利用微生物對高含氯聚丙烯醯胺廢水無害化降解的方法
2023-12-05 08:15:11
專利名稱：利用微生物對高含氯聚丙烯醯胺廢水無害化降解的方法
技術領域：
本發明屬於工業汙水的治理領域，具體涉及一種微生物處理高氯聚丙烯醯胺廢水的方法。
背景技術：
聚丙烯醯胺(PAM)是一類重要的線性共聚水溶性高分子聚合物，水溶液分子呈線團狀，具有良好的熱穩定性。PAM具有絮凝性、增稠性、表面活性、沉降、過濾、增粘、助留、淨化等特性，因此，在石油開採、水處理、紡織、造紙、選礦、醫藥、農業等領域具有廣泛的應用， 有「百業助劑」之稱。PAM應用的最終歸屬多為進入地表水或地下水，而含有PAM的汙水不僅會改變水的理化性質，而且本身對COD化學耗氧量也有貢獻，並且可能會因為解聚而釋放丙烯醯胺。聚丙烯醯胺長期與皮膚接觸可引起皮炎，直接接觸可引起眼睛發炎，過分曝露於高濃度聚丙烯醯胺蒸汽中導致眼睛和呼吸道感染，會引起頭痛頭昏、嗜睡和對其他中樞神經系統造成影響甚至死亡，吸入微量聚丙烯醯胺會引起嚴重的肺部傷害甚至死亡。而解聚後的單體丙烯醯胺(AAM)會傷害人和動物的周圍神經系統。衛生部發布公告丙烯醯胺是一種可能致癌物。職業接觸人群的流行病學觀察表明，長期低劑量接觸丙烯醯胺會出現嗜睡、 情緒和記憶改變、幻覺和震顫等症狀，伴隨末梢神經病(手套樣感覺、出汗和肌肉無力)。目前國內對聚丙烯醯胺的降解主要採用化學降解、機械降解、熱降解、生物降解等方法。其中，化學降解存在生產成本高、降解後產物有毒性，對環境造成更嚴重的二次汙染等問題；機械降解存在攪拌功率大、剪切設備處理費用高、PAM降解率低等問題；熱降解存在在現實的生產中難以實現的高溫要求；而生物降解在國內外的研究才剛剛起步，傳統的生化汙水處理不能對聚丙烯醯胺有效降解，主要原因是聚丙烯醯胺及解聚後的丙烯醯胺單體具有毒性，一般微生物在含有聚丙烯醯胺的廢水中無法生長，即使生長也無法針對聚丙烯醯胺進行有效降解；含有聚丙烯醯胺的工業廢水普遍氯含量都很高，一般微生物在高含氯的環境下生長受到抑制甚至死亡，無法起到降解作用；普通生化汙水處理系統中都存在菌體流失嚴重的現象，這也大大降低了生物法的降解效率。因此含聚丙烯醯胺汙水的處理已經成為有機廢水處理的主要難題。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種成本低、無毒性、無汙染、效率高、易實現的一種微生物處理高氯聚丙烯醯胺廢水的方法。本發明解決其技術問題是通過以下技術方案實現的一種利用微生物對高含氯聚丙烯醯胺廢水無害化降解的方法，其特徵在於該方法的步驟為(1)將微球菌屬T2、棒桿菌屬Z5、假單胞菌屬Y6三種微生物菌液按 1-6 1-4 2-5的重量混合比例混合均勻成為復配菌液，復配菌液pH範圍在4. 0-8.0，菌液濃度IO6-IO9個/ml ；
(2)製備營養液，其成分為糖蜜 0.1-2 %, (NH4)2SO4O. 1-1 %, MgSO4 · 7H200. 001-0. 1 %, KH2PO4 0. 001-1 %，餘量為水，混合均勻；(3)將復配菌液與營養液混合，混合重量比例為復配菌液營養液=1 2-20 ；(4)將聚丙烯醯胺廢水輸送至投加了混合液的水解池，停留12-24小時，然後再輸送至投加了混合液的好氧池，停留80-120小時，混合液首次投加量為處理裝置有效容積的0. 5-20%，控制pH 5. 0-9. 0，控制溫度為20_40°C，好氧池曝氣量與進水量體積比為 15-25 1 ；(5)好氧處理後的廢水經中空纖維微濾膜組件後連續排放。而且，所述的中空纖維微濾膜組件採用簾式中空纖維微濾膜，材質為抗汙染聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 1-0. 2 μ m。本發明的優點和有益效果為1.本發明所使用的高效優勢的復配菌液可以在Nacl濃度彡100000mg/L的高氯條件下降解聚丙烯醯胺，去除率高達80%-85%，並且同時降解解聚後的丙烯醯胺單體，使丙烯醯胺殘留量< 0. 03%，解決了傳統生化法及化學物理法降解聚丙烯醯胺的二次汙染問題，真正實現聚丙烯醯胺的無害化降解。2.本發明在高效優勢的復配菌液基礎上，建立一套高效降解聚丙烯醯胺廢水的方法，採用中空纖維膜組件，解決了在復配菌液生化處理過程中因菌體流失而造成的降解效率低的問題，使優勢菌劑的菌體濃度始終保持最佳濃度，從而使對聚丙烯醯胺廢水的降解效果達到最佳。3.本發明利用微生物對高含氯聚丙烯醯胺廢水無害化降解的方法，具有成本低、 無毒性、無汙染、效率高、易實現等優點。
圖1為本發明的方法流程圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護範圍。一種利用微生物對高含氯聚丙烯醯胺廢水無害化降解的方法，該方法的步驟為(1)將微球菌屬T2、棒桿菌屬Z5、假單胞菌屬Y6三種微生物菌液按 1-6 1-4 2-5的重量混合比例混合均勻成為復配菌液，復配菌液pH範圍在4. 0-8.0，菌液濃度IO6-IO9個/ml。(2)製備營養液，其成分為糖蜜 0.1-2 %, (NH4)2SO4 0.1-1 %, MgSO4 · 7H200. 001-0. 1 %, KH2PO4 0. 001-1 %，餘量為水，混合均勻。(3)將復配菌液與營養液混合，混合重量比例為復配菌液營養液=1 2-20。(4)將聚丙烯醯胺廢水輸送至投加了混合液的水解池，停留12-24小時，然後再輸送至投加了混合液的好氧池，停留80-120小時，混合液首次投加量為處理裝置有效容積的0. 5-20 %，控制pH 5. 0-9. 0，控制溫度為20_40°C，好氧池曝氣量與進水量體積比為 15-25 1 ；中空纖維微濾膜組件採用簾式中空纖維微濾膜，材質為抗汙染聚偏氟乙烯，膜孔徑為 0. 1-0. 2 μ m。(5)好氧處理後的廢水經中空纖維微濾膜組件後連續排放。實施例1.微生物法處理高含氯聚丙烯醯胺廢水小試試驗，具體實施步驟如下(1).選用NaCl濃度100000mg/L、聚丙烯醯胺濃度2000mg/L的工業廢水lKg，首次混合液投加比例為10%，共需混合液100g。(2).其中混合液中，混合重量比例為復配菌液營養液=1 9，則需復配菌液 10g，營養液90g。(3).複合菌液中包括微球菌屬T2、棒桿菌屬Z5、假單胞菌屬Y6三種微生物菌，三種菌液按4 4 2重量比例混合均勻成為復配菌液，按復配菌液IOg計算，微球菌屬T24g， 棒桿菌屬Z54g，假單胞菌屬Y62g。(4).製備營養液，其成分為糖蜜 1. 5%，(NH4)2SO4O. 5%, MgSO4 『 7H20 0.05%, KH2PO4O. 5%,餘量為水，混合均勻，按營養液90g計算，其成分配比為糖蜜1.35g， (NH4)2SO4O. 45g, MgSO4 · 7H20 0. 045g, KH2PO4O. 45g，水 87. 705g。(5).將聚丙烯醯胺濃度2000mg/L的工業廢水首先進行厭氧水解M小時後轉入好氧100小時，控制PH 6. 0，控制溫度為300C。分別對水解池和好氧池出水聚丙烯醯胺濃度及丙烯醯胺單體含量進行監測，以未加混合液的實驗組做空白，數據結果如下表表1
權利要求
1.一種利用微生物對高含氯聚丙烯醯胺廢水無害化降解的方法，其特徵在於該方法的步驟為(1)將微球菌屬T2、棒桿菌屬Z5、假單胞菌屬Y6三種微生物菌液按1-6 1-4 2-5 的重量混合比例混合均勻成為復配菌液，復配菌液PH範圍在4. 0-8. 0，菌液濃度IO6-IO9個 /ml ；(2)製備營養液，其成分為糖蜜0. 1-2%, (NH4)2SO4O. 1-1 %,MgSO4 ·7Η200. 001-0. 1%, KH2PO4 0.001-1%，餘量為水，混合均勻；(3)將復配菌液與營養液混合，混合重量比例為復配菌液營養液=1 2-20；(4)將聚丙烯醯胺廢水輸送至投加了混合液的水解池，停留12-24小時，然後再輸送至投加了混合液的好氧池，停留80-120小時，混合液首次投加量為處理裝置有效容積的0. 5-20%，控制ρΗ 5. 0-9. 0，控制溫度為20_40°C，好氧池曝氣量與進水量體積比為 15-25 1 ；(5)好氧處理後的廢水經中空纖維微濾膜組件後連續排放。
2.根據權利要求1所述的利用微生物對高含氯聚丙烯醯胺廢水無害化降解的方法，其特徵在於所述的中空纖維微濾膜組件採用簾式中空纖維微濾膜，材質為抗汙染聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 1-0. 2 μ m。
全文摘要
本發明涉及一種利用微生物對高含氯聚丙烯醯胺廢水無害化降解的方法，其步驟為(1)將微球菌屬T2、棒桿菌屬Z5、假單胞菌屬Y6三種微生物菌液按1-6∶1-4∶2-5的重量混合比例混合均勻成為復配菌液；(2)製備營養液；(3)將復配菌液與營養液混合；(4)將聚丙烯醯胺廢水輸送至投加了混合液的水解池，停留12-24小時，然後再輸送至投加了混合液的好氧池，停留80-120小時；(5)好氧處理後的廢水經中空纖維微濾膜組件後連續排放。本發明所使用的高效優勢的復配菌液可以在Nacl濃度≤100000mg/L的高氯條件下降解聚丙烯醯胺，去除率高達80％-85％，並且同時降解解聚後的丙烯醯胺單體，使丙烯醯胺殘留量≤0.03％，解決了傳統生化法及化學物理法降解聚丙烯醯胺的二次汙染問題，真正實現聚丙烯醯胺的無害化降解。
文檔編號C02F101/38GK102502974SQ20111038831
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者劉陽, 吳頔, 崔桂陽, 張仲信, 張欣, 張瑞蓮, 張英筠, 王美玲, 魏吶 申請人:天津中瑞百奧環保工程技術有限公司, 天津市工業微生物研究所