[发明专利]一种生物膜生物强化焦化废水高效处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物膜生物强化焦化废水高效处理方法，属于环境保护和难降解工业废水处理领域，特别适用于焦化废水，也同样适用于处理高COD、高氨氮的工业废水，能够实现高效去除COD和高效脱氮。

技术背景

焦化废水为炼制焦碳或制煤气过程中产生的难生物降解的高浓度有毒有机废水，主要来源于钢铁冶金和炼焦行业的焦化厂。焦化废水中主要含有氨氮(NH₃-N)、氰化物、酚类化合物、多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物及脂肪族化合物等污染物质，具有“三致”作用，对人体健康和生态环境威胁巨大。除了组成复杂外，焦化废水还具有水质变化幅度大、可生化性差、毒性大等特点。

目前，处理焦化废水的方法很多，但国内大多数焦化厂的焦化废水仍然以生物处理为主，普遍采用活性污泥法和A²O(厌氧-缺氧-好氧)工艺。A²O工艺的效果优于活性污泥法，但是，经过A²O工艺处理的焦化废水往往也很难达到国家排放标准(GB8978-1996)中的二级排放标准，特别是COD和NH₃-N这两个指标很难同时达标，GB8978-1996中的一级和二级排放标准是COD和NH₃-N分别低于100mg/L、150mg/L和15mg/L、25mg/L。COD难以达标的主要原因是焦化废水中含有一定量的难生物降解的有机物，这些难降解有机物在生物反应器中往往不能被有效去除而直接进入出水中，导致出水COD、NH₃-N偏高，此外，由于焦化废水具有毒性，当毒性有机物达到一定浓度范围时，硝化细菌将受到抑制，导致氨氮不能有效去除，难以达标。结合目前我国焦化废水的处理技术，寻找高效稳定、成本低廉、便于管理的生物处理方法成了我国焦化废水处理领域的重要任务。

生物膜生物强化技术是指为提高废水处理系统的处理能力，而在此生物膜法处理系统中投加具有特定功能的菌属、微生物、营养物或基质类似物。其中的菌属可以是从自然界中经过分离、驯化、富集、筛选、培养而得到的优势菌种，通常源于被废水污染的土壤中或者污水处理厂的排水中；也可以是通过基因组合技术得到的工程菌种。与目前使用最广泛的活性污泥法相比，生物膜法生物强化技术拥有以下几点优势：提高对目标污染物的去除效果；减少污泥产生，改善污泥性能；加快系统启动，减少系统故障，增强系统稳定性。

目前，生物膜生物强化技术在焦化废水处理中尚无工程应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有生物处理焦化废水的不足之处，结合前人的相关研究及理论，提供一种高效稳定、成本低廉、便于管理的生物处理焦化废水工艺，使焦化废水经处理后能够达到相关国家排放标准，解决我国国内焦化废水难以处理的现状。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种生物膜生物强化焦化废水高效处理方法，包括采用厌氧生物滤池-三相好氧生物循环流化床耦合工艺处理焦化废水，分为挂膜期和正式运行期；在挂膜期，首先在厌氧生物滤池-三相好氧生物循环流化床耦合工艺反应器内加入膜支撑载体，然后投加睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni)进行挂膜，上述菌株已于2011年3月3日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)保藏，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院生物研究所，保藏编号：CGMCCNo.4630；挂膜完成后在系统内形成稳定的生态岛系统，进行焦化废水生物强化处理。

所述的厌氧生物滤池-三相好氧生物循环流化床耦合工艺以焦化废水为碳源和氮源，焦化废水处理的环境条件为：温度为25-30℃，pH为7.0-8.5。

先将睾丸酮丛毛单胞菌CGMCC No.4630纯菌进行扩大培养得到睾丸酮丛毛单胞菌CGMCC No.4630菌液，扩大培养条件为：pH为7.0-7.2的LB培养基，在150red/min、30℃摇床条件下培养8-10h。

所述的睾丸酮丛毛单胞菌CGMCC No.4630菌液投加入厌氧生物滤池-三相好氧生物循环流化床耦合工艺中的生物流化床段，睾丸酮丛毛单胞菌CGMCC No.4630菌液与普通污泥活化后混合液以1∶4-1∶2的比例混合后投加至生物流化床进行挂膜，挂膜方式采用前7天闷爆培养后连续进水方式。

所述的闷爆培养期间每日进水为含有5％-7％LB培养基的焦化废水，连续进水时进水为纯焦化废水，并在COD 50-600mg/L之间逐渐增加焦化废水浓度。