一种高浓度DMF废水的生物处理方法与流程

本发明涉及一种高浓度dmf废水的生物处理方法，属于废水处理。

背景技术：

1、n，n-二甲基甲酰胺(dmf)具有沸点高、凝固点低、化学和热稳定性好等特点，是优良的有机溶剂和精细化工原料，在许多行业中被广泛应用，譬如化工、医药、纺织等。因其能够与水和多种有机溶剂混溶而被人们称为“万能溶剂”，在室温条件下，可以与水、醚、醇、酮、酯、氯化烃、芳香烃等有机物完全混溶。但在dmf生产和应用过程中会产生dmf废水，该废水毒性高、难降解，对环境危害极大。

2、目前，对dmf废水的处理主要有物理法、化学法、生物法。物理法处理含dmf废水主要有蒸馏、萃取、吸附等方式，多用于处理dmf含量高的废水，同时达到回收再利用的目的，但能耗及设备投资较高。化学法处理含dmf废水主要有碱性水解、芬顿氧化、光催化氧化、超临界水氧化法，一般用于处理中低浓度的含dmf废水。相较于物理法、化学法，生物处理法具有环境友好、条件温和、节约资源、分解产物无毒无害、物质可以良性循环等优点。对dmf废水进行dmf回收再利用后，仍有少量的dmf残留，使用物化法会大大提高成本，此时对其进行生物预处理，不仅可以将其降解为无毒的物质，而且可以提高废水的可生化性。因此针对废水中残留的dmf，有必要开发出合适、高效、低成本的处理方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种高浓度dmf废水的生物处理方法，采用菌种对高浓度dmf废水进行处理，到达高效、低成本，对环境友好的效果

2、为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种高浓度dmf废水的生物处理方法，所述方法如下：

3、步骤s1：对化工厂周边进行采样；

4、步骤s2：配置不同浓度的以dmf为唯一碳氮源的富集培养基，将步骤s1中采样所得的样品进行处理后加入培养基中培养；

5、步骤s3：当培养基中od600nm达到最大值时，检测dmf的浓度；

6、步骤s4：当dmf降解率达到90％时，对其进行高通量测序，得到其菌种组成；当dmf降解率不足50％时，补充碳源，当dmf降解率提高至80％以上时，对其进行高通量测序，得到其菌种组成；

7、步骤s5：对步骤s4中dmf降解率达到80％-90％的混合菌种进行保种，制成含20％甘油的冻存管保存至-80℃中；

8、步骤s6：将步骤s5中混合菌种冻存管进行活化并扩大培养；

9、步骤s7：将步骤s6中的混合菌种加入高浓度dmf废水，进行生物发酵预处理；

10、步骤s8：在发酵处理过程中，定时监测微生物的生长情况及cod的变化情况，当微生物生长处于对数期时，提取微生物基因组dna，对发酵废水中的微生物进行高通量测序，确定最终发酵废水中的菌属比例及优势菌属；

11、步骤s9：在发酵过程中，当混合菌群处理效率降低时，按照步骤s8中的菌属比例添加某类菌属使其比例一致，并添加碳源和生长所需的生长因子。

12、优选的，步骤s2中所述的配置不同浓度的以dmf为唯一碳氮源的富集培养基，分别是浓度为0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％的以dmf为唯一碳氮源的富集培养基。

13、优选的，步骤s2中培养的条件，具体为：在30℃、ph为7的条件下培养。

14、优选的，步骤s5中所述混合菌种的微生物包括paracoccus属、pseudomonas属、alcaligenes属、ochrobacturm属、bacillus属。

15、优选的，步骤s4中所述碳源和步骤s9中所述碳源包括葡萄糖、淀粉。在混合菌种筛选过程中加入葡萄糖、淀粉等其他碳源，提高dmf的可生化性，帮助dmf降解菌形成生物膜，进而提高dmf的降解率。

16、优选的，步骤s7所述的高浓度dmf废水中可生化有机碳占总有机碳的比列大于50％，b/c>0.3，cod在10000～30000mg/l，dmf浓度在500～3500mg/l。

17、优选的，步骤s7中发酵体系前期先低负荷间歇进水，后期再高负荷连续进水。前期先低负荷间歇进水，让废水与混合菌种进行充分混合；再高负荷连续进行，借助高负荷的冲击力使废水充分进行生化处理。

18、优选的，步骤s7中加入混合菌种前，投加尿素和磷盐使废水中c∶n∶p的摩尔比＝190-210∶4-6∶1。

19、优选的，步骤s8中混合菌种的微生物的组成为25-36％paracoccus属、23-30％pseudomonas属、18-22％alcaligenes属、15-20％ochrobacturm属、10-15％bacillus属和其他<5％。

20、优选的，步骤s9中所述的生长因子为维生素、生物素和微量元素。

21、本发明具有以下有益效果：(1)本发明在特殊环境下进行取样，有针对性筛选混合菌种，提供专一性强、效果好的混合菌种进行生物预处理。，尤其针对高含dmf废水。

22、(2)本发明选用的混合菌种相较于单菌降解dmf，通过混合菌种生物发酵的工艺将废水中的dmf转化为二甲基胺和甲基胺，并最终转化成氨气和二氧化碳，生化性可提高2-5倍，并去除废水中60％-90％的cod和氨氮，降低后续常规污泥系统的负荷，提高后续常规污泥系统的处理效率。

技术特征：

1.一种高浓度dmf废水的生物处理方法，其特征在于，所述方法如下：

2.根据权利要求1所述的一种高浓度dmf废水的生物处理方法，其特征在于，步骤s2中所述的配置不同浓度的以dmf为唯一碳氮源的富集培养基，分别是浓度为0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％的以dmf为唯一碳氮源的富集培养基。

3.根据权利要求1所述的一种高浓度dmf废水的生物处理方法，其特征在于，步骤s2中培养的条件，具体为：在30℃、ph为7的条件下培养。

4.权利要求1所述的一种高浓度dmf废水的生物处理方法，其特征在于，步骤s5中所述混合菌种的微生物包括paracoccus属、pseudomonas属、alcaligenes属、ochrobacturm属、bacillus属。

5.权利要求1所述的一种高浓度dmf废水的生物处理方法，其特征在于，步骤s4中所述碳源和步骤s9中所述碳源包括葡萄糖、淀粉。

6.权利要求1所述的一种高浓度dmf废水的生物处理方法，其特征在于，步骤s7所述的高浓度dmf废水中可生化有机碳占总有机碳的比列大于50％，b/c>0.3，cod在10000～30000mg/l，dmf浓度在500～3500mg/l。

7.权利要求1所述的一种高浓度dmf废水的生物处理方法，其特征在于，步骤s7中发酵体系前期先低负荷间歇进水，后期再高负荷连续进水。

8.权利要求1所述的一种高浓度dmf废水的生物处理方法，其特征在于，步骤s7中加入混合菌种前，投加尿素和磷盐使废水中c∶n∶p的摩尔比＝190-210∶4-6∶1。

9.权利要求1所述的一种高浓度dmf废水的生物处理方法，其特征在于，步骤s8中混合菌种的微生物的组成为25-36％paracoccus属、23-30％pseudomonas属、18-22％alcaligenes属、15-20％ochrobacturm属、10-15％bacillus属和其他<5％。

10.权利要求1所述的一种高浓度dmf废水的生物处理方法，其特征在于，步骤s9中所述的生长因子为维生素、生物素和微量元素。

技术总结
本发明涉及一种高浓度DMF废水的生物处理方法，属于废水处理技术领域；包括：混合菌种的筛选，进行活化并扩大培养；并加入DMF废水中；发酵处理中，定时监测微生物的生长及COD的变化情况，当微生物生长处于对数期时，提取微生物基因组DNA，对发酵废水中的微生物进行高通量测序，确定最终发酵废水中的菌属比例及优势菌属；发酵过程中，当混合菌种处理效率降低时，按照菌属比例添加某类菌属使其比例一致，并添加碳源和生长因子；本发明选用的混合菌种相较于单菌降解DMF，通过混合菌种生物发酵的工艺将废水中的DMF转化为二甲基胺和甲基胺，并最终转化成氨气和二氧化碳，生化性可提高2‑5倍，降低后续常规污泥系统的负荷。

技术研发人员：张静洲
受保护的技术使用者：苏州锐戈尔环保技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13