本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置、方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

中國神華煤制油化工有限公司包頭煤制烯烴項目，是目前國內(nèi)外正在穩(wěn)定運行的最大的煤制烯烴項目。項目建設(shè)規(guī)模為：180萬噸/年煤制甲醇、60萬噸/年甲醇制烯烴、30萬噸/年聚乙烯、30萬噸/年聚丙烯、4套6萬立方米/小時空分制氧、3套480噸/小時蒸發(fā)量的熱電站以及輔助生產(chǎn)設(shè)施和公用工程等，是世界上對煤制烯烴工藝路線進行工業(yè)化、商業(yè)化運營的首次成功實踐。

污水處理裝置負責處理全廠的生產(chǎn)污水及污染雨水、生活污水等，處理后的出水送至回用水裝置深度處理后回用于生產(chǎn)。污水處理裝置接納的污水包括氣化、凈化、甲醇制烯烴、烯烴分離、聚乙烯、聚丙烯、硫回收、甲醇、火炬等裝置生產(chǎn)污水及全廠地面沖洗水、污染雨水、生活污水等。

A/O(Anoxic/Oxic)生化系統(tǒng)自投運以來，經(jīng)常受到上游來水沖擊的影響，尤其是受到嚴重或連續(xù)沖擊后，生化系統(tǒng)恢復較慢。針對A/O系統(tǒng)運行頻繁出現(xiàn)的問題，裝置雖制定出一些控制措施，降低生化系統(tǒng)受沖擊程度，盡可能地保證A/O系統(tǒng)出水水質(zhì)，但由于現(xiàn)有工藝及設(shè)備設(shè)施的制約，所采取措施后的效果并不理想。尤其是MTO(甲醇制烯烴)裝置污水是世界首套工業(yè)化裝置產(chǎn)生的廢水，成分復雜，且含有無法定性和定量分析、或不能及時監(jiān)測到的有毒有害物質(zhì)，導致活性污泥中毒過深，對生化系統(tǒng)恢復影響很大。

每次沖擊后造成大量難以適應(yīng)水質(zhì)波動的活性污泥生物菌種死亡或失活，需要大量外購菌劑增效，補充處理污水中有效菌群的不足和增強其活性。但是，成本較高并且需要一定時間的活化過程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置、方法及應(yīng)用，以提高煤制烯烴MTO污水生化污泥處理系統(tǒng)受到惡劣水沖擊時的恢復能力。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置。該生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝包括：預處理器，包括用于除去污水或污泥中雜質(zhì)的處理部件及雜質(zhì)排除口和含菌液體排出口；處理反應(yīng)器，與預處理器的含菌液體排出口相連通，包括用于培養(yǎng)兼性硝化菌的AR1室和用于培養(yǎng)兼性碳化菌的AR2室以及菌種分離排放管和出泥室；培養(yǎng)室，與處理反應(yīng)器的菌種分離排放管相連通，內(nèi)部設(shè)置有微生物培養(yǎng)基；以及固化器，用于將培養(yǎng)室中培養(yǎng)出的菌種提濃固化。

進一步地，預處理器內(nèi)用于除去污水或污泥中雜質(zhì)的處理部件為放置有絮凝劑的、且具有圓錐形底部的部件，預處理器的雜質(zhì)排除口與處理部件的圓錐形底部連通。

進一步地，AR1室與AR2室循環(huán)連通，AR1室內(nèi)設(shè)置有推流器及倒流裝置，AR2室內(nèi)設(shè)置有溶解氧供給器及倒流裝置。

進一步地，預處理器的含菌液體排出口與處理反應(yīng)器的AR1室的菌液入口通過折流板相連通。

進一步地，培養(yǎng)室內(nèi)設(shè)置有回流裝置。

進一步地，固化器內(nèi)設(shè)置有重力濃縮裝置及脫水固化裝置。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種生物菌種篩選及培養(yǎng)固化的方法。該方法包括以下步驟：S1，預處理步驟，除去污水或污泥中雜質(zhì)，得到含菌液體；S2，處理步驟，將含菌液體分別進行兼性硝化菌和兼性碳化菌的培養(yǎng)，得到土著菌液；S3，將土著菌液放入微生物培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)；以及S4，將S3得到的土著菌液及微生物培養(yǎng)基的混合物進行提濃固化。

進一步地，S1中包括采用絮凝劑對雜質(zhì)進行絮凝后進行沉淀并去除。

進一步地，兼性硝化菌在厭氧的條件下進行培養(yǎng)，兼性碳化菌在好氧的條件下進行培養(yǎng)，兼性硝化菌和兼性碳化菌分時間段循環(huán)培養(yǎng)。

進一步地，微生物培養(yǎng)基包括水和配料，水和配料的質(zhì)量比為10～20:1，配料包括質(zhì)量比為2～5：1～3：80～120：1～3：100～300：10～30：4～10的二甲苯：黃油抑制劑：柴油：蠟質(zhì)：甲醇或葡萄糖：尿素：磷酸二氫鈉。

進一步地，S3中，土著菌液與微生物培養(yǎng)基的質(zhì)量比為1:1。

進一步地，在培養(yǎng)之前，采用硫酸鈣和氯化鈉將土著菌液與微生物培養(yǎng)基的混合物的電導率調(diào)至4000～5000μS/cm，PH調(diào)至6～9，優(yōu)選7.9～8.5。

進一步地，培養(yǎng)室內(nèi)的微生物培養(yǎng)基通過以下步驟制備得到：將二甲苯、黃油抑制劑、柴油、蠟質(zhì)、甲醇、尿素及磷酸二氫鈉放入水中在33～39℃條件下攪拌混合大于8小時。

進一步地，S1中，污泥的泥齡為20～30天，污泥濃度為5000～10000mg/L。

進一步地，土著菌液在15℃～35℃溫度條件下進行培養(yǎng)。

根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置在煤制烯烴污水生化污泥處理系統(tǒng)中的應(yīng)用。

進一步地，該應(yīng)用包括以下步驟：S1，取二甲苯柴油洗塔以及系統(tǒng)波動期間的極惡劣水利用生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置馴化出并保存生物菌種；以及S2，在煤制烯烴污水生化污泥處理系統(tǒng)受到惡劣水沖擊時，向煤制烯烴污水生化污泥處理系統(tǒng)中投加S1中得到的生物菌種。

采用本發(fā)明的生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置或方法，可以馴化出高效處理煤制烯烴項目MTO裝置污水的生物菌種，再通過其中的固化裝置進行有效保存。在污水處理系統(tǒng)受到惡劣水沖擊時適量投加高效菌劑增效，可以降低或避免對污水處理系統(tǒng)的沖擊。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例1的生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置及流程示意圖；

圖2示出了實施例1中MTO凈化水洗塔帶油情況；以及

圖3示出了向污水生化系統(tǒng)中投加實施例1馴化出的生物菌種后出水COD的情況。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

在本發(fā)明中“極惡劣水”是指煤制烯烴項目MTO堿洗塔在二甲苯和柴油洗塔情況下排放的高毒性(造成水生物死亡)、含有極難生物降解的污染物的污水。

本發(fā)明針對煤制烯烴項目MTO裝置周期性污水水質(zhì)的變化及特性，可以取上游裝置在二甲苯柴油洗塔以及系統(tǒng)波動期間的極惡劣水，作為培養(yǎng)馴化生化污泥有效生物菌種的水源，利用生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置馴化出高效生物菌種，再通過其中的固化裝置進行有效保存。在污水處理系統(tǒng)受到惡劣水沖擊時適量投加高效菌劑增效，降低或避免對污水處理系統(tǒng)的沖擊。

根據(jù)本發(fā)明一種典型的實施方式，提供一種生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置。該生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置包括：預處理器，包括用于除去污水或污泥中雜質(zhì)的處理部件及雜質(zhì)排除口和含菌液體排出口；處理反應(yīng)器，與預處理器的含菌液體排出口相連通，包括用于培養(yǎng)兼性硝化菌的AR1室和用于培養(yǎng)兼性碳化菌的AR2室以及菌種分離排放管和出泥室；培養(yǎng)室，與處理反應(yīng)器的菌種分離排放管相連通，內(nèi)部設(shè)置有微生物培養(yǎng)基；以及固化器，用于將培養(yǎng)室中培養(yǎng)出的菌種提濃固化。

采用本發(fā)明的生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置，可以馴化出高效處理煤制烯烴項目MTO裝置污水的生物菌種，再通過其中的固化裝置進行有效保存。在污水處理系統(tǒng)受到惡劣水沖擊時適量投加高效菌劑增效，可以降低或避免對污水處理系統(tǒng)的沖擊。

根據(jù)本發(fā)明一種典型的實施方式，預處理器內(nèi)用于除去污水或污泥中雜質(zhì)的處理部件為放置有絮凝劑的、且具有圓錐形底部的部件，預處理器的雜質(zhì)排除口與處理部件的圓錐形底部連通。采用該技術(shù)手段，可以有效的除去污水或污泥中的雜質(zhì)。

優(yōu)選的，AR1室與AR2室循環(huán)連通，AR1室內(nèi)設(shè)置有推流器及倒流裝置，AR2室內(nèi)設(shè)置有溶解氧供給器及倒流裝置。預處理器的含菌液體排出口與處理反應(yīng)器的AR1室的菌液入口通過折流板相連通。其中，AR1室主要用于培養(yǎng)兼性硝化菌，AR2室主要用于培養(yǎng)兼性碳化菌。為了使菌種得到更好的培養(yǎng)，培養(yǎng)室內(nèi)設(shè)置有回流裝置。

優(yōu)選的，固化器內(nèi)設(shè)置有重力濃縮裝置及脫水固化裝置。根據(jù)本發(fā)明一種典型的實施方式，提供一種生物菌種篩選及培養(yǎng)固化的方法。該方法包括以下步驟：S1，預處理步驟，除去污水或污泥中雜質(zhì)，得到含菌液體；S2，處理步驟，將含菌液體分別進行兼性硝化菌和兼性碳化菌的培養(yǎng)，得到土著菌液；S3，將土著菌液放入微生物培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)；以及S4，將S3得到的土著菌液及微生物培養(yǎng)基的混合物進行提濃固化。

采用本發(fā)明的生物菌種篩選及培養(yǎng)固化方法，可以馴化出高效處理煤制烯烴項目MTO裝置污水的生物菌種，再通過其中的固化裝置進行有效保存。在污水處理系統(tǒng)受到惡劣水沖擊時適量投加高效菌劑增效，可以降低或避免對污水處理系統(tǒng)的沖擊。

優(yōu)選的，S1中包括采用絮凝劑對雜質(zhì)進行絮凝后進行沉淀并去除。采用該技術(shù)手段，可以有效的除去污水或污泥中的雜質(zhì)。

優(yōu)選的，兼性硝化菌在厭氧的條件下進行培養(yǎng)，兼性碳化菌在好氧的條件下進行培養(yǎng)，兼性硝化菌和兼性碳化菌分時間段循環(huán)培養(yǎng)。

根據(jù)本發(fā)明一種典型的實施方式，培養(yǎng)室內(nèi)的微生物培養(yǎng)基包括水和配料，配料包括質(zhì)量比為2～5：1～3：80～120：1～3：100～300：10～30：4～10的二甲苯：黃油抑制劑：柴油：蠟質(zhì)：甲醇或葡萄糖：尿素(有效氮46.7％)：磷酸二氫鈉(有效磷26％)。優(yōu)選的，所述S3中，土著菌液與微生物培養(yǎng)基的質(zhì)量比為1:1。優(yōu)選的，在培養(yǎng)之前，采用硫酸鈣和氯化鈉將土著菌液與微生物培養(yǎng)基的混合物的電導率調(diào)至4000～5000μS/cm，PH調(diào)至6～9，優(yōu)選7.9～8.5，此種條件下有利于土著菌的培養(yǎng)，其中，電導率的調(diào)節(jié)有利于維持有利于土著菌生長的滲透壓。

根據(jù)本發(fā)明一種典型的實施方式，培養(yǎng)室內(nèi)的微生物培養(yǎng)基通過以下步驟制備得到：將二甲苯、黃油抑制劑、柴油、蠟質(zhì)、甲醇或葡萄糖、尿素及磷酸二氫鈉放入水中在33～39℃條件下攪拌混合大于8小時。生物菌種對惡劣的“極端環(huán)境”具有高等生物所無法比擬的驚人的適應(yīng)力。生物菌種的食譜非常廣泛，凡是動植物能利用的營養(yǎng)，生物菌種都能利用，大量的動植物不能利用的物質(zhì)，甚至劇毒的物質(zhì)，生物菌種照樣可以視為美味佳肴。生物菌種需要特定的環(huán)境條件和營養(yǎng)物質(zhì)才能生活，通過營養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境條件可以定向激活有用生物菌種，抑制有害生物菌種，也可以降低生物菌種失控的風險。

優(yōu)選的，S1中，污泥的泥齡為20～30天，污泥濃度為5000～10000mg/L，此時，原生微生物、后生微生物、絲狀菌、菌膠團和自由水狀態(tài)良好分布均勻。土著菌液在15℃～35℃溫度條件下進行培養(yǎng)。

根據(jù)本發(fā)明一種典型的實施方式，提供一種生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置在煤制烯烴污水生化污泥處理系統(tǒng)中的應(yīng)用。

優(yōu)選的，包括以下步驟：S1，取二甲苯柴油洗塔以及系統(tǒng)波動期間的極惡劣水利用生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置馴化出并保存生物菌種；以及S2，在煤制烯烴污水生化污泥處理系統(tǒng)受到惡劣水沖擊時，向煤制烯烴污水生化污泥處理系統(tǒng)中投加S1中得到的生物菌種。

下面將結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明的有益效果。

實施例1

如圖1所示，本實施例的生物菌種篩選及培養(yǎng)固化裝置包括用于除去污水或污泥中雜質(zhì)的預處理器10、處理反應(yīng)器20、培養(yǎng)室30以及用于將培養(yǎng)室中培養(yǎng)出的菌種提濃固化的固化器40。MTO廢水緩沖罐100中的廢水進入預處理器10預處理后除去污水或污泥中雜質(zhì)，得到含菌液體；土著菌液進入培養(yǎng)室30進行培養(yǎng)；得到的土著菌液及微生物培養(yǎng)基的混合物進入固化器40提濃固化，得到含有有效生物菌種的成品箱60。在本實施例中，處理器上部設(shè)置有氧傳感器21，固化器上部設(shè)置有溫濕傳感器41，氧傳感器21通過第一在線監(jiān)控51，溫濕傳感器41通過第二在線監(jiān)控52由人機界面分析系統(tǒng)70控制。

在本實施例中涉及的微生物培養(yǎng)基配方及比例詳見表1。

表1

在本實施例中如下表2：PF1-3表示表1中的不同配方培養(yǎng)基；時間表示馴化的時長；AR馴化室(處理反應(yīng)器)出水COD表示馴化后的結(jié)果指標詳見下表2。

表2

從上述實踐數(shù)據(jù)可以證明，第一，配方的不同需要培養(yǎng)基中生化反應(yīng)適應(yīng)的時間不同，MTO級生物菌種產(chǎn)生的時間有差異，降解能力有區(qū)別；第二，通過該配方PF-1、2、3，可以馴化培養(yǎng)出處理MTO污水有效的生物菌種。

本實施例馴化出的高效處理煤制烯烴項目MTO裝置污水的生物菌種，在污水處理系統(tǒng)受到惡劣水沖擊時適量投加高效菌劑增效，均可以將MTO裝置排放的二甲苯、柴油等惡劣污水的COD降解至50mg/L以下，從而可以降低或避免對污水處理系統(tǒng)的沖擊。

下面是一個具體實例：在生產(chǎn)過程中，MTO凈化水帶油和二甲苯進事故池，否則進調(diào)節(jié)池。圖2顯示了MTO凈化水洗塔帶油情況，從圖2中看出MTO凈化水帶油和二甲苯洗塔的工況，占到總運行工況的76％，且該股水全部進入污水生化系統(tǒng)。

圖3示出了向污水生化系統(tǒng)中投加本實施例(PF-1)馴化出的生物菌種，出水COD的情況。從圖3可以看出MTO裝置排放的二甲苯、柴油等惡劣污水的COD降解至50mg/L以下。從而說明本發(fā)明馴化出來的菌種可以降低或避免對污水處理系統(tǒng)的沖擊。

以上所述僅為本發(fā)明及發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。