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CN107381839A - 一种离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法 - Google Patents

一种离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法 Download PDF

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CN107381839A CN201710842157.2A CN201710842157A CN107381839A CN 107381839 A CN107381839 A CN 107381839A CN 201710842157 A CN201710842157 A CN 201710842157A CN 107381839 A CN107381839 A CN 107381839A
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rare earth
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low
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余水静
程素
钟常明
王俊峰
张婷
邱廷省
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Ganzhou Bishuiyuntian Environmental Technology Co Ltd
Jiangxi University of Science and Technology
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Ganzhou Bishuiyuntian Environmental Technology Co Ltd
Jiangxi University of Science and Technology
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Abstract

本发明提供一种离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法，属于环境工程技术领域。该方法首先测定离子型稀土矿区低浓度氨氮(50mg/L以下)废水中的氨氮浓度，加入碳源，使C/N比调节为4‑6左右，添加部分微量元素，配成异养硝化细菌培养基；接入耐盐异养硝化细菌，使废水中菌体初始浓度为104—106CFU/mL，放置摇床培养24h后，废水中氨氮浓度可低于5mg/L，符合国家环保排放要求。本发明方法碳源添加量少，显著降低了离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的处理成本；该方法工艺简单易行、处理时间短、环境友好，适合应用于大规模处理离子型稀土矿区低浓度氨氮废水。

Description

一种离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域，特别是指一种离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法。
背景技术
我国离子型稀土资源在世界上独具优势。赣州是我国离子型稀土尤其是离子型中重稀土主要产地之一。溶浸是离子型稀土矿开采提取的唯一方法，无论是池浸、堆浸或原地浸矿工艺，都需要大量使用浸出剂硫酸铵和沉淀剂草酸(早期)或碳酸铵(后期及现在)，这些物质经过长期的直接排放或渗漏，致使矿区及其流域水体氨氮超标，水体尤其以氨氮浓度50mg/L以下的低浓度氨氮废水占主体。
国家对稀土行业特别规定氨氮直接排放限值为15mg/L。离子型稀土矿区氨氮废水具有如下特征：C/N比低、氨氮浓度为50mg/L以下、具有一定盐度(含有少量铝、铁、硅、钙、铅等金属离子)。因此，如何高效低能耗的处理含低浓度氨氮废水达标排放仍是当前稀土行业难题和重要任务。
生物法具有高效氨氮去除效果，发展前景明朗。生物法存在的主要缺陷在于培养微生物需要大量的碳源，为微生物提供能源，而且硝化细菌生长缓慢，需要较长的反应时间。而异养硝化细菌具有生长速度快、耐高溶氧及对环境适应能力强等优点，使其在生物脱氮过程中具有重大的应用前景。因而，筛选能在较低C/N比、含盐低浓度氨氮废水中高效脱氮的异养硝化细菌成为了稀土行业含盐低浓度氨氮废水处理工艺的重要研究方向。
发明内容
本发明针对目前离子型稀土矿区低浓度氨氮废水处理方法存在成本高、易产生二次污染等问题，提供一种离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法。
该方法包括如下步骤：
(1)用纳氏试剂分光光度法检测氨氮废水的氨氮浓度，加入碳源，使碳氮比调节为4-6，添加微量元素，配成异养硝化细菌培养基；
(2)将耐盐异养硝化细菌接种到步骤(1)中配制的培养基中，接种量使废水中菌体初始浓度达到104—106CFU/mL；
(3)将步骤(2)中接种耐盐异养硝化细菌菌种的培养基放置于摇床中，培养条件为：转速为120r/min、温度为28—30℃、培养时间为24h；
(4)用纳氏试剂分光光度法检测步骤(3)处理水的氨氮浓度，对于满足稀土废水排放标准的处理后废水进行排放；对于氨氮浓度大于稀土废水排放标准的处理后废水继续进行处理。
其中，步骤(1)中氨氮废水为低浓度氨氮废水，氨氮浓度为50mg/L以下。
步骤(1)中碳源为工业葡萄糖。
步骤(1)中微量元素为MnSO4·4H2O，微量元素的添加量保证氨氮废水中微量元素初始浓度为2.0-3.0ppm。
步骤(2)中的耐盐异养硝化细菌为菌株S3。
菌株S3斜面培养基配方为：蔗糖2.4g，(NH4)2SO4 0.5g，维氏盐溶液50mL，琼脂20g，H2O 1000mL，pH 7.0；
菌株S3液体培养基配方为：工业葡萄糖1.8g，(NH4)2SO4 0.5g，维氏盐溶液50mL，H2O 1000mL，pH 7.0。
其中，维氏盐溶液组成为：K2HPO4 5.0g，MgSO4·7H2O 2.5g，NaCl 2.5g，FeSO4·7H2O 0.05g，MnSO4·4H2O 0.04g，H2O 1000mL。
维氏盐溶液需现配现用。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本方法不仅能降低废水中氨氮浓度至低于5mg/L，符合国家环保排放标准氨氮浓度15mg/L以下的要求，而且碳源添加量少，显著降低了低浓度氨氮废水的处理成本(添加碳源及微量元素成本控制在1元/吨以下)；且该方法工艺简单易行、处理时间短、环境友好，适合应用于大规模处理离子型稀土矿区低浓度氨氮废水。
附图说明
图1为本发明的离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法工艺流程图；
图2为本发明的离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法中耐盐异养硝化细菌菌株S3生长曲线；
图3为本发明的离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法中耐盐异养硝化细菌菌株S3菌落形态。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的处理方法存在成本高、易产生二次污染等问题，提供一种离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法，该方法工艺流程图如图1所示。
实施例1
由下述步骤组成：
(1)用纳氏试剂分光光度法检测赣州市寻乌县某离子型稀土矿区氨氮废水的氨氮浓度为39.87mg/L，加入工业葡萄糖作为碳源，使氨氮废水中葡萄糖初始浓度为0.6g/L，添加微量元素MnSO4·4H2O，使氨氮废水中MnSO4·4H2O初始浓度为2.5ppm，将氨氮废水调节成为耐盐异养硝化细菌培养基。
(2)在耐盐异养硝化细菌接种到步骤(1)中调制的离子型稀土氨氮废水培养基中，接入耐盐异养硝化细菌菌种，使氨氮废水中菌体初始浓度为105CFU/mL左右。
(3)将步骤(2)中接种耐盐异养硝化细菌菌种的离子型稀土氨氮废水培养基放置摇床，培养条件为：转速为120r/min、温度为28—30℃、培养时间为24h。
(4)用纳氏试剂分光光度法检测步骤(3)处理水的氨氮浓度为1.87mg/L，处理后的废水满足稀土废水的氨氮排放标准。
实施例2
由下述步骤组成：
(1)用纳氏试剂分光光度法检测赣州市寻乌县某离子型稀土矿区氨氮废水的氨氮浓度为39.87mg/L，加入工业葡萄糖作为碳源，使氨氮废水中葡萄糖初始浓度为0.5g/L，添加微量元素MnSO4·4H2O，使氨氮废水中MnSO4·4H2O初始浓度为2.5ppm，将氨氮废水调节成为耐盐异养硝化细菌培养基。
(2)在耐盐异养硝化细菌接种到步骤(1)中调制的离子型稀土氨氮废水培养基中，接入耐盐异养硝化细菌菌种，使氨氮废水中菌体初始浓度为105CFU/mL左右。
(3)将步骤(2)中接种耐盐异养硝化细菌菌种的离子型稀土氨氮废水培养基放置摇床，培养条件为：转速为120r/min、温度为28—30℃、培养时间为24h。
(4)用纳氏试剂分光光度法检测步骤(3)处理水的氨氮浓度为5.89mg/L，处理后的废水满足稀土废水的氨氮排放标准。
实施例3
由下述步骤组成：
(1)用纳氏试剂分光光度法检测赣州市寻乌县某离子型稀土矿区氨氮废水的氨氮浓度为39.87mg/L，加入工业葡萄糖作为碳源，使氨氮废水中葡萄糖初始浓度为0.4g/L，添加微量元素MnSO4·4H2O，使氨氮废水中MnSO4·4H2O初始浓度为2.5ppm，将氨氮废水调节成为耐盐异养硝化细菌培养基。
(2)在耐盐异养硝化细菌接种到步骤(1)中调制的离子型稀土氨氮废水培养基中，接入耐盐异养硝化细菌菌种，使氨氮废水中菌体初始浓度为105CFU/mL左右。
(3)将步骤(2)中接种耐盐异养硝化细菌菌种的离子型稀土氨氮废水培养基放置摇床，培养条件为：转速为120r/min、温度为28—30℃、培养时间为24h。
(4)用纳氏试剂分光光度法检测步骤(3)处理水的氨氮浓度为10.44mg/L，处理后的废水满足稀土废水的氨氮排放标准。
实施例4
由下述步骤组成：
(1)用纳氏试剂分光光度法检测赣州市寻乌县某离子型稀土矿区氨氮废水的氨氮浓度为39.87mg/L，加入工业葡萄糖作为碳源，使氨氮废水中葡萄糖初始浓度为0.3g/L，添加微量元素MnSO4·4H2O，使氨氮废水中MnSO4·4H2O初始浓度为2.5ppm，将氨氮废水调节成为耐盐异养硝化细菌培养基。
(2)在耐盐异养硝化细菌接种到步骤(1)中调制的离子型稀土氨氮废水培养基中，接入耐盐异养硝化细菌菌种，使氨氮废水中菌体初始浓度为105CFU/mL左右。
(3)将步骤(2)中接种耐盐异养硝化细菌菌种的离子型稀土氨氮废水培养基放置摇床，培养条件为：转速为120r/min、温度为28—30℃、培养时间为24h。
(4)用纳氏试剂分光光度法检测步骤(3)处理水的氨氮浓度为12.15mg/L，处理后的废水满足稀土废水的氨氮排放标准。
上述实施例中所用的耐盐异养硝化细菌为菌株S3，菌株S3斜面培养基配方为：工业葡萄糖1.8g，(NH4)2SO4 0.5g，维氏盐溶液50mL，H2O 1000mL，pH 7.0。菌株S3液体培养基配方为：工业葡萄糖1.8g，(NH4)2SO4 0.5g，维氏盐溶液50mL，H2O 1000mL，pH 7.0。其中，维氏盐溶液组成为：K2HPO4 5.0g，MgSO4·7H2O 2.5g，NaCl 2.5g，FeSO4·7H2O 0.05g，MnSO4·4H2O 0.04g，H2O 1000mL。维氏盐溶液需现配现用。
菌株S3生长曲线如图2所示，菌株S3的菌落形态如图3所示。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)用纳氏试剂分光光度法检测氨氮废水的氨氮浓度，加入碳源，使碳氮比调节为4-6，添加微量元素，配成异养硝化细菌培养基；
(2)将耐盐异养硝化细菌接种到步骤(1)中配制的培养基中，接种量使废水中菌体初始浓度达到104—106CFU/mL；
(3)将步骤(2)中接种耐盐异养硝化细菌菌种的培养基放置于摇床中，培养条件为：转速为120r/min、温度为28—30℃、培养时间为24h；
(4)用纳氏试剂分光光度法检测步骤(3)处理水的氨氮浓度，对于满足稀土废水排放标准的处理后废水进行排放；对于氨氮浓度大于稀土废水排放标准的处理后废水继续进行处理。
2.根据权利要求1所述的离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中氨氮废水为离子型稀土矿区低浓度氨氮废水，氨氮浓度为50mg/L以下。
3.根据权利要求1所述的离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中碳源为工业葡萄糖。
4.根据权利要求1所述的离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中微量元素为MnSO4·4H2O，微量元素的添加量保证氨氮废水中微量元素初始浓度为2.0-3.0ppm。
5.根据权利要求1所述的离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中的耐盐异养硝化细菌为菌株S3。
6.根据权利要求5所述的离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法，其特征在于：所述菌株S3斜面培养基配方为：蔗糖2.4g，(NH4)2SO4 0.5g，维氏盐溶液50mL，琼脂20g，H2O 1000mL，pH 7.0。
7.根据权利要求5所述的离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法，其特征在于：所述菌株S3液体培养基配方为：工业葡萄糖1.8g，(NH4)2SO4 0.5g，维氏盐溶液50mL，H2O 1000mL，pH 7.0。
8.根据权利要求6或7所述的离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法，其特征在于：所述维氏盐溶液组成为：K2HPO4 5.0g，MgSO4·7H2O 2.5g，NaCl 2.5g，FeSO4·7H2O0.05g，MnSO4·4H2O 0.04g，H2O 1000mL。
9.根据权利要求6或7或8所述的离子型稀土矿区低浓度氨氮废水的微生物处理方法，其特征在于：所述维氏盐溶液现配现用。
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