1所述的基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法,其特征在于,所述步骤s3和步骤s4中,sbr工艺包括以下五个阶段:进水~厌氧~曝气~沉淀~排水,光暗周期为12:12,每个运行周期的体积交换率为50±2 %。
6.根据权利要求1所述的基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法,其特征在于,所述模拟酱香型白酒废水的ph为7.2~7.5。
7.根据权利要求1所述的基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法,其特征在于,所述步骤s2中,接种的预处理活性污泥的干重为3.0±0.1 g/l。
8.一种根据权利要求1~7任一项所述的基于酱香型白酒废水培养微藻-细菌颗粒污泥的方法制备的微藻-细菌颗粒污泥。
9.一种根据权利要求8所述的微藻-细菌颗粒污泥的应用,其特征在于,微藻-细菌颗粒污泥在处理包含高有机质和/或对甲酚的废水中的应用。
10.根据权利要求9所述的微藻-细菌颗粒污泥的应用,其特征在于,所述废水中,由对甲酚提供的化学需氧量占废水的总化学需氧量的45~60 %。