[发明专利]一种溴氨酸好氧生物矿化的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程水处理技术领域，涉及一种溴氨酸好氧生物矿化的方法。

背景技术

溴氨酸，学名为1-氨基-4-溴蒽醌-2-磺酸，是一种重要的蒽醌染料中间体，广泛用于合成蒽醌型分散染料、活性染料和酸性蒽醌染料等。溴氨酸呈红色，易溶于水，是一种难降解有机化合物。溴氨酸常存在于蒽醌染料及其中间体生产废水中，可引起严重的公众健康和环境问题。

溴氨酸废水的处理方法主要有物理法、化学法、生物法及这些方法的组合。由于生物法具有操作简单、运行成本低，无二次污染的优点，因此是溴氨酸废水的首选处理方法。目前溴氨酸废水生物法处理均集中于溴氨酸的生物脱色，主要包括：1)脱色菌筛选及其特性，如Zoogloea itzigohn HP3、FlavobacteriumBX26、Pseudomonas JR-1～5、Pseudomonassp.N1、Sphingomonassp.等；2)脱色菌投入生物反应器中强化处理溴氨酸废水，如Sphingomonassp.加入膜生物反应器中可提高反应器启动速度和溴氨酸脱色能力。

溴氨酸生物脱色存在的主要问题是：脱色后COD去除率仅达到50％左右，主要脱色产物是2-氨基-3-羟基-5-溴苯磺酸，其在好氧条件下会逐渐形成黄色的自氧化产物而难以进一步降解，从而阻碍溴氨酸彻底生物矿化。

发明内容

本发明的目的是针对溴氨酸好氧生物脱色中形成难降解自氧化产物而阻碍其彻底生物降解的这一技术瓶径，提供一种经济、高效的溴氨酸好氧生物矿化方法。

本发明的技术解决方案是在好氧反应器中加入高效吸附材料，既可作为载体固定微生物，还可吸附脱色产物，使液相中的脱色产物保持较低浓度。在吸附材料的原位生物再生过程中，脱色产物的降解速率大于其自氧化速率，有效避免了脱色产物的自氧化，最终被彻底生物矿化。

具体步骤如下：

步骤1.高效吸附材料的选择及预处理

高效吸附材料包括活性炭毡、活性炭或树脂，所用高效吸附材料形状为粒状、粉状或块状。

将所用的高效吸附材料用水冲洗3-5遍后，加水煮沸0.1-5小时，在水中浸泡1-120小时，用水冲洗，将洗净的高效吸附材料在50-200℃下烘干后备用。

步骤2.降解微生物的驯化

在好氧生物反应器中按投配率1-100％(v/v)加入所用的高效吸附材料，接种微生物为活性污泥或活性污泥中加入0.1-50％(w/w)溴氨酸脱色菌，接种微生物在反应器中浓度为1-30g/L。

进水组成为溴氨酸、(NH₄)₂SO₄、Na₂HPO₄、KH₂PO₄、微量CaCl₂、MgSO₄、FeCl₃，COD：N：P＝100：5：1。

污泥驯化以间歇方式进行。每当进水COD去除率达85％以上时，再逐步加大进水溴氨酸浓度，进入下一轮驯化，直至驯化完成。

污泥驯化期间，温度保持在10-40℃，溶解氧0.5-5mg/L，进水pH值为6-9。

步骤3.好氧生物反应器的启动及运行

污泥驯化完成后，反应器开始连续运行。根据进水COD去除状况，调整基质负荷和水力停留时间，以加速反应器的启动。

当反应器稳定运行后，溴氨酸被彻底好氧生物矿化。

反应器运行期间，温度保持在10-40℃，溶解氧0.5-5mg/L，进水pH值为6-9。

本发明的效果和益处是：

(1)所用高效吸附材料来源广泛、工艺操作简便。

(2)在好氧生物反应器中加入高效吸附材料，可以有效地解决溴氨酸好氧生物脱色中形成难降解自氧化产物而阻碍其彻底生物降解的这一技术瓶径。

(3)高效吸附材料的加入还可以增强微生物的耐盐和耐毒能力，提高系统抗冲击负荷能力。

附图说明

图1是本发明提供的高效吸附材料-粘胶基活性炭毡的扫描电镜照片。

图2是本发明提供的活性炭毡强化溴氨酸好氧生物矿化的曲线图。图中纵坐标表示COD浓度，单位为mg/L；横坐标表示时间，单位为天。—◆—代表反应器进水COD浓度；—■—代表反应器出水COD浓度。图2表明反应器稳定运行后，COD去除率保持在95％左右。

具体实施方式

下面结合技术方案和附图对本发明作进一步说明，但本发明并不限于下述实施例。

实施例1