CN114455718B - 一种磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法 - Google Patents

一种磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法 Download PDF

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Abstract

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***的负荷，再通过常规生物处理工艺，降低处理成本。

Description

一种磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种磺胺类高盐废水生物工程菌处理方法。
背景技术
磺胺类药物(Sulfonamides，SAs)是指具有对氨基苯磺酰胺结构的一类药物的总称，是一类用于预防和治疗细菌感染性疾病的化学治疗药物。磺胺类药物生产过程中产生的废水具有高浓、高毒、高盐、难生物降解的特性，目前处理磺胺废水的方法主要有吸附法、湿式催化氧化法、芬顿法、臭氧氧化法、生物降解法等。但是，对于磺胺废水的常规生化处理难度较大，亟需开发更加高效的生物处理工艺。
“工程菌株混合发酵”（MFES）技术即针对废水中的污染物筛选高效抗逆性菌种，以废水作为培养基进行混合发酵。不同于常规活性污泥法，废水中的有机物和总氮主要是通过同化作用由微生物发酵形成细胞体，通过单细胞蛋白的形式排出***，少量有机物通过呼吸作用被消耗。在发酵的同时，原本“低BOD”的组分例如THF等被单一工程菌种转化为脂肪酸、蛋白质等“高BOD”的成分。因此，“工程菌株混合发酵”工艺处理过的废水不仅COD大幅降低，B/C值更是显著提高，更适合后续常规***的处理。
公开号为CN112851045A的中国发明专利公开了一种磺胺废水处理***及处理方法，***包括依序连接的调节沉淀池、过滤器、吸附器、电催化氧化器、生物反应区、沉淀池二，过滤器同时连通加药装置；方法的步骤包括：将磺胺废水引入调节沉淀池进行沉降，并进行均质、均量处理；pH值调节；过滤；采用树脂吸附器对废液进行吸附处理，电催化氧化处理；对所得废液先进行缺氧生物反应处理，再进行好氧生物反应处理；沉降、消毒后再排放。其不足之处在于采用常规生化***处理高浓高盐废水时的处理效率较低，处理负担较大，且所需成本较高。
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***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Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、10~30%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、30~50%的Halomonas hamiltonii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***造成冲击，且比较难被常规生物处理***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***的第一道屏障，不仅可以保护常规活性污泥***，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***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***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200 mg/L以下，COD总的去除率稳定在95%以上，出水氨氮稳定在20 mg/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***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***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300 mg/L以下，COD总的去除率稳定在96%以上，氨氮处理至10 mg/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***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。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
总实施例
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，其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中的目标降解物质为主要碳源和能源进行筛选得到MEFS工程菌群，包括40~60%的Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、10~30%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、30~50%的Halomonas hamiltonii汉氏盐单胞菌；
S2：将MEFS工程菌群投入盐度为1~1.5%的第一废水中先进行发酵预处理，进水浓度COD为5000 mg/L以上；
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，使MEFS工程菌群耐高盐分，同时检验预处理单元对废水的解毒效果；***连续进出水且稳定运行，出水COD稳定在500 mg/L以下，氨氮稳定在200 mg/L以下；
之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，出水COD稳定在200 mg/L以下，COD总的去除率稳定在95%以上，出水氨氮稳定在20 mg/L以下，氨氮总的去除率稳定在93%以上；
S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入盐度为1.5~2%的第二废水中进行发酵预处理；预处理段进水COD为6000 mg/L以上；
S4：将预处理出水进行稀释，按1:2~3的体积比与盐度为15000~18000mg/L、COD为7000~8500mg/L的低浓度废水混合后，加水将盐度稀释为1~1.5%；接着，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，稳定运行至达标排放，COD处理至300 mg/L以下，COD总的去除率稳定在96%以上，氨氮处理至10 mg/L以下，氨氮总的去除率稳定在97%以上。
其中，上述所使用的MEFS工程菌群的载体为改性水凝胶载体，其制备方法为：
将粒径为20~45nm的纳米四氧化三铁粒子超声分散于浓度为10~20%的环糊***溶液中，加入海藻酸钠后搅拌，再依次经磁吸、过滤后溶解于浓度为8~15%的聚乙烯醇溶液中，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，聚乙烯醇的分子量为1.6*104~4*105；接着，加入甲醛溶液并在40~80℃下加热混合1~4h，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；使其喷涂粘度为200~500mPa·S的EVA乳液后，在60~90℃下真空干燥10~35min，反复4~8次，得到表面粗糙的改性水凝胶载体。
实施例1
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，其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中的目标降解物质为主要碳源和能源进行筛选得到MEFS工程菌群，包括40%的Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、30%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、30%的Halomonas hamiltonii汉氏盐单胞菌；
S2：将MEFS工程菌群投入盐度为1.5%的第一废水中先进行发酵预处理，进水浓度COD为5300 mg/L，经发酵预处理段处理至1000 mg/L，停留时间6d，COD去除率81%；
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，使MEFS工程菌群耐高盐分，同时检验预处理单元对废水的解毒效果；***连续进出水且稳定运行，出水COD为426 mg/L，氨氮为146 mg/L；
之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，出水COD为177 mg/L，COD总的去除率为96.1%，出水氨氮为17.6 mg/L，氨氮总的去除率稳定在93.9%。
S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入盐度为2%的第二废水中进行发酵预处理；预处理段平均每天进水40.6 L，进水COD 6280 mg/L，出水COD为1304 mg/L，预处理段平均停留时间8 d，COD去除率79.2%；
S4：将预处理出水进行稀释，按1:2的体积比与盐度为16000mg/L、COD为8000mg/L的低浓度废水混合后，加水将盐度稀释为1.5%；接着，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，稳定运行至达标排放，COD处理至293 mg/L，COD总的去除率为96.1%，氨氮处理至4.1mg/L，氨氮总的去除率为97.7%。
其中，上述所使用的MEFS工程菌群为利用聚氨酯填料和粉末活性炭的共混物作为微生物载体。
实施例2
磺胺类高盐废水中含有磺胺、磺胺氯哒嗪和磺胺氯达嗪钠，其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中的目标降解物质为主要碳源和能源进行筛选得到MEFS工程菌群，包括50%的Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、20%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、30%的Halomonas hamiltonii汉氏盐单胞菌；
S2：将MEFS工程菌群投入盐度为1.5%的第一废水中先进行发酵预处理，进水浓度COD为5500 mg/L，经发酵预处理段处理至1100 mg/L，停留时间6d，COD去除率80%；
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，使MEFS工程菌群耐高盐分，同时检验预处理单元对废水的解毒效果；***连续进出水且稳定运行，出水COD为442 mg/L，氨氮为160 mg/L；
之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，出水COD为180 mg/L，COD总的去除率为96.7%，出水氨氮为17.1mg/L，氨氮总的去除率稳定在93.5%。
S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入盐度为2%的第二废水中进行发酵预处理；预处理段平均每天进水40.6 L，进水COD 6351 mg/L，出水COD为1413 mg/L，预处理段平均停留时间8 d，COD去除率77.8%；
S4：将预处理出水进行稀释，按1:2的体积比与盐度为16000mg/L、COD为8000mg/L的低浓度废水混合后，加水将盐度稀释为1.5%；接着，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，稳定运行至达标排放，COD处理至247 mg/L，COD总的去除率为96.3%，氨氮处理至4.9mg/L，氨氮总的去除率为97.2%。
其中，上述所使用的MEFS工程菌群为利用聚氨酯填料和粉末活性炭的共混物作为微生物载体。
实施例3
磺胺类高盐废水中含有磺胺、磺胺氯哒嗪和磺胺氯达吡钠，其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中的目标降解物质为主要碳源和能源进行筛选得到MEFS工程菌群，包括55%的Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、10%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、35%的Halomonas hamiltonii汉氏盐单胞菌；
S2：将MEFS工程菌群投入盐度为1.6%的第一废水中先进行发酵预处理，进水浓度COD为5300 mg/L，经发酵预处理段处理至1093 mg/L，停留时间6d，COD去除率79.4%；
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，使MEFS工程菌群耐高盐分，同时检验预处理单元对废水的解毒效果；***连续进出水且稳定运行，出水COD为455 mg/L，氨氮为163 mg/L；
之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，出水COD为182 mg/L，COD总的去除率为96.5%，出水氨氮为16.9 mg/L，氨氮总的去除率稳定在93.8%。
S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入盐度为2%的第二废水中进行发酵预处理；预处理段平均每天进水40.6 L，进水COD 6280 mg/L，出水COD为1476 mg/L，预处理段平均停留时间8 d，COD去除率76.5%；
S4：将预处理出水进行稀释，按1:2的体积比与盐度为16000mg/L、COD为8000mg/L的低浓度废水混合后，加水将盐度稀释为1.6%；接着，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，稳定运行至达标排放，COD处理至269mg/L，COD总的去除率为96.2%，氨氮处理至4.8mg/L，氨氮总的去除率为97.5%。
其中，上述所使用的MEFS工程菌群为利用聚氨酯填料和粉末活性炭的共混物作为微生物载体。
实施例4
与实施例1的区别在于：使用的是改性的水凝胶载体。
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，其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中的目标降解物质为主要碳源和能源进行筛选得到MEFS工程菌群，包括40%的Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、30%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、30%的Halomonas hamiltonii汉氏盐单胞菌；
S2：将MEFS工程菌群投入盐度为1.5%的第一废水中先进行发酵预处理，进水浓度COD为5300 mg/L，经发酵预处理段处理至956mg/L，停留时间6d，COD去除率82%；
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，使MEFS工程菌群耐高盐分，同时检验预处理单元对废水的解毒效果；***连续进出水且稳定运行，出水COD为398 mg/L，氨氮为120 mg/L；
之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，出水COD为161 mg/L，COD总的去除率为97.0%，出水氨氮为15.3 mg/L，氨氮总的去除率稳定在94.7%。
S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入盐度为2%的第二废水中进行发酵预处理；预处理段平均每天进水40.6 L，进水COD 6280 mg/L，出水COD为1257 mg/L，预处理段平均停留时间8 d，COD去除率80.0%；
S4：将预处理出水进行稀释，按1:2的体积比与盐度为16000mg/L、COD为8000mg/L的低浓度废水混合后，加水将盐度稀释为1.5%；接着，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，稳定运行至达标排放，COD处理至231 mg/L，COD总的去除率为96.9%，氨氮处理至3.5mg/L，氨氮总的去除率为98.1%。
其中，上述所使用的MEFS工程菌群的载体为改性水凝胶载体，其制备方法为：
将粒径为30nm的纳米四氧化三铁粒子超声分散于浓度为10%的环糊***溶液中，加入海藻酸钠后搅拌，再依次经磁吸、过滤后溶解于浓度为11%的聚乙烯醇溶液中，其中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1：2.1：5：18，聚乙烯醇的分子量为3*105；接着，加入甲醛溶液并在65℃下加热混合2h，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；使其喷涂粘度为386 mPa·S的EVA乳液后，在75℃下真空干燥22min，反复5次，得到表面粗糙的改性水凝胶载体。
实施例5
与实施例1的区别在于：使用的是改性的水凝胶载体。
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，其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中的目标降解物质为主要碳源和能源进行筛选得到MEFS工程菌群，包括40%的Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、30%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、30%的Halomonas hamiltonii汉氏盐单胞菌；
S2：将MEFS工程菌群投入盐度为1.5%的第一废水中先进行发酵预处理，进水浓度COD为5300 mg/L，经发酵预处理段处理至964mg/L，停留时间6d，COD去除率81.8%；
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，使MEFS工程菌群耐高盐分，同时检验预处理单元对废水的解毒效果；***连续进出水且稳定运行，出水COD为402 mg/L，氨氮为133 mg/L；
之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，出水COD为164 mg/L，COD总的去除率为96.9%，出水氨氮为15.7 mg/L，氨氮总的去除率稳定在94.6%。
S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入盐度为2%的第二废水中进行发酵预处理；预处理段平均每天进水40.6 L，进水COD 6280 mg/L，出水COD为1280 mg/L，预处理段平均停留时间8 d，COD去除率79.6%；
S4：将预处理出水进行稀释，按1:2的体积比与盐度为16000mg/L、COD为8000mg/L的低浓度废水混合后，加水将盐度稀释为1.5%；接着，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，稳定运行至达标排放，COD处理至247 mg/L，COD总的去除率为96.7%，氨氮处理至3.8mg/L，氨氮总的去除率为97.9%。
其中，上述所使用的MEFS工程菌群的载体为改性水凝胶载体，其制备方法为：
将粒径为35nm的纳米四氧化三铁粒子超声分散于浓度为17%的环糊***溶液中，加入海藻酸钠后搅拌，再依次经磁吸、过滤后溶解于浓度为13%的聚乙烯醇溶液中，其中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1：2.6：8：15，聚乙烯醇的分子量为2*105；接着，加入甲醛溶液并在55℃下加热混合4h，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；使其喷涂粘度为273 mPa·S的EVA乳液后，在90℃下真空干燥10min，反复6次，得到表面粗糙的改性水凝胶载体。
对比例1
与实施例4的区别在于：所述聚乙烯醇的分子量为1.4*104。
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，其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中的目标降解物质为主要碳源和能源进行筛选得到MEFS工程菌群，包括40%的Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、30%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、30%的Halomonas hamiltonii汉氏盐单胞菌；
S2：将MEFS工程菌群投入盐度为1.5%的第一废水中先进行发酵预处理，进水浓度COD为5300 mg/L，经发酵预处理段处理至1209mg/L，停留时间6d，COD去除率77%；
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，使MEFS工程菌群耐高盐分，同时检验预处理单元对废水的解毒效果；***连续进出水且稳定运行，出水COD为501 mg/L，氨氮为189 mg/L；
之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，出水COD为221mg/L，COD总的去除率为95.8%，出水氨氮为18.3 mg/L，氨氮总的去除率稳定在93.6%。
S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入盐度为2%的第二废水中进行发酵预处理；预处理段平均每天进水40.6 L，进水COD 6280 mg/L，出水COD为1432mg/L，预处理段平均停留时间8 d，COD去除率77.2%；
S4：将预处理出水进行稀释，按1:2的体积比与盐度为16000mg/L、COD为8000mg/L的低浓度废水混合后，加水将盐度稀释为1.5%；接着，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，稳定运行至达标排放，COD处理至284mg/L，COD总的去除率为96.2%，氨氮处理至5.1mg/L，氨氮总的去除率为97.1%。
其中，上述所使用的MEFS工程菌群的载体为改性水凝胶载体，其制备方法为：
将粒径为30nm的纳米四氧化三铁粒子超声分散于浓度为10%的环糊***溶液中，加入海藻酸钠后搅拌，再依次经磁吸、过滤后溶解于浓度为11%的聚乙烯醇溶液中，其中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1：2.1：5：18，聚乙烯醇的分子量为1.4*104；接着，加入甲醛溶液并在65℃下加热混合2h，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；使其喷涂粘度为386 mPa·S的EVA乳液后，在75℃下真空干燥22min，反复5次，得到表面粗糙的改性水凝胶载体。
对比例2
与实施例4的区别在于：所述聚乙烯醇的分子量为7*105。
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，其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中的目标降解物质为主要碳源和能源进行筛选得到MEFS工程菌群，包括40%的Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、30%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、30%的Halomonas hamiltonii汉氏盐单胞菌；
S2：将MEFS工程菌群投入盐度为1.5%的第一废水中先进行发酵预处理，进水浓度COD为5300 mg/L，经发酵预处理段处理至1195mg/L，停留时间6d，COD去除率77%；
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，使MEFS工程菌群耐高盐分，同时检验预处理单元对废水的解毒效果；***连续进出水且稳定运行，出水COD为488 mg/L，氨氮为179mg/L；
之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，出水COD为239mg/L，COD总的去除率为95.5%，出水氨氮为17.6 mg/L，氨氮总的去除率稳定在93.9%。
S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入盐度为2%的第二废水中进行发酵预处理；预处理段平均每天进水40.6 L，进水COD 6280 mg/L，出水COD为1441mg/L，预处理段平均停留时间8 d，COD去除率77.1%；
S4：将预处理出水进行稀释，按1:2的体积比与盐度为16000mg/L、COD为8000mg/L的低浓度废水混合后，加水将盐度稀释为1.5%；接着，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，稳定运行至达标排放，COD处理至293mg/L，COD总的去除率为96.1%，氨氮处理至5.5mg/L，氨氮总的去除率为96.9%。
其中，上述所使用的MEFS工程菌群的载体为改性水凝胶载体，其制备方法为：
将粒径为30nm的纳米四氧化三铁粒子超声分散于浓度为10%的环糊***溶液中，加入海藻酸钠后搅拌，再依次经磁吸、过滤后溶解于浓度为11%的聚乙烯醇溶液中，其中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1：2.1：5：18，聚乙烯醇的分子量为7*105；接着，加入甲醛溶液并在65℃下加热混合2h，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；使其喷涂粘度为386 mPa·S的EVA乳液后，在75℃下真空干燥22min，反复5次，得到表面粗糙的改性水凝胶载体。
对比例3
与实施例4的区别在于：所述EVA乳液的粘度为180 mPa·S。
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，其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中的目标降解物质为主要碳源和能源进行筛选得到MEFS工程菌群，包括40%的Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、30%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、30%的Halomonas hamiltonii汉氏盐单胞菌；
S2：将MEFS工程菌群投入盐度为1.5%的第一废水中先进行发酵预处理，进水浓度COD为5300 mg/L，经发酵预处理段处理至1117mg/L，停留时间6d，COD去除率80%；
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，使MEFS工程菌群耐高盐分，同时检验预处理单元对废水的解毒效果；***连续进出水且稳定运行，出水COD为431 mg/L，氨氮为150mg/L；
之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，出水COD为184mg/L，COD总的去除率为96.5%，出水氨氮为16.6 mg/L，氨氮总的去除率稳定在94.2%。
S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入盐度为2%的第二废水中进行发酵预处理；预处理段平均每天进水40.6 L，进水COD 6280 mg/L，出水COD为1301mg/L，预处理段平均停留时间8 d，COD去除率79.4%；
S4：将预处理出水进行稀释，按1:2的体积比与盐度为16000mg/L、COD为8000mg/L的低浓度废水混合后，加水将盐度稀释为1.5%；接着，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，稳定运行至达标排放，COD处理至263mg/L，COD总的去除率为96.5%，氨氮处理至4.6mg/L，氨氮总的去除率为97.5%。
其中，上述所使用的MEFS工程菌群的载体为改性水凝胶载体，其制备方法为：
将粒径为30nm的纳米四氧化三铁粒子超声分散于浓度为10%的环糊***溶液中，加入海藻酸钠后搅拌，再依次经磁吸、过滤后溶解于浓度为11%的聚乙烯醇溶液中，其中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1：2.1：5：18，聚乙烯醇的分子量为3*105；接着，加入甲醛溶液并在65℃下加热混合2h，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；使其喷涂粘度为180 mPa·S的EVA乳液后，在75℃下真空干燥22min，反复5次，得到表面粗糙的改性水凝胶载体。
对比例4
与实施例4的区别在于：所述EVA乳液的粘度为850 mPa·S。
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，其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中的目标降解物质为主要碳源和能源进行筛选得到MEFS工程菌群，包括40%的Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、30%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、30%的Halomonas hamiltonii汉氏盐单胞菌；
S2：将MEFS工程菌群投入盐度为1.5%的第一废水中先进行发酵预处理，进水浓度COD为5300 mg/L，经发酵预处理段处理至1125mg/L，停留时间6d，COD去除率80%；
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，使MEFS工程菌群耐高盐分，同时检验预处理单元对废水的解毒效果；***连续进出水且稳定运行，出水COD为458 mg/L，氨氮为163mg/L；
之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，出水COD为192 mg/L，COD总的去除率为96.6%，出水氨氮为16.8 mg/L，氨氮总的去除率稳定在94.2%。
S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入盐度为2%的第二废水中进行发酵预处理；预处理段平均每天进水40.6 L，进水COD 6280 mg/L，出水COD为1357mg/L，预处理段平均停留时间8 d，COD去除率79.1%；
S4：将预处理出水进行稀释，按1:2的体积比与盐度为16000mg/L、COD为8000mg/L的低浓度废水混合后，加水将盐度稀释为1.5%；接着，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，稳定运行至达标排放，COD处理至293mg/L，COD总的去除率为96.1%，氨氮处理至4.8mg/L，氨氮总的去除率为97.3%。
其中，上述所使用的MEFS工程菌群的载体为改性水凝胶载体，其制备方法为：
将粒径为30nm的纳米四氧化三铁粒子超声分散于浓度为10%的环糊***溶液中，加入海藻酸钠后搅拌，再依次经磁吸、过滤后溶解于浓度为11%的聚乙烯醇溶液中，其中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1：2.1：5：18，聚乙烯醇的分子量为3*105；接着，加入甲醛溶液并在65℃下加热混合2h，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；使其喷涂粘度为850 mPa·S的EVA乳液后，在75℃下真空干燥22min，反复5次，得到表面粗糙的改性水凝胶载体。
对比例5
与实施例4的区别在于：改性水凝胶载体制备中未喷涂EVA乳液。
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，其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中的目标降解物质为主要碳源和能源进行筛选得到MEFS工程菌群，包括40%的Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、30%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、30%的Halomonas hamiltonii汉氏盐单胞菌；
S2：将MEFS工程菌群投入盐度为1.5%的第一废水中先进行发酵预处理，进水浓度COD为5300 mg/L，经发酵预处理段处理至1005mg/L，停留时间6d，COD去除率81%；
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，使MEFS工程菌群耐高盐分，同时检验预处理单元对废水的解毒效果；***连续进出水且稳定运行，出水COD为417mg/L，氨氮为140 mg/L；
之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，出水COD为175mg/L，COD总的去除率为96.7%，出水氨氮为16.0 mg/L，氨氮总的去除率稳定在94.4%。
S3：将S2中得到的MEFS工程菌群投入盐度为2%的第二废水中进行发酵预处理；预处理段平均每天进水40.6 L，进水COD 6280 mg/L，出水COD为1304 mg/L，预处理段平均停留时间8 d，COD去除率79.2%；
S4：将预处理出水进行稀释，按1:2的体积比与盐度为16000mg/L、COD为8000mg/L的低浓度废水混合后，加水将盐度稀释为1.5%；接着，进入连续的两段AO生物处理工艺进行处理，稳定运行至达标排放，COD处理至248 mg/L，COD总的去除率为96.7%，氨氮处理至3.7mg/L，氨氮总的去除率为97.9%。
其中，上述所使用的MEFS工程菌群的载体为改性水凝胶载体，其制备方法为：
将粒径为30nm的纳米四氧化三铁粒子超声分散于浓度为10%的环糊***溶液中，加入海藻酸钠后搅拌，再依次经磁吸、过滤后溶解于浓度为11%的聚乙烯醇溶液中，其中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1：2.1：5：18，聚乙烯醇的分子量为3*105；接着，加入甲醛溶液并在65℃下加热混合2h，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。
综上，由实施例1-3可知，磺胺类废水的盐度控制在1.5%~2.%的情况下，经过MEFS工程菌群发酵预处理后的废水与低浓废水混合后，再进入常规生化***处理，即可达标排放。本发明中的处理方法提高了该高浓废水的可生化性和处理效率，并且尽可能地降低后续常规***的负荷，降低后续处理成本。另外，实施例4-5的数据表明使用改性的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。
进一步地，结合实施例4和对比例1-2，因聚乙烯醇的分子量过低，形成水凝胶载体的抗冲击性显著下降，废水处理效率不高；聚乙烯醇的分子量过高则粘度过大，易造成团聚，在废水中的分散性较差，也会导致废水处理效率降低。结合实施例4和对比例3-4，EVA的粘度过低在水凝胶载体的附着性较差，在长时间的耐冲击性能下降，导致最终出水的COD值偏高；EVA的粘度过高时的乳液形态不稳定性较高，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。结合实施例4和对比例5，未喷涂EVA乳液后的水凝胶载体菌种负载率下降，菌种发酵容置空隙减少，废水处理效率也随之降低。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

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Pseudomonas alcaliphila产碱假单胞菌、10~30%的Microbacterium lacticum 乳酸细杆菌、30~50%的Halomonas hamiltonii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***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200 mg/L以下，COD总的去除率稳定在95%以上，出水氨氮稳定在20 mg/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***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300 mg/L以下，COD总的去除率稳定在96%以上，氨氮处理至10 mg/L以下，氨氮总的去除率稳定在97%以上。
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