一種耐鹽活性污泥馴化的方法
【專利摘要】本發明提供的一種耐鹽活性污泥馴化的方法，按一定比例直接于正常鹽濃度下的活性污泥中添加高鹽環境下的物質（土壤或水），然后逐步增加鹽濃度負荷，在此過程中，高鹽環境下的微生物群落與活性污泥中的微生物群落將雙向協同進化，形成新的微生物群落。該方法省去了繁瑣的篩菌步驟，操作簡易，同時有采用了新的鹽濃度梯度升高方案，避免過快增長的鹽濃度壓力造成生物量流失，從而能快速、高效的達到馴化高鹽污泥的目的。
【專利說明】一種耐鹽活性污泥馴化的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對高鹽環境下活性污泥的馴化，該方法增加微生物群落結構多樣性，促進功能微生物的代謝與繁殖，同時改善菌膠團結構，從而提高活性污泥對污染物的氧化分解能力。
【背景技術】
[0002]活性污泥法的廢水處理是應用最廣泛的方法之一。該方法利用廢水中的碳氮磷以及一些難降解的物質作為營養物，通過活性污泥中大量的微生物、原生動物以及藻類的生長繁殖和新陳代謝過程，降低污水C0D、TN、TP及難降解有毒物質含量。目前，活性污泥法取得了良好的應用效果。而對于一些難以生物處理的廢水，活性污泥法仍存在很大的技術難題。
[0003]含鹽廢水屬于較難處理的廢水之一，其排放量大、污染嚴重、來源廣泛，包括海水直接利用后排放的廢水和許多工業(如印染、造紙、化工和農藥等)產生的廢水。目前對這類廢水一般采用電解法、膜分離法、焚燒法、深井灌注法進行處理，但是上述方法存在高成本、膜堵塞或二次污染的問題，所以很難在實際應用中得到推廣，因此，生物處理法將是處理該類廢水的首選方法。
[0004]但是，工業高鹽廢水中高達3-5%含鹽量又會對一般微生物產生明顯的抑制作用。主要表現(I)當系統突然受到高含鹽廢水的沖擊時，有機物去除率降低、SVI增大、出水BOD、SS升高；(2)高鹽度將破壞微生物的代謝功能和降低微生物的降解動力，內源呼吸速率降低，從而降低微生物活性；(3)鹽度的增加使處理系統中的原生動物和絲狀微生物減少，降低微生物群落結構多樣性。因此，采用生物法處理高鹽廢水的關鍵是要馴化出能較好地抵御高鹽度負荷的耐鹽微生物，對高鹽環境下的污泥馴化意義重大。
[0005]國際上對高鹽度廢水的生化處理技術研究已從單純污泥馴化轉到依靠優勢菌群的培養和耐鹽、嗜鹽微生物的引入，即“生物強化”技術。所謂生物強化技術，是向生物處理系統中引入具有特定功能的微生物，提高有效微生物的濃度，增強對難降解污染物的降解能力，提高其降解速率，并改善原有生物處理體系對目標污染物的去除能力。但是該技術多需要篩選耐鹽功能菌，再添加入活性污泥中進行馴化培養，直至至生物相重新恢復正常、污泥性能穩定。這就使得馴化過程出現成本高、耗時長、高不確定性等弊端。
[0006]本發明的高鹽環境下活性污泥的馴化方法，按一定比例直接于正常鹽濃度下的活性污泥中添加高鹽環境下的物質(土壤或水)，然后逐步增加鹽濃度負荷，在此過程中，高鹽環境下的微生物群落與活性污泥中的微生物群落將雙向協同進化，通過競爭、捕食等一系列作用，形成新的微生物群落結構組成。該新的微生物群落將淘汰不適應該污泥環境的菌種，富集適應于該環境的耐鹽功能菌種。該方法省去了繁瑣的篩菌步驟，操作簡易，同時有采用了新的鹽濃度梯度升高方案，避免過快增長的鹽濃度壓力造成生物量流失，從而能快速、高效的達到馴化高鹽污泥的目的。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于:提供的活性污泥的馴化方法，可快速馴化適應于高鹽廢水環境下生長代謝的活性污泥，從而提高高鹽廢水微生態環境下活性污泥對污染物的氧化分解能力。
[0008]本發明目的是這樣實現的:一種耐鹽活性污泥馴化的方法，分步實施；
[0009]I)取自來水廠的活性污泥，向活性污泥中加入200ppm的陽離子聚丙烯酰胺853進行脫水處理，使活性污泥終含水量在85% ；
[0010]2)取鹽湖土壤，粉碎過篩，至100目，加水曝氣，每立方米水中加入葡萄糖100g、尿素15g、磷酸二氫鉀2g、0.5g無機元素的營養液，使系統中C:N=25:1，調節鹽濃度為2%_3%，曝氣3h，靜置lh，重復上述操作7-8次，用時28-32h，備用；其中若采集高鹽水樣，稀釋至鹽度為2%-3%，每立方米水中加入葡萄糖120g、尿素17g、磷酸二氫鉀4g、0.5g無機元素的營養液，曝氣2-3h，靜置1-1.5h，重復上述操作7-9次，用時28-30h，備用； [0011 ] 3)活性污泥活化及增值階段:將SBR池中，每立方米水投加20g干活性污泥，悶爆2.5h，悶爆結束后靜置2h，棄上清，如此反復，直至靜置沉淀后上清清澈透明，污泥洗滌結束；向SBR池，每立方米水中加入葡萄糖130g、尿素20g、磷酸二氫鉀4g、0.6g無機元素的營養液，使系統 B0D5:CN:TP=100:5:1 ；
[0012]4)活性污泥耐鹽馴化階段:
[0013]在污泥增值后的SBR池中，每立方米添加10%體積的生活污水，同時每立方米水中加入葡萄糖log、尿素lg、磷酸二氫鉀0.2g及0.1g無機元素營養液，使系統B0D5:CN:TP=100:5:1 ；
[0014]培養馴化增加鹽濃度的方案:初始鹽濃度為0.01%，每次調整鹽濃度至0.03%、
0.07%、0.13%、0.21%、0.31%、0.43%、0.57%、0.73%、0.91%、1.21%、1.43%、1.67%、1.93%、2.21%、2.51%、2.83%、3% ；
[0015]培養馴化的曝氣方式:每天曝氣兩次，每次曝氣8h，溶氧量在3mg/L，水溫30°C ；
[0016]在增加鹽濃度的同時調整配水方案:初始時SBR池內每立方米添加3%的生活污水，同時添加葡萄糖80g、尿素10g、磷酸二氫鉀2g及0.3g無機元素營養液，使系統B0D5:CN:TP=100:5:1 ；
[0017]待SBR系統鹽濃度與高鹽添加物鹽濃度相同時，添加高鹽添加物的預處理液，其活性污泥:高鹽添加物=5:1，直至達到目標鹽濃度；
[0018]其中無機元素由硫酸銨35%、硫酸鎂30%、硫酸鐵20%、氯化鉀15%混合組成。
[0019]所述方法，該污泥好氧曝氣池對該鹽度工業廢水中COD的平均去除率為85.7%，比原常規活性污泥好氧曝氣池的高出近10%，NH4+.N去除率分別穩定在86%和92% ；SVI穩定在89mg / L0
[0020]所述方法，選用制劑均為市售產品。
[0021]本發明的機理與作用:活性污泥中存在大量微生物、原生動物以及藻類，在正常鹽濃度情況下，無機鹽類在微生物生長過程中起著促進酶反應，維持膜平衡和調節滲透壓的重要作用。但當水中鹽濃度>1%時會造成細胞的質壁分離而導致細胞失活，鹽濃度的變化還可能引起微生物代謝方式的改變。常規的污泥耐鹽馴化主要有兩種方法:一種是接種正常鹽濃度環境下的活性污泥，通過不斷增加鹽濃度壓力，同時不斷調節配水比例，進而達到提高活性污泥中微生物對鹽的耐受性，在高鹽環境下達到降低COD、N/P、SSV等。另一種是在上述污泥馴化培養的基礎上，添加從高鹽環境中分離得到耐鹽功能菌種，再進行馴化培養，至微生物群落結構組成重新恢復正常、污泥性能穩定。
[0022]本發明方法省去了繁瑣的篩菌步驟，操作簡易，同時有采用了新的鹽濃度梯度升高方案，避免過快增長的鹽濃度壓力造成生物量流失，從而能快速、高效的達到馴化高鹽污泥的目的，彰顯技術進步。【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本發明進行詳細闡述。
實施例
[0024](I)取自來水廠的活性污泥，向活性污泥中加入200ppm的PAM (陽離子聚丙烯酰胺853)進行脫水處理，使活性污泥終含水量在85%。
[0025](2)取鹽湖土壤，粉碎過篩，至100目，加水曝氣，每立方米水中加入葡萄糖100g、尿素15g、磷酸二氫鉀2g及0.5g無機元素營養液，使系統中C:N=25:1，調節系統鹽濃度為2%-3%，曝氣3h，靜置lh，重復上述操作8次，30h后備用；其中若采集高鹽水樣，稀釋至鹽度為2.5%，每立方米水中加入葡萄糖120g、尿素17g、磷酸二氫鉀4g及0.5g無機元素營養液，曝氣2.5h,靜置1.3h,重復上述操作8次,29h后備用；
[0026](3)活性污泥活化及增值階段:將SBR池(序批式活性污泥法反應池)中，每立方米水投加20g的干活性污泥，悶爆2.5h，悶爆結束后靜置2h，放掉上清，如此反復，直至靜置沉淀后上清清澈透明，污泥洗滌結束后，向SBR池(序批式活性污泥法反應池)每立方米水中加入葡萄糖130g、尿素20g、磷酸二氫鉀4g及0.6g無機元素營養液，使系統B0D5:CN:TP=100:5:1。
[0027](4)活性污泥耐鹽馴化階段:
[0028]在污泥增值后的SBR池中，每立方米添加10%體積的生活污水，同時每立方米水中加入葡萄糖log、尿素lg、磷酸二氫鉀0.2g及0.1g無機元素營養液，使系統BOD5: CN: TP=IOO:5:1，后隨著培養馴化的進行增加鹽濃度，鹽濃度增加方案為:初始鹽濃度為a 1;每次調整的鹽濃度為a n,使a n- a 為一等差數列，即:a 2- a ^ a 3- a 2、a 4-a 3、…、an- a 的值為一等差數列，不斷調整鹽濃度直至與高鹽添加物濃度相同，當系統中COD去除率到達85%以上時，調整鹽濃度；
[0029]即:初始鹽濃度為0.01%,每次調整鹽濃度至0.03%,0.07%,0.13%、0.21%,0.31%、
0.43%,0.57%,0.73%,0.91%、1.21%、1.43%、1.67%、1.93%,2.21%,2.51%,2.83%、3%。
[0030]馴化培養期間的曝氣方式為:每天曝氣兩次，每次曝氣8h，溶氧量在3mg/L，水溫30 0C ；
[0031]在增加鹽濃度的同時調整配水比例，配水方案為:初始時SBR池內每立方米添加3%的生活污水，同時添加葡萄糖80g、尿素10g、磷酸二氫鉀2g及0.3g無機元的素營養液，使系統BOD5: CN: TP=IOO: 5:1。等系統中廢水的COD去除率達85 %時，開始用蠕動泵進水，進水由目標廢水添加一定比列的生活污水及營養物質組成，視污泥馴化和COD去除率的情況，逐步減少葡萄糖及生活污水用量并提高鹽濃度負荷和目標廢水負荷。
[0032]待SBR系統鹽濃度與高鹽添加物鹽濃度相同時，添加高鹽添加物的預處理液，添加比例為:活性污泥:高鹽添加物=5:1，按照上述配水方案及曝氣方式繼續馴化，期間繼續增加鹽濃度，其增加方案如前所述，直至達到目標鹽濃度。
[0033]經觀察測定，馴化好的耐鹽活性污泥中生長著大量的有柄纖毛蟲、游仆蟲以及極少量的線蟲，該污泥好氧曝氣池對該鹽度工業廢水中COD的平均去除率為85.7%，比原常規活性污泥好氧曝氣池的高出近10%，NH4+.N去除率分別穩定在86%和92% ；SVI穩定在89mg / L。
[0034]本發明工藝較為簡單易行，操作性較強，在提高了污泥的處理效果的同時，縮短了污泥馴化的時間，加快系統中污泥馴化的進度，降低了成本，同時，由于添加外源的高鹽添加物中含有大量的耐鹽、嗜鹽微生物，在逐步升高的污染物壓力下，其中的部分種類也可進化出具有降解污染物的功能，這種耐鹽、嗜鹽微生物同非鹽耐受微生物的雙向進化篩選，使得馴化出的污泥中微生物結構多樣性也相對更為豐富，耐鹽功能菌的含量也相對更高。因此，馴化出的污泥在運行中更加穩定，COD等的去除率也較普通馴化方法更高。同時，添加的高鹽水中的顆粒 物質或高鹽土壤顆粒也可以吸附體系中的微生物，減少了游離的絲狀菌，提高活性污泥的沉降性能，出水水質更好。
[0035]該馴化方法可以馴化出能耐受較高鹽濃度并具有良好COD降解性能的耐鹽活性污泥。
【權利要求】
1.一種耐鹽活性污泥馴化的方法，其特征在于:分步實施； 1)取自來水廠的活性污泥，向活性污泥中加入200ppm的陽離子聚丙烯酰胺853進行脫水處理,使活性污泥終含水量在85% ； 2)取鹽湖土壤，粉碎過篩，至100目，加水曝氣，每立方米水中加入葡萄糖100g、尿素.15g、磷酸二氫鉀2g、0.5g無機元素的營養液，使系統中C: N= 25:1,調節鹽濃度為2%_3%，曝氣3h，靜置lh，重復上述操作7-8次，用時28-32 h，備用；若采集高鹽水樣，稀釋至鹽度為.2%-3%，每立方米水中加入葡萄糖120g、尿素17g、磷酸二氫鉀4g、0.5g無機元素的營養液，曝氣2-3h，靜置1-1.5h，重復上述操作7-9次，用時28-30h，備用； 3)活性污泥活化及增值階段:將SBR池中，每立方米水投加20g干活性污泥，悶爆.2.5h，悶爆結束后靜置2h，棄上清，如此反復，直至靜置沉淀后上清清澈透明，污泥洗滌結束；向SBR池，每立方米水中加入葡萄糖130g、尿素20g、磷酸二氫鉀4g、0.6g無機元素的營養液，使系統 B0D5:CN:TP=100:5:1 ； 4)活性污泥耐鹽馴化階段: 在污泥增值后的SBR池中，每立方米添加10%體積的生活污水，同時每立方米水中加入葡萄糖10g、尿素lg、磷酸二氫鉀0.2g及0.1g無機元素營養液，使系統B0D5:CN:TP=100:5:1 ； 培養馴化增加鹽濃度的方案:初始鹽濃度為0.01%，每次調整鹽濃度至0.03%,0.07%、.0.13%、0.21%、0.31%、0.43%、0.57%、0.73%、0.91%、1.21%、1.43%、1.67%、1.93%、2.21%、.2.51%、2.83%、3% ； 培養馴化的曝氣方式:每天曝氣兩次，每次曝氣8h，溶氧量在3mg/L，水溫30°C ； 在增加鹽濃度的同時調整配水方案:初始時SBR池內每立方米添加3%的生活污水，同時添加葡萄糖80g、尿素10g、磷酸二氫鉀2g及0.3g無機元素營養液，使系統B0D5:CN:TP=100:5:1 ； 待SBR系統鹽濃度與高鹽添加物鹽濃度相同時，添加高鹽添加物的預處理液，其活性污泥:高鹽添加物=5:1，直至達到目標鹽濃度； 其中無機元素由硫酸銨35%、硫酸鎂30%、硫酸鐵20%、氯化鉀15%混合組成。
2.依據權利要求1所述方法，其特征在于:該污泥好氧曝氣池對該鹽度工業廢水中COD的平均去除率為85.7%，比原常規活性污泥好氧曝氣池的高出近10%，NH4+.N去除率分別穩定在86%和92% ；SVI穩定在89 mg / L0
【文檔編號】C02F11/02GK103910475SQ201310744632
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】胡蓉, 曾凡付, 潘洪濤 申請人:新疆環境工程技術有限責任公司