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臭氧工艺中急性生物毒性的生物去除方法.pdf

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臭氧 工艺 急性 生物 毒性 去除 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910040071

申请日:

20190116

公开号:

CN109607826A

公开日:

20190412

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: C02F3/34 主分类号: C02F3/34
申请人: 南京理工大学
发明人: 马德华;张洪波;王连军;沈锦优;孙秀云;魏建建
地址: 210094 江苏省南京市孝陵卫200号
优先权:
专利代理机构: 32203 代理人: 刘海霞
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910040071

授权公告号:

法律状态公告日:

20190412

法律状态类型:

公开

摘要

本发明公开了一种臭氧工艺中急性生物毒性的生物去除方法。所述方法取污水处理厂曝气池混合?#28023;云?#36827;行曝气处理,使其进入内源呼吸期,然后与臭氧氧化产生的高急性生物毒性废水混合,并加入氮磷和微量元素,室温下震荡培养,实现对臭氧化过程中生成的急性毒性的去除。本发明采用的内源呼吸期污泥对臭氧工艺中生成的高急性生物毒性有很好的去除效果,且处理后的污泥对良性底物的代谢活性增加。

权利要求书

1.臭氧工艺中急性生物毒性的生物去除方法,其特征在于,具体步骤如下: 步骤1,取污水处理厂曝气池混合?#28023;?#36830;续曝气至活性污泥中的微生物将污泥中的营养物质消耗完,并进入内源呼吸期,随后离心,去除上清?#28023;?#25910;集沉淀,稀释,得到混合液悬浮固体浓度为3000~6000mg/L的污泥; 步骤2,将污泥与臭氧氧化的废水混合,加入营养元素和微量元素,室温下,振荡培养。 2.根据权利要求1所述的生物去除方法,其特征在于,步骤1中,所述的连续曝气时间为24~48h。 3.根据权利要求1所述的生物去除方法,其特征在于,步骤2中,所述的营养元素为氮磷,氨氮浓度为150~200mg/L,总磷浓度为5~15mg/L。 4.根据权利要求1所述的生物去除方法,其特征在于,步骤2中,所述的臭氧氧化时间为2~4min。 5.根据权利要求1所述的生物去除方法,其特征在于,步骤2中,所述的微量元素的配方采用本领域常规使用的配方,可以为:1500mg FeCl3·7H2O、150mg H3BO4、30mg CuSO4·5H2O、1138mg KI、120mg MnCl2·4H2O、60mg NaMoO4·2H2O、120mg ZnSO4·7H2O和150mg CoCl2·7H2O和1000mL去离子水。 6.根据权利要求5所述的生物去除方法,其特征在于,微量元素的添加量为1~2mL/L废水。

说明书


臭氧工艺中急性生物毒性的生物去除方法
技术领域


本发明属于废水生物毒性去除技术领域,涉及一种臭氧工艺中急性生物毒性的生
物去除方法。


背景技术


臭氧氧化工艺由于其反应迅速,流程简单,没有二次污染问题等优点,已经广泛应
用于污水深度处理中,如污水厂出水深度处理回用、饮用水消毒、废水脱色除臭等领域。随
着臭氧工艺的发展,该工艺逐渐应用于强毒性和难生物?#21040;?#27745;水的预处理中,如煤化工废
水、医药制造废水以及化工废水。使用臭氧工艺处理可快速?#26723;?#29983;物毒性,提高可生化性,
提高进一步生物?#21040;?#30340;可能性。然而臭氧的部分氧化性会导致反应中生成大量的中间产
物,中间产物的生物毒性可能大于母体污染物,导致出现虽然母体污染物的浓度?#26723;?#20102;,但
水体生物毒性反而升高的现象。臭氧与芳香化合物,如降固醇酸;烯烃,如四环素;胺类,如
对乙酰氨基酚;含氮化合物如西替利?#28023;?#30002;氧毒草安的反应中都发生了发光菌急性生物毒
性升高的现象。在实际的污水处理厂臭氧深度处理工艺后,水体出现了在彗星实验中尾部
DNA的比例显著增加,鱼早期生命阶段毒性试验中总体死亡率和胚胎死亡率显著增加。


目前,废水急性毒性去除方法主要为Fenton法和活性炭吸附。Fenton法是通过向
废水中加入Fe
2+和H
2O
2生成具有强氧化性的·OH氧化急性毒性物?#30465;?#36825;种方法虽然能够快
速去除大部分急性毒性物质,但是对反应条件要求?#37327;蹋?#38656;将废水pH调节?#20102;?#24615;,同时需投
加大量Fenton试剂,成本较高。此外,反应中生成的大量铁泥需要进行额外处置(Zhang J,
Chen S,Zhang Y,et al.Reduction of acute toxicity and genotoxicity of dye
effluent using Fenton-coagulation process[J].Journal of Hazardous Materials,
2014,274:198-204.)。


活性炭吸附法是利用活性炭良好的吸附性能吸附废水中的急性毒性物质达到去
除急性毒性的目的。这种方法操作简单,去除效率高,处理成本较低。然而,吸附后的活性炭
处置不?#27604;?#26131;造成二次污染,且处置成本较高(Rozas O,Baeza C,
K,et
al.Organic micropollutants(OMPs)oxidation by ozone:Effect of activated carbon
on toxicity abatement[J].Science of the Total Environment,2017,590:430.)。


发明内容


本发明的目的在于提供一种有效去除臭氧工艺中生成的急性生物毒性且污泥代
谢活性不受影响的生物去除方法。该方法利用处于内源呼吸期的活性污泥处理具有高急性
生物毒性的废水,通过向反应体系中加入营养元素和微量元素,去除废水急性生物毒性。


实现本发明目的的技术方案如下:


一种臭氧工艺中急性生物毒性的生物去除方法,具体步骤如下:


步骤1,取污水处理厂曝气池混合?#28023;?#36830;续曝气至活性污泥中的微生物将污泥中的
营养物质消耗完,并进入内源呼吸期,随后离心,去除上清?#28023;?#25910;集沉淀,稀释,得到混合液
悬浮固体(MLSS)浓度为3000~6000mg/L的污泥;


步骤2,将污泥与臭氧氧化的废水混合,加入营养元素和微量元素,室温下,振荡培
养。


优选地,步骤1中,所述的连续曝气时间为24~48h。


优选地,步骤2中,所述的营养元素为氮磷,氨氮浓度为150~200mg/L,总磷浓度为
5~15mg/L。


优选地,步骤2中,所述的臭氧氧化时间为2~4min。


优选地,步骤2中,所述的微量元素的配方采用本领域常规使用的配方,可以为:
1500mg FeCl
3·7H
2O、150mg H
3BO
4、30mg CuSO
4·5H
2O、1138mg KI、120mg MnCl
2·4H
2O、60mg
NaMoO
4·2H
2O、120mg ZnSO
4·7H
2O和150mg CoCl
2·7H
2O和1000mL去离子水,微量元素的添
加量为1~2mL/L废水。


与现有技术相比,本发明具有以下优点:


(1)操作简单,无需添加外加碳源,成本较低;


(2)利用污泥中微生物处于内源呼吸期的“饥饿”状态,对于劣性底物有较高的接
受程度的特点,能够有效去除臭氧氧化废水的急性生物毒性;


(3)去除急性毒性后污泥中微生物量未发生明显变化且对良性底物的代谢活性有
所提高。


附图说明


图1为实施例1中活性污泥对3-氯苯酚臭氧化溶液急性生物毒性的去除情况图。


图2为实施例1中去除急性生物毒性后污泥的MLSS情况图。


图3为实施例1中去除急性生物毒性后各组污泥?#20113;?#33796;糖的代谢情况图,W0为处理
3-氯苯酚初始溶液的污泥;W2为处理3-氯苯酚臭氧化2min水样的污泥;W4为处理3-氯苯酚
臭氧化4min水样的污泥;W20为处理3-氯苯酚臭氧化20min水样的污泥。


具体实施方式


下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明,但不能理解为对本发明保护
?#27573;?#30340;限制。?#39759;问?#24713;该领域的技术人?#22791;?#25454;上述本发明内容对本发明所做的一些非?#23616;?br>的改进和调整,?#21152;?#35813;涵盖在本发明的保护?#27573;?#20043;内。


实施例1


(1)使用浓度为35mg/L,流速0.5L/min的臭氧在pH=7的条件下处理40mg/L的3-氯
苯酚20min,取不同臭氧氧化时间的水样进行急性生物毒性去除。(T0、T2、T4和T20代表臭氧
氧化0、2、4和20min时的水样)。


(2)取污水处理厂曝气池混合?#28023;?#36830;续充分曝气48h,使活性污泥中的微生物将污
泥中的营养物质完全消耗,并进入内源呼吸期。


(3)将200mL 3-氯苯酚臭氧化溶液加入250mL锥形瓶中,根据污泥MLSS,取0.6g对
应体积的污泥,使用离心机浓缩后,倒去上清?#28023;?#21152;入锥形瓶,瓶中MLSS浓度3000mg/L。将经
不同臭氧氧化时间处理的水样与配置好的污泥混合,向混合液中加入1mL微量元素溶?#28023;?#21152;
入NH
4Cl和KH
2PO
4使氨氮浓度为200mg/L,总磷浓度为10mg/L。将反应瓶放入培养箱室温下
180r/min震荡培养,使活性污泥去除3-氯苯酚臭氧化溶液的急性生物毒性。


图1为实施例1中活性污泥对3-氯苯酚臭氧化溶液急性生物毒性的去除情况。由图
可知40mg/L的3-氯苯酚初始溶液基本无急性生物毒性,臭氧氧化2和4min的3-氯苯酚溶液
急性生物毒性显著升高,较初始溶液高?#23478;?#20010;数量级,20min后溶液急性生物毒性略微高于
初始溶液。三个臭氧化水样与处于内源呼吸期的活性污泥混合后,12h急性生物毒性明显降
低,24h急性生物毒性去除率达90%。说明本发明中的活性污泥能够有效去除臭氧化废水的
急性生物毒性。


图2为实施例1中去除急性生物毒性后污泥的MLSS情况。由图可知,去除急性生物
毒性后,各组锥形瓶中污泥的MLSS基本未发生变化,说明本发明中活性污泥去除3-氯苯酚
臭氧化溶液急性毒性后微生物量未发生变化。


图3为实施例1中去除急性生物毒性后各组污泥?#20113;?#33796;糖的代谢情况。由图可知,
处理3-氯苯酚臭氧化溶液的污泥,内源呼吸和?#20113;?#33796;糖的2h比好氧呼吸速率均高于处理3-
氯苯酚初始溶液的污泥,说明在去除3-氯苯酚臭氧化溶液急性毒性后,污泥对良性底物的
代谢速率有所升高。


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