一種菌劑強化潛流濕地去除尾水中氨氮和總氮的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種菌劑強化潛流濕地去除尾水中氨氮和 總氮的方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，國內部分污水處理廠尾水就近排入附近的湖塘、河道，造成地表水體水質 污染，水體富營養化現象日益嚴重。水平潛流人工濕地是協同土壤、濾料、植物通過物理、化 學、生物作用凈化水質的一種污水處理技術，大多應用于污水處理廠尾水深度處理。但潛流 濕地底部長期處于厭氧環境，而且進入濕地系統的尾水與一般城市以及農村生活污水相 比，尾水的C0D濃度較低即用于生物降解的碳源較低，這種厭氧和低碳源環境阻礙了反硝化 細菌在濕地內部的繁殖生長，使氨氮和硝態氮大量滯留于水中，從而使氨氮和總氮去除率 較低。為了解決這一難題，國內外學者提出了多種解決方案，大致可以歸為兩大類:一類是 增強潛流濕地系統內部復氧，例如在濕地底部增設空氣導管或安裝電極板電解產生氧氣； 一類是選用高效的吸附填料增強對氮的吸附，例如氧化鐵、鋼渣。但以上方法改進人工濕地 脫氮效率仍較低，且需要增加能源消耗和更換填料等操作較為繁瑣。
[0003] 反硝化細菌是能夠在微生物酶作用下還原硝酸鹽，釋放出分子態氮(N2)或一氧化 二氮(N20)的一種具有反硝化功能的微生物。公開號為CN102757132A的發明專利報道，裴 海燕等利用反硝化聚磷菌CL-3(Pseudomonasoleovorans)與根際微生物豐富的蘆_在潛 流式人工濕地中協同處理農村生活污水，使系統對C0D、氨氮和總磷有良好的去除效果。本 發明人將由本實驗室獲得的一株具有好氧除磷和缺氧反硝化能力的惡臭假單胞菌B8 (Pseudomonasputida，該菌株保藏號為CGMCC9168)制得的細菌制劑投加到水平潛流式人 工濕地系統中，其能與濕地基質表面及其孔隙中的生物膜共存，并成為優勢菌群，進而強化 濕地系統的脫氮功能，從而可以有效的降低低碳源尾水中氨氮和總氮濃度。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是為了克服潛流濕地處理低碳源、含氮的尾水脫氮效果不高這一難 題，而提供一種菌劑強化潛流濕地去除尾水中氨氮和總氮的方法。即在潛流式人工濕地中 投加B8制劑，使其與濕地基質表面及其孔隙中的生物膜共存，并成為優勢菌群，進而強化濕 地系統的脫氮功能，從而可以有效的降低尾水中氨氮和總氮濃度。
[0005] 本發明采用的技術方案是：
[0006] 1、城市污水處理廠達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)-級B 水質標準的尾水作為待處理廢水進入潛流濕地系統。
[0007] 2、將B8制劑投加于水平潛流式人工濕地系統中，其具體操作為:將B8制劑(菌劑活 菌數為6.25X107~8.55X107cfu/mL)依次以待處理尾水水量(V/V)的0.2% (投加2天，處理 尾水投菌量1 · 25X1011~1 · 71X10ncfu/m3)、0.4% (投加2天，處理尾水投菌量2 · 50X1011 ~3 · 42X10ncfu/m3)、0 · 8% (投加2天，處理尾水投菌量5 · 00X1011~6 · 84X10ncfu/m3)、 1.0%(投加2天，處理尾水投菌量6.26\1011~8.56\1011。如/!11 3)、2.0%(投加6天，處理尾 水投菌量1.25X1012~1.71X1012cfu/m3)通過計量栗與尾水混合均勻后，讓其連續14天流 入水平潛流式人工濕地中，從而使B8與濕地基質表面及其孔隙中的生物膜共存，并成為優 勢菌群。
[0008] 3、停止投菌后對濕地系統脫氮效果監測，具體操作為：采用進水-濕地深度凈化 24h-排空的運行模式進行運行，取樣后8h內測定進水、出水水質（監測指標有氨氮和總氮）。
[0009] 本發明提供了 1株菌株，其命名為B8,經16SrDNA測序及同源性比較鑒定為惡臭假 單胞菌屬(Pseudomonasputida)，已于2014年5月16日被保存在位于北京市朝陽區北辰西 路1號院3號的中國微生物菌種保藏管理委員會(登記入冊編號為:CGMCC9168)。利用上述菌 種制備B8制劑，其制備方法已在專利號為CN201410472759.X的專利中進行了具體敘述，本 發明引用了上述方法制備的菌劑。
[0010]本發明的主要原理：
[0011]將B8引入潛流濕地系統中，以進水-處理-排空的方式來運行，特別是進水和排空 操作能有效的將空氣引入濕地床內部，促使B8可以在濕地內生長與繁殖。B8能夠在缺氧條 件下，通過微生物酶作用來還原硝酸鹽，釋放出分子態氮或一氧化二氮，其反硝化過程可以 用方程式表示為 :2N03-+10e-+12H+-N2+6H20,且B8在缺氧環境中，能將銨離子用亞硝酸根氧 化為氮氣，用方程式表示為:ΝΗ4++Ν0：Γ4Ν2+2Η20。
[0012] 本發明具有以下優勢：
[0013] (1)向水平潛流式人工濕地投加Β8制劑有效提高了污水中氨氮和總氮的去除效 果。
[0014] (2)本發明可以減緩更換填料的頻率，運行管理方便，有效的節省投資。
[0015] (3)本發明使用的Β8制劑的菌種來源于安徽省天長市污水處理廠的氧化溝外溝中 活性污泥，其對于污水處理廠尾水的處理具有一定的適應性。
[0016] (4)低碳源達標（《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002-級Β水質標 準)尾水通過菌劑強化，達到了對尾水中氨氮和總氮的較優的去除效果，使生態法深度處理 尾水成為可能。
【具體實施方式】
[0017] 本發明的一種菌劑強化潛流濕地去除尾水中氨氮和總氮的方法由Β8制劑的制備、 人工濕地的接菌、人工濕地的穩定運行3步，現分別敘述如下：
[0018] 1、Β8菌劑的制備
[0019] 用滅過菌的接種筆挑取1環保藏于斜面培養基的惡臭假單胞菌Β8,接種于裝有高 溫蒸汽滅菌后pH6.5的50mLDNJPU培養基的100mL錐形瓶中，于搖床(設置培養溫度30°C， 搖床轉速120r/min)搖晃培養20h，得到B8制劑（菌劑活菌數為6.25X107~8.55X107cfu/ mL)〇
[0020] 2、人工濕地的接菌
[0021] 城市污水處理廠達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)-級B水 質標準的尾水作為待處理廢水進入潛流濕地系統處理。將制得的B8制劑投加于水平潛流式 人工濕地系統中，其具體操作為:將B8制劑依次以待處理尾水水量(V/V)的0.2% (投加2天， 處理尾水投菌量1.25X1011~1.71X10ncfu/m3)、0.4% (投加2天，處理尾水投菌量2.50X1011~3 ·42X10ncfu/m3)、0 · 8% (投加2天，處理尾水投菌量5 · 00X1011~6 · 84X10ncfu/ 1113)、1.0%(投加2天，處理尾水投菌量6.26\1011~8.56\10 11〇作/1113)、2.0%(投加6天，處 理尾水投菌量1.25X1012~1.71X1012cfu/m3)通過計量栗與尾水混合均勻后，讓其連續14 天流入水平潛流式人工濕地系統前端配水池中，繼而讓水體自流至潛流濕地停留24h后，再 讓水體排出。從而使B8與濕地基質表面及其孔隙中的生物膜共存，并成為優勢菌群，得到B8 菌劑強化潛流濕地系統。
[0022] 3、人工濕地的穩定運行
[0023]人工濕地的接菌操作完畢后，對B8強化潛流濕地系統和未加菌劑潛流濕地系統脫 氮效果進行監測與對比，具體操作為:均采用運行模式為進水-濕地深度凈化24h-排空的人 工濕地系統對污水處理廠尾水進行深度凈化，取樣后8h內測定進水、出水水質(監測指標有 氨氮和總氮）。
[0024]以下提供4個實施例進一步說明本發明。
[0025] 實施例1
[0026] 本實施例處理污水處理廠尾水12m3/d。人工濕地(濕地填料孔隙率為30.75%)的 接菌操作完畢后，運行B8制劑強化潛流濕地系統6天后，對其脫氮效果進行監測，具體操作 為:采用運行模式為進水-濕地深度凈化24h-排空的人工濕地系統對污水處理廠尾水進行 深度凈化。
[0027]表1潛流濕地系統構建、運行及處理水質狀況
[0028]
[0029] 實施例2
[0030] 本實施例處理污水處理廠尾水21m3/d。人工濕地(濕地填料孔隙率為34.34%)的 接菌操作完畢后，運行B8制劑強化潛流濕地系統19天后，對其脫氮效果進行監測，具體操作 為:采用運行模式為進水-濕地深度凈化24h-排空的人工濕地系統對污水處理廠尾水進行 深度凈化。
[0031] 表2潛流濕地系統構建、運行及處理水質狀況
[0032]
[0033] 實施例3
[0034] 本實施例處理污水處理廠尾水56m3/d。人工濕地(濕地填料孔隙率為33.67%)的 接菌操作完畢后，運行B8制劑強化潛流濕地系統23天后，對其脫氮效果進行監測，具體操作 為:采用運行模式為進水-濕地深度凈化24h-排空的人工濕地系統對污水處理廠尾水進行 深度凈化。
[0035]表3潛流濕地系統構建、運行及處理水質狀況
[0036]
[0037] 實施例4
[0038] 本實施例處理污水處理廠尾水84m3/d。人工濕地(濕地填料孔隙率為33.19% )的 接菌操作完畢后，運行B8制劑強化潛流濕地系統41天后，對其脫氮效果進行監測，具體操作 為:采用運行模式為進水-濕地深度凈化24h-排空的人工濕地系統對污水處理廠尾水進行 深度凈化。
[0039] 表4潛流濕地系統構建、運行及處理水質狀況
[0040]
【主權項】
1. 一種菌劑強化潛流濕地去除尾水中氨氮和總氮的方法，其特征在于:將制得的B8制 劑投加于水平潛流式人工濕地系統中，即將B8制劑和待處理尾水水量通過計量栗與尾水混 合均勻后，讓其連續14天流入水平潛流式人工濕地系統前端配水池中，繼而讓水體自流至 潛流濕地停留24h后，再讓水體排出從而進行啟動運行。人工濕地的啟動完畢后，對B8強化 潛流濕地系統和未加菌劑潛流濕地系統脫氮效果進行監測與對比，再采用運行模式為進 水-濕地深度凈化24h-排空的人工濕地系統對污水處理廠尾水進行深度凈化，取樣后8h內 測定進水、出水水質指標。2. 根據權利要求1所述的一種菌劑強化潛流濕地去除尾水中氨氮和總氮的方法的啟動 操作，其特征在于:將B8制劑依次以待處理尾水水量(V/V)的0.2% (投加2天，處理尾水投菌 量1.25X1011~1.71\1011〇如/1113)、0.4%(投加2天，處理尾水投菌量2.50\10 11~3.42\ lOUcfu/m3)、0 · 8% (投加2天，處理尾水投菌量5 · 00X1011~6 · 84X10ncfu/m3)、1 · 0% (投加 2天，處理尾水投菌量6.26X1011~8.56\1011〇化/1113)、2.0%(投加6天，處理尾水投菌量 1.25X1012~1.71X1012cfu/m3)通過計量栗與尾水混合均勻后，讓其連續14天流入水平潛 流式人工濕地系統前端配水池中，繼而讓水體自流至潛流濕地停留24h后，再讓水體排出。3. 根據權利要求1所述的B8菌劑，其特征按照下述步驟進行：用滅過菌的接種筆挑取1 環保藏于斜面培養基的惡臭假單胞菌B8,接種于裝有高溫蒸汽滅菌后pH6.5的50mLDNJPU 培養基的l〇〇mL錐形瓶中，于搖床(設置培養溫度30°C，搖床轉速120r/min)搖晃培養20h，得 到B8制劑（菌劑活菌數為6.25X107~8.55X107cfu/mL)。
【專利摘要】本發明公開一種菌劑強化潛流濕地去除尾水中氨氮和總氮的方法，屬于水處理技術領域。在潛流式人工濕地中投加B8制劑，使其與濕地基質表面及其孔隙中的生物膜共存，并成為優勢菌群，進而強化濕地系統的脫氮功能，從而可以有效的降低尾水中氨氮和總氮濃度，克服潛流濕地處理低碳源、含氮的尾水脫氮效率低下這一難題。本發明具有投資少、成本低、處理效果穩定、運行管理方便等特點。CGMCC No. 916820140516
【IPC分類】C02F3/32, C02F3/34
【公開號】CN105461080
【申請號】CN201510827970
【發明人】張文藝, 陳晶, 何敏, 張偉, 熊慧琴
【申請人】常州大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月25日