一种基于电化学强化好氧微生物处理DMSO工业废水的方法技术

本发明专利技术涉及水处理领域，公开了一种基于电化学强化好氧微生物处理DMSO工业废水的方法，包括：（1）亲电好氧微生物驯化：将好氧微生物投至废水电解装置的水环境中，投入微生物培养液，通电和通氧，进行预驯化，然后连续通入DMSO工业废水进行二次驯化；（2）DMSO废水降解：在通电以及通氧条件下向废水电解装置中连续通入DMSO工业废水进行降解处理，期间调节盐度和pH后。本发明专利技术采用负载有好氧微生物的废水电解装置来处理DMSO工业废水，相对于厌氧微生物，好氧微生物对废水中有机物的降解更快、更完全，并且不会产生臭气，此外电解的电流和电压极限更高。更高。更高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电化学强化好氧微生物处理DMSO工业废水的方法


[0001]本专利技术涉及水处理领域，尤其涉及一种基于电化学强化好氧微生物处理DMSO工业废水的方法。

技术介绍

[0002]二甲基亚砜(DMSO)又名甲基亚砜，是一种极性很高的有机溶剂。化工行业中很多企业的生产过程中会排放出大量DMSO废水。
[0003]生物法处理法是处理DMSO废水最常用的方法，其利用微生物的新陈代谢作用，将DMSO逐级降解为二氧化碳，水和简单无机物等。但由于DMSO本身具有有机物含量高、异味浓烈、可降解性差的特性。生物处理效果通常情况不佳。DMSO废水处理已成为水处理领域的难点问题。
[0004]生物电化学系统(BES)是近几年发展起来的一种新兴方法，融合了电化学和微生物学优点的一种新体系。它是利用具有电活性的微生物作为电极催化剂，从而使得电极表面发生电化学反应的体系。微生物电解池(MEC)技术作为生物电化学系统之一，在阴阳极外加一个合适的电压，使得阴极处于一个较低的电位，阳极产生的电子传递到阴极。微生物电解池水处理技术主要应用在两个大方面：一是资源的生成，例如可以利用其产电，产甲烷，产酸等；二是污染物的去除，利用这种方法对污水中的COD进行去除，还可以进行脱氮、脱氯、脱色工业废水的处理。
[0005]然而，目前微生物电解池多采用厌氧微生物菌种，在处理DMSO工业废水时存在以下不足：(1)有机物分降解效率较低且分解不完全；(2)厌氧微生物会产生大量臭气；(3)电压电流极限较低，一般厌氧活性污泥电压极限通常为0.5<br/>‑
1V，电流极限为10mA，导致降解效率不高。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于电化学强化好氧微生物处理DMSO工业废水的方法。本专利技术采用负载有好氧微生物的废水电解装置来处理DMSO工业废水，相对于厌氧微生物，好氧微生物对废水中有机物的降解更快、更完全，并且不会产生臭气，此外电解的电流和电压极限更高。
[0007]本专利技术的具体技术方案为：一种基于电化学强化好氧微生物处理DMSO工业废水的方法，包括以下步骤：(1)亲电好氧微生物驯化：将好氧微生物投至废水电解装置的水环境中，向水环境中投入微生物培养液，通电和通氧，进行预驯化，然后连续通入DMSO工业废水进行二次驯化，当废水COD达到目标值后，直至废水由黑色转变为黄白色，驯化结束。
[0008](2)DMSO废水降解：在通电以及通氧条件下向废水电解装置中连续通入DMSO工业废水进行废水降解处理，期间调节盐度和pH，直至废水COD低于目标值。
[0009]本专利技术采用废水电解装置并配合好氧微生物来处理DMSO工业废水，较于传统的厌
氧微生物，好氧微生物在有游离氧(分子氧)存在的条件下降解有机物，其反应速度较快，对有机物降解更为完全，去除率通常高于厌氧微生物；处理过程中散发的臭气较少；对电流和电压的极限较高。
[0010]此外，相较于单一的电解处理降解DMSO，电化学强化作用体现在：可以通过直接电子传递和间接电子传递作用，促进好氧微生物的生长繁殖，从而提高水体中的菌种密度。与此同时，在电化学作用下，好氧微生物利用有机污染物碳源进行自身代谢的能力提高，从而显著降低DMSO废水的COD指标。
[0011]作为优选，步骤(1)中，所述好氧微生物为短芽孢杆菌。
[0012]作为优选，步骤(1)中，所述短芽孢杆菌命名为JSCW
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2022
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A1324，已于2022年05月12日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，其微生物保藏编号为CGMCC No.24887，微生物分类命名为短芽孢杆菌Brevibacillus.sp.。
[0013]本专利技术选用的好氧微生物为短芽孢杆菌，其与现有的其他短芽孢杆菌相比，具有更强的耐盐、耐碱和耐电流能力，因此能完美适配本专利技术电解高盐高碱废水应用场景。具体地，本专利技术短芽孢杆菌可耐受8％盐度、pH＝12的DMSO工业废水，并且在80mA电流下仍可存活7天以上，且仍具有降解有机物能力。故本专利技术电流最大载荷为70mA，电压最大载荷4V，远远高于普通微生物电解池的电压电流(0.5
‑
1V，10mA)。
[0014]作为优选，步骤(1)和(2)中，所述通电的电压为1
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4V，电流为10
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70mA。
[0015]作为优选，步骤(1)中，所述预驯化的时间为2
‑
4h。
[0016]作为优选，步骤(1)中，加入所述微生物培养液后，体系中各成分浓度如下：葡萄糖0.5
‑
1.5g/L，甲醇0.5
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1.5g/L，磷酸氢二钾0.2
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0.3g/L，硫酸铵1.5
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2.5g/L，微量元素液0.5
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1.5mL/L(每升微量元素液含硫酸亚铁0.4g，硫酸镍0.2g，硫酸铜0.04g，硫酸锰0.4g，硫酸钴0.05g，钼酸铵0.05g，硫酸锌0.05g)，酵母膏0.15
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0.25g/L，胰蛋白胨0.15
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0.25g/L。
[0017]作为优选，步骤(1)中，以体系容量1000L计，所述DMSO工业废水先以1
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3L/h的进水速度保持4
‑
6h；后以4
‑
6L/h的进水速度保持10
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15h。
[0018]本专利技术将废水进水速度分为两阶段，在前期进水速度相对较慢，原因在于整个体系的有机负荷控制在低位，缓慢进水可防止有机负荷过高导致好氧微生物死亡。当好氧微生物逐渐适应环境后，提高进水速度以促进好氧微生物的降解能力。
[0019]作为优选，步骤(1)中，所述DMSO工业废水的原水COD为110000
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140000mg/L，二次驯化后的COD数值为3000
‑
6000mg/L。
[0020]作为优选，步的(2)中，调节盐度为0
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8wt％，pH为7
‑
12。
[0021]作为优选，步骤(2)中，所述DMSO工业废水的进水速度为15
‑
25L/h；直至废水COD低于目标值30000mg/L后结束处理。
[0022]作为优选，所述废水电解装置为无隔膜废水电解装置，包括：电解池单元、曝气单元和电化学供电单元。其中，所述电解池单元包括：外层支撑壳体；所述外层支撑壳体上设有进水管路和出水管路；作为阴极的阴极壳体，设于所述外层支撑壳体内；作为阳极的阳极柱，设于所述外层支撑壳体内且不与阴极壳体接触；所述阳极柱用于负载好氧微生物。所述曝气单元通过管路与所述外层支撑壳体的底部连通；所述电化学供电单元分别与所述阳极和阴极电连接。
[0023]本专利技术废水电解装置的工作原理为：DMSO工业废水和气体由外层支撑壳体底部的...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电化学强化好氧微生物处理DMSO工业废水的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）亲电好氧微生物驯化：将好氧微生物投至废水电解装置的水环境中，向水环境中投入微生物培养液，通电和通氧，进行预驯化，然后连续通入DMSO工业废水进行二次驯化，当废水COD达到目标值后，驯化结束；（2）DMSO废水降解：在通电以及通氧条件下向废水电解装置中连续通入DMSO工业废水进行废水降解处理，期间调节盐度和pH，直至废水COD低于目标值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述好氧微生物为短芽孢杆菌。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述短芽孢杆菌命名为JSCW
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2022
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A1324，已于2022年05月12日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，其微生物保藏编号为CGMCC No.24887，微生物分类命名为短芽孢杆菌Brevibacillus.sp.。4.如权利要求1
‑
3之一所述的方法，其特征在于：步骤（1）和（2）中，所述通电的电压为1
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4V，电流为10
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70mA。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述预驯化的时间为2
‑
4h。6.如权利要求1
‑
3之一...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯惠，耿聪，宋天佑，刘鹏程，雷育斌，卢艳奇，韩宁，贾刚，秦操，李晓晓，张姗，孟皖萧，梁云，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：发明
国别省市：