生物技術(shù)在難降解廢水及污泥處理中的應用！
生物技術(shù)在難降解廢水及污泥處理中的應用！
微生物菌種查詢網(wǎng) 天津工業(yè)生物技術(shù)研究所副研究員王興彪作了題為《生物技術(shù)在難降解廢水及污泥處理中的應用及展望》的報告。以下文字為王興彪現(xiàn)場報告的概要整理。
生物技術(shù)在難降解廢水及污泥處理中的應用及展望
一、工業(yè)廢水處理市場前景廣闊
目前，我國造紙、化工、紡織、鋼鐵等產(chǎn)業(yè)的污水排放比重很大，其中工業(yè)廢水是主要排放源，2015年，我國工業(yè)廢水排放量已占全國污水排放總量的32.4%。同時，很多工業(yè)廢水處理設施非正常運行，無證排污、偷排和超標排放情況十分嚴重。2012年陶氏發(fā)布的《中國渴求水資源》報告指出，中國工業(yè)水資源的重復利用率僅為25%。因此，排放量大、達標率低、回用率低均是我國工業(yè)污水排放所面臨的嚴重問題。
工業(yè)廢水成分復雜，以重金屬、油類及有毒物為主，對環(huán)境及人體危害大，單一的處理技術(shù)手段難以有效解決，工業(yè)廢水處理技術(shù)也亟需突破。
據(jù)統(tǒng)計，2014-2015年我國工業(yè)廢水處理市場規(guī)模為1697億元，但目前我國工業(yè)污染治理設施的社會化運營比例僅有5%左右，因此工業(yè)廢水處理市場前景十分廣闊。
二、物化預處理+微生物強化處理工藝
現(xiàn)有難降解工業(yè)廢水處理技術(shù)包括化學法、物理法等，耐受沖擊力差、生化效率低、耗時長、二次污染和殘留嚴重且改造提升空間低。研究針對以上現(xiàn)有處理技術(shù)的缺點，開發(fā)了物化預處理+微生物強化處理工業(yè)廢水技術(shù)路線，技術(shù)指標：在1T中試及1000T規(guī)模菌劑試驗中，鹽度適用范圍0-18%，COD去除率>90%，色度去除>99%，鹽度去除50%。同時降低基建投資70%，減少運維40%以上。
物化預處理+微生物強化處理工藝包括以下幾項核心技術(shù)：
1.微生物多樣性與菌種庫建設
工藝通過篩選鑒定、菌種保藏、信息更新、菌種查找、菌種應用的流程建立了微生物多樣性與菌種庫，目前已擁有的菌種類別和數(shù)量如下表。
2.功能菌群構(gòu)建及群落解析
該工藝主要對功能菌群的結(jié)構(gòu)和功能進行解析。解析結(jié)構(gòu)的手段包括高通量測序、群落基因芯片、克隆、DGGE等。解析功能的手段包括宏基因組測序、功能基因芯片、HPLC、NMR等。
3.嗜鹽菌篩選及高鹽堿性污染治理
嗜鹽菌篩選及高鹽堿性污染治理是針對嗜鹽菌生長慢、降解能力弱的問題而進行開發(fā)的突破嗜鹽菌擴培的技術(shù)，技術(shù)可以實現(xiàn)快速生化反應以及快速掛膜。
4.高COD工業(yè)廢水預處理技術(shù)
工業(yè)廢水鹽度高、有機物組分復雜、難生化處理，基于此，研究開發(fā)多種預處理技術(shù)以解決以上問題，包括電滲析裝置、電滲析填料、選擇性離子膜、活性菌落掛膜等。
5.生物菌劑及微生態(tài)營養(yǎng)制劑
微生態(tài)營養(yǎng)制劑是微生物菌劑經(jīng)過發(fā)酵培養(yǎng)，其部分發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)水解，再與不同營養(yǎng)物質(zhì)配比而成，用于強化污水生化處理的添加劑。其組成包含孢子化功能菌(主要成分)，發(fā)酵代謝產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、生物酶、促生素等(促生成分)，氮、磷、其他微量元素(輔助成分)。微生態(tài)營養(yǎng)制劑可以增強細胞代謝強度，促進增殖，提高對毒性污染物氧化分解能力，提高系統(tǒng)抗沖擊性和穩(wěn)定性。不需較大硬件投入使系統(tǒng)的處理水質(zhì)有明顯提高。
以上5項技術(shù)的應用，使得物化預處理+微生物強化處理工藝與傳統(tǒng)處理技術(shù)相比較，在運行成本、處理效率、管理難度等方面均有所改善，優(yōu)劣對比如下表所示。
三、技術(shù)應用實例
1.廢水(鹽度0.6%)
針對天津8.12劇毒含氰廢水，活性菌劑噸罐發(fā)酵24小時，按照菌濃1010個細胞/ml投入廢水處理現(xiàn)場。低濃度含氰廢水經(jīng)20小時處理，獲得93%的脫氰效率;高濃度事故廢水在經(jīng)過48h的處理，CN-降解率達98%。
2.顏料廢水(鹽度1%)
采用生化為主、物化為輔的組合工藝，在生物曝氣池中填料負載豐富的功能菌群，廢水COD降解率95.22%，處理時間3-4天后出水色度明顯降低。
廢水處理前后對比
3.超高COD化工廢水(鹽度5%)
通過理化參數(shù)檢測、有機物組成分析、菌群構(gòu)成分析等方法手段，全面解析某超高COD化工廢水處理工藝過程，揭示當前工藝的不足，進一步對工藝優(yōu)化提供基礎性數(shù)據(jù)及指導。改善后的處理裝置采用預處理-生物接觸氧化技術(shù)對高鹽堿化工廢水(鹽度5%，COD 117512mg/L)進行處理，廢水終COD≤5000 mg/L。
改進后實驗室中試連續(xù)反應裝置
4.其他應用
該技術(shù)可以處理含鹽廢水、印染廢水、化工廢水等幾十種高有機物、高毒、重污染廢水，目前已為天津、河北、河南、山東及浙江多家工業(yè)企業(yè)提供技術(shù)服務。
四、難降解工業(yè)廢水處理展望
未來，難降解工業(yè)廢水處理應著力解決以下問題，以期得到更好的發(fā)展與進步。
1.投菌量增加與成本控制
2.高鹽廢水與污泥懸浮、菌劑絮凝性能
3.高鹽抑制活性與營養(yǎng)劑調(diào)整
4.污泥回流與污泥性能維持、保藏
5.上下游工藝集成/活性污泥活性補充與壓力緩沖
6.連續(xù)流加菌劑生產(chǎn)裝置研發(fā)應用
7.工業(yè)廢水中物質(zhì)回收利用
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