CN105293713A - 一种生物强化处理硝基苯废水的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物强化处理硝基苯废水的装置和方法，装置包括反应池、反应池中安装有将废水隔挡的纵隔墙和横隔墙，反应池的外壳上开有废水进入的进水口和将处理后的水排出去的出水口，出口安装有陶瓷膜过滤器，陶瓷膜过滤器上连接有自吸泵，陶瓷膜过滤器安装在反应池的内部，自吸泵安装在反应池的外部，纵隔墙上开有导流孔，导流孔内安装变频轴流泵。本发明与游离微生物相比较，处理速度快，处理效果好，且对生长环境具有较好的耐受能力。本发明减少了污泥的产率，并可通过控制轴流泵的转速，控制溶液循环比，对来水水质进行调节控制，使其对废水水质具有更好的适应性。

Description

一种生物强化处理硝基苯废水的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种处理废水的装置及方法，具体涉及一种利用微生物固定化技术高效降解硝基苯废水的装置及方法的生物强化处理硝基苯废水的装置及方法。

背景技术

随着时代的发展，高浓度难生物降解有机废水，逐渐的成为废水处理业内关注的焦点。常用的高级氧化技术，虽然处理效果较好，但处理成本偏高，且有引进二次污染的风险。利用微生物进行废水的处理与处置，依旧是废水处理的主流，微生物固定化技术，逐渐走入人们的视野。

对微生物的固定化研究发现，经过固定化的微生物，对废水中的特定有机物去除效率与传统的微生物处理废水相比较，会有显著的提高。此外，固定化微生物对环境有很强的耐受性，比游离微生物更具有优势。早期的固定化微生物处理废水的应用，主要为生物膜反应器，但由于微生物主要附着在反应器的表层，因而固定含量少，且容易脱落。现今，微生物固定化的方法有吸附法、共价结合法、包埋法、絮凝法、多孔物质包络法、超过滤法以及多种固定化方法联用等。其中，包埋法以其制备方法简单，反应条件温和，细胞不易渗漏，且具有较高的细胞容量等特点，应用较为普遍。

硝基苯是重要的化工原料和精细化工中间体，是一种难生物降解的剧毒化学品，目前，处理该种废水的方式，为经过物理化学的预处理手段达到可生化降解的程度，在进行后续的生化处理。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种利用微生物固定化技术高效降解硝基苯废水的装置及方法的生物强化处理硝基苯废水的装置及方法。

本发明通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种生物强化处理硝基苯废水的装置，所述装置包括反应池、反应池中安装有将废水隔挡的纵隔墙和横隔墙，反应池的外壳上开有废水进入的进水口和将处理后的水排出去的出水口，出口安装有陶瓷膜过滤器，陶瓷膜过滤器上连接有自吸泵，陶瓷膜过滤器安装在反应池的内部，自吸泵安装在反应池的外部，纵隔墙上开有导流孔，导流孔内安装变频轴流泵。

在本发明的一个优选实施例子中：所述陶瓷膜过滤器靠近反应池中的出水口，所述陶瓷膜过滤器与反应池的底部之间留有空间。

在本发明的一个优选实施例子中：所述反应池为无死角的环形反应池。

在本发明的一个优选实施例子中：所述隔墙和横隔墙相互垂直。

一种利用权利要求上述装置生物强化处理硝基苯废水的方法，所述方法包括如下步骤：

首先采用微生物固定化方法，以海藻酸钠及CaCl₂溶液、活性炭粉末为原料制备固定枯草芽孢杆菌小球；随后将制备的固定枯草芽孢杆菌小球投入到反应池中，在反应池，通过变频轴流泵，促使液体循环流动；最后经过陶瓷膜过滤器分离出净水。

在本发明的一个优选实施例子中：制备固定枯草芽孢杆菌小球的过程如下：

(1)、先配制海藻酸钠、细菌、活性炭、水的混合液，在常温下制备混合液，该混合液中海藻酸钠的质量百分比浓度为(2～6)％，细菌的质量百分比浓度为(1～8)％，活性炭的质量百分比浓度为(1～4)％，其余成份为水；

(2)、配制质量百分比浓度为(2～7)％的氯化钙水溶液；

(3)、往步骤(1)配制的混合液中逐滴滴加步骤(2)配制的氯化钙溶液，形成直径为3-8mm的固定枯草芽孢杆菌小球。

在本发明的一个优选实施例子中：固定枯草芽孢杆菌小球与废水的体积比为1：(2～6)。

在本发明的一个优选实施例子中：通过变频器调节轴流泵的转速，控制液体的循环流量，当进水浓度高时，提高轴流泵的转速，使更多的处理后废水与进水混合；当进水浓度高时，降低轴流泵的转速，使适量的处理后废水与进水混合。

本发明的积极进步效果在于：本发明与游离微生物相比较，处理速度快，处理效果好，且对生长环境具有较好的耐受能力。

本发明减少了污泥的产率，并可通过控制轴流泵的转速，控制溶液循环比，对来水水质进行调节控制，使其对废水水质具有更好的适应性。

附图说明

图1是本发明提供的生物强化处理硝基苯废水装置的主视图。

图2是本发明提供的生物强化处理硝基苯废水装置的俯视图。

图3是图1是的A-A视图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

图1是本发明提供的生物强化处理硝基苯废水装置的主视图，图2是本发明提供的生物强化处理硝基苯废水装置的俯视图，图3是图1是的A-A视图。如图1-3所示：本发明使用的装置包括反应池3、反应池3中安装有将废水隔挡的纵隔墙1和横隔墙3，反应池3的外壳上开有废水进入的进水口301和将处理后的水排出去的出水口302，出口安装有陶瓷膜过滤器5，陶瓷膜过滤器5上连接有自吸泵6，陶瓷膜过滤器5安装在反应池3的内部，自吸泵6安装在反应池3的外部，纵隔墙1上开有导流孔101，导流孔101内安装变频轴流泵2，为了反应效果更好，本发明采用的反应池为如图2所示的无死角的环形的反应池。

在本发明的具体的实施过程中，为了保证进水口301进的水到反应后到出水口的最长反应时间，达到最好的反应效果，纵隔墙1和横隔墙3最好设置成相互垂直，在具体的实施过程中，二者之间也可以采用设置成一定的夹角。

在本发明的具体的实施过程中，陶瓷膜过滤器5靠近反应池3中的出水口302，陶瓷膜过滤器5与反应池3的底部之间留有空间。

图2中所标识的箭头为污水的流向，反应器3通过固定化微生物去除污水中的有机物质，整个反应过程中，固定化小球与污水均匀混合。从图2看，待处理污水从纵隔墙1右侧进入环形反应池3，纵隔墙1上开导流孔101，导流孔101内安装变频轴流泵2。变频轴流泵2将纵隔墙1左侧陶瓷膜过滤器5方向来的固定化小球、处理后的污水送至进水区并与进水充分混合，混合后的流体在环形的反应器3内循环流动。

为了配合有机物好氧降解，环形的反应池3中应该鼓入空气(图中没有示意出)。横隔墙3将进水和出水分隔，处理后的污水流至出水区，出水区设置有陶瓷膜过滤器5，实现固定化小球和污水的分离。陶瓷膜过滤器5与自吸泵6相连，自吸泵6将处理后的水抽吸出来。

下面列举实施例，对本发明加以进一步详述：

实施例1

步骤1：制备固定枯草芽孢杆菌小球：先利用灭菌的粉末活性炭(200目)与菌液混合，在混合均匀后，投入灭菌的海藻酸钠(2～6)％，搅拌均匀，置于注射器中，在灭菌CaCl₂溶液(2～7)％的上方5cm处，以一定的压力进行均匀的挤压滴加，形成5mm左右的小球，交联18h后，取出，用0.1％灭菌生理盐水对小球洗涤4次，利用无菌滤纸滤干后；于4℃冰箱储存备用，得微生物固定化载体。

步骤2：处理废水为模拟硝基苯废水，废水的处理量为5L/h，COD值为380mg/L，硝基苯含量为200mg/L。将固定化菌体球按与环形反应池中废水1：4的体积比，加入到反应容器之中。调节变频轴流泵的转速，使溶液的推流速度保持在0.2m/s，此时，溶液的溶氧浓度为0.30mg/L。COD的去除率为85％，硝基苯的降解率为90％。

实施例2

处理废水为模拟废水，废水的处理量为5L/h，COD为770mg/L，硝基苯含量为400mg/L。将固定化菌体球按与环形反应池中废水1：3的体积比，加入到反应容器之中。调节变频轴流泵的转速，使溶液的推流速度保持在0.3m/s，此时，溶液的溶氧浓度为0.40mg/L，COD的去除率为83％，硝基苯的降解率为89％。

实施例3

处理废水为实际生产中的硝基苯废水，稀释三倍后废水的COD值为600mg/L，硝基苯含量为150mg/L，废水的处理量为5L/h。将固定化菌体球按与环形反应池中废水1：4的体积比，加入到反应容器之中。调节变频轴流泵的转速，使溶液的推流速度保持在0.2m/s，此时，溶液的溶氧浓度为0.25mg/L，COD的去除率为70％，硝基苯的降解率为92％。

本发明以包埋法固定枯草芽苞杆菌，并与自行研制的反应装置相结合，处理难生物降解的硝基苯废水。具有产泥量少，运行稳定，处理硝基苯废水的效率高等特点。研究结果为推动该技术在工程应用中提供技术指导。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种生物强化处理硝基苯废水的装置，其特征在于：所述装置包括反应池、反应池中安装有将废水隔挡的纵隔墙和横隔墙，反应池的外壳上开有废水进入的进水口和将处理后的水排出去的出水口，出口安装有陶瓷膜过滤器，陶瓷膜过滤器上连接有自吸泵，陶瓷膜过滤器安装在反应池的内部，自吸泵安装在反应池的外部，纵隔墙上开有导流孔，导流孔内安装变频轴流泵。

2.根据权利要求1所述的生物强化处理硝基苯废水的装置，其特征在于：所述陶瓷膜过滤器靠近反应池中的出水口，所述陶瓷膜过滤器与反应池的底部之间留有空间。

3.根据权利要求1或2所述的生物强化处理硝基苯废水的装置，其特征在于：所述反应池为无死角的环形反应池。

4.根据权利要求1或2所述的生物强化处理硝基苯废水的装置，其特征在于：所述隔墙和横隔墙相互垂直。

5.一种利用权利要求1-4之一所述装置生物强化处理硝基苯废水的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

首先采用微生物固定化方法，以海藻酸钠及CaCl₂溶液、活性炭粉末为原料制备固定枯草芽孢杆菌小球；随后将制备的固定枯草芽孢杆菌小球投入到反应池中，在反应池，通过变频轴流泵，促使液体循环流动；最后经过陶瓷膜过滤器分离出净水。

6.根据权利要求5所述生物强化处理硝基苯废水的方法，其特征在于，制备固定枯草芽孢杆菌小球的过程如下：

(1)、先配制海藻酸钠、细菌、活性炭、水的混合液，在常温下制备混合液，该混合液中海藻酸钠的质量百分比浓度为(2～6)％，细菌的质量百分比浓度为(1～8)％，活性炭的质量百分比浓度为(1～4)％，其余成份为水；

(2)、配制质量百分比浓度为(2～7)％的氯化钙水溶液；

(3)、往步骤(1)配制的混合液中逐滴滴加步骤(2)配制的氯化钙溶液，形成直径为3-8mm的固定枯草芽孢杆菌小球。

7.根据权利要求5中所述的生物强化处理硝基苯废水的方法，其特征在于，固定枯草芽孢杆菌小球与废水的体积比为1：(2～6)。

8.根据权利要求5中所述的生物强化处理硝基苯废水方法，其特征在于，通过变频器调节轴流泵的转速，控制液体的循环流量，当进水浓度高时，提高轴流泵的转速，使更多的处理后废水与进水混合；当进水浓度高时，降低轴流泵的转速，使适量的处理后废水与进水混合。