[发明专利]一种高效降解吗啉废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效降解吗啉废水的方法，具体地说，是一种对吗啉废水中的碳、氮杂环化合物通过活性污泥中的微生物在同一反应器内进行生化反应，使之降解的处理方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

国内对吗啉废水的处理研究报道较少。对于吗啉残液的处理，田怀广提出了焚烧处理的方法，当吗啉残液中轻组分的含水量为86.23％，COD值高达346000mg/L，这对焚烧处理是有利的。国内目前研究较热的是从吗啉废水中回收N-甲基吗啉和N-乙基吗啉，减少其排放量，并且可回收利用。但是用生化法处理吗啉废水的工艺研究几乎没有。

自1982年，Knapp等人首先从活性污泥中分离出两株能够利用吗啉作为唯一碳源、氮源和能源的菌株，开展了对吗啉生化降解的研究。1998年，S.Chandrasekaran和D.Lalithakumari从受污染的土壤中富集分离出一株生长迅速的荧光假单胞菌CAS102，它能够利用吗啉作为它的唯一能源，从而有效地降解吗啉。同年，B.COMBOURIEU等人从受污染的活性污泥中分离出一株生长快速的分枝杆菌，它能够把吗啉作为唯一的氮源、碳源和能源。他们找到了吗啉的降解途径，并发现这种菌含有细胞色素P450。2000年，Thomas Schrader等人从森林土壤中分离出一株菌株HE5，此菌株通过16SrDNA分析被鉴定为一株生长快速的分枝杆菌，它能够把吗啉作为唯一的氮源、碳源和能源，并发现此菌株含有细胞色素P450。菌株HE5的最适生长条件为30mM吗啉，pH7.2，30℃，能在10小时内降解10～15mM的吗啉，这是至今为止报道过的降解吗啉最快的菌株。国内关于分解吗啉菌株的报道也尚未见。

发明内容

吗啉废水中含有吗啉、N-甲基吗啉和N(2-羟乙基)吗啉等，大约占总有机物含量的35％～60％，可生化性差，难以降解。因此必须采用特别的、有针对性的生化处理工艺进行处理。本发明的目的在于通过驯化培养活性污泥中的优势微生物群体并添加特殊菌株，在生长过程中利用水中有关污染物质进行新陈代谢，使吗啉废水得到大幅度降解。

本发明提供的高效降解吗啉废水的方法，是将吗啉废水加入反应器中，缺氧处理一定时间后通入空气，因生化分解后还要进行好氧脱氮的硝化反硝化过程，因此DO需维持较高水平进行好氧处理。具体步骤包括：

a.采用普通SBR(序列间歇式活性污泥法)反应器，反应器中置有复合菌群和污泥，复合菌群的组成为戴尔福特菌WXZ-9(Delftia tsuruhatensis)，其保藏号为CGMCC No.1797，保藏日为2006年9月7日，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，和丛毛单胞菌WXZ-17(Comamonas sp.)，其保藏号为CGMCC No.3048，保藏日为2009年4月30日，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，复合菌群和污泥混合均匀，反应温度保持在20～30℃；SBR反应周期由：缺氧→好氧→缺氧→静置组成。

b.将吗啉废水加入反应器中，并采用机械搅拌使泥水混合均匀，缺氧运行，pH控制在7.8～8.2，运行时间为6～48h小时，运行时间与进水浓度有关，下同；

c.由缺氧段进入好氧段，采用机械搅拌加鼓风曝气，pH控制在7.8～8.2，运行时间为14～34小时；采用鼓风机(或空压机)和高效微孔扩散器向反应器中输送空气，使反应器内保持高溶解氧状态；

d.由好氧段进入缺氧段，采用机械搅拌，缺氧运行，pH控制在7.8～8.2，运行时间为0～22小时；

e.缺氧过程完成后静置2小时出水。

本发明中待处理吗啉废水的COD(化学需氧量)为1000～3300mg/L，TN(总氮)为130～570mg/L，其中吗啉、N-甲基吗啉和N(2-羟乙基)吗啉占总有机物的35％～60质量％。

复合菌群中，戴尔福特菌WXZ-9 CGMCC No.1797与丛毛单胞菌WXZ-17CGMCC No.3048的质量比为1∶1；复合菌群的质量为污泥干固物质质量的10～40％。

所述的污泥为普通污泥处理厂污泥。吗啉废水加入反应器后，反应器中污泥的浓度为2～6g/L。

步骤b和步骤d缺氧过程中，控制反应器内DO(溶解氧)为0～0.5mg/L。

步骤c好氧过程中，控制反应器内DO为4～5mg/L。

步骤d中，所述的运行时间为0～9小时。