CN103910475A

CN103910475A - 一种耐盐活性污泥驯化的方法

Info

Publication number: CN103910475A
Application number: CN201310744632.4A
Authority: CN
Inventors: 胡蓉; 曾凡付; 潘洪涛
Original assignee: XINJIANG ENVIRONMENTAL ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Delan ecological environment Co., Ltd.
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2033-12-30
Also published as: CN103910475B

Abstract

本发明提供的一种耐盐活性污泥驯化的方法，按一定比例直接于正常盐浓度下的活性污泥中添加高盐环境下的物质（土壤或水），然后逐步增加盐浓度负荷，在此过程中，高盐环境下的微生物群落与活性污泥中的微生物群落将双向协同进化，形成新的微生物群落。该方法省去了繁琐的筛菌步骤，操作简易，同时有采用了新的盐浓度梯度升高方案，避免过快增长的盐浓度压力造成生物量流失，从而能快速、高效的达到驯化高盐污泥的目的。

Description

一种耐盐活性污泥驯化的方法

技术领域

本发明涉及对高盐环境下活性污泥的驯化，该方法增加微生物群落结构多样性，促进功能微生物的代谢与繁殖，同时改善菌胶团结构，从而提高活性污泥对污染物的氧化分解能力。

背景技术

活性污泥法的废水处理是应用最广泛的方法之一。该方法利用废水中的碳氮磷以及一些难降解的物质作为营养物，通过活性污泥中大量的微生物、原生动物以及藻类的生长繁殖和新陈代谢过程，降低污水COD、TN、TP及难降解有毒物质含量。目前，活性污泥法取得了良好的应用效果。而对于一些难以生物处理的废水，活性污泥法仍存在很大的技术难题。

含盐废水属于较难处理的废水之一，其排放量大、污染严重、来源广泛，包括海水直接利用后排放的废水和许多工业(如印染、造纸、化工和农药等)产生的废水。目前对这类废水一般采用电解法、膜分离法、焚烧法、深井灌注法进行处理，但是上述方法存在高成本、膜堵塞或二次污染的问题，所以很难在实际应用中得到推广，因此，生物处理法将是处理该类废水的首选方法。

但是，工业高盐废水中高达3-5％含盐量又会对一般微生物产生明显的抑制作用。主要表现(1)当系统突然受到高含盐废水的冲击时，有机物去除率降低、SVI增大、出水BOD、SS升高；(2)高盐度将破坏微生物的代谢功能和降低微生物的降解动力，内源呼吸速率降低，从而降低微生物活性；(3)盐度的增加使处理系统中的原生动物和丝状微生物减少，降低微生物群落结构多样性。因此，采用生物法处理高盐废水的关键是要驯化出能较好地抵御高盐度负荷的耐盐微生物，对高盐环境下的污泥驯化意义重大。

国际上对高盐度废水的生化处理技术研究已从单纯污泥驯化转到依靠优势菌群的培养和耐盐、嗜盐微生物的引入，即“生物强化”技术。所谓生物强化技术，是向生物处理系统中引入具有特定功能的微生物，提高有效微生物的浓度，增强对难降解污染物的降解能力，提高其降解速率，并改善原有生物处理体系对目标污染物的去除能力。但是该技术多需要筛选耐盐功能菌，再添加入活性污泥中进行驯化培养，直至至生物相重新恢复正常、污泥性能稳定。这就使得驯化过程出现成本高、耗时长、高不确定性等弊端。

本发明的高盐环境下活性污泥的驯化方法，按一定比例直接于正常盐浓度下的活性污泥中添加高盐环境下的物质（土壤或水），然后逐步增加盐浓度负荷，在此过程中，高盐环境下的微生物群落与活性污泥中的微生物群落将双向协同进化，通过竞争、捕食等一系列作用，形成新的微生物群落结构组成。该新的微生物群落将淘汰不适应该污泥环境的菌种，富集适应于该环境的耐盐功能菌种。该方法省去了繁琐的筛菌步骤，操作简易，同时有采用了新的盐浓度梯度升高方案，避免过快增长的盐浓度压力造成生物量流失，从而能快速、高效的达到驯化高盐污泥的目的。

发明内容

本发明的目的在于：提供的活性污泥的驯化方法，可快速驯化适应于高盐废水环境下生长代谢的活性污泥，从而提高高盐废水微生态环境下活性污泥对污染物的氧化分解能力。

本发明目的是这样实现的：一种耐盐活性污泥驯化的方法，分步实施；

1）取自来水厂的活性污泥，向活性污泥中加入200ppm的阳离子聚丙烯酰胺853进行脱水处理，使活性污泥终含水量在85%；

2）取盐湖土壤，粉碎过筛，至100目，加水曝气，每立方米水中加入葡萄糖100g、尿素15g、磷酸二氢钾2g、0.5g无机元素的营养液，使系统中C:N=25:1,调节盐浓度为2%-3%，曝气3h，静置1h，重复上述操作7-8次，用时28-32h，备用；其中若采集高盐水样，稀释至盐度为2%-3%，每立方米水中加入葡萄糖120g、尿素17g、磷酸二氢钾4g、0.5g无机元素的营养液，曝气2-3h，静置1-1.5h，重复上述操作7-9次，用时28-30h，备用；

3）活性污泥活化及增值阶段：将SBR池中，每立方米水投加20g干活性污泥，闷爆2.5h，闷爆结束后静置2h，弃上清，如此反复，直至静置沉淀后上清清澈透明，污泥洗涤结束；向SBR池，每立方米水中加入葡萄糖130g、尿素20g、磷酸二氢钾4g、0.6g无机元素的营养液，使系统BOD₅:CN:TP=100:5:1；

4）活性污泥耐盐驯化阶段：

在污泥增值后的SBR池中，每立方米添加10%体积的生活污水，同时每立方米水中加入葡萄糖10g、尿素1g、磷酸二氢钾0.2g及0.1g无机元素营养液，使系统BOD₅:CN:TP=100:5:1；

培养驯化增加盐浓度的方案：初始盐浓度为0.01%，每次调整盐浓度至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%；

培养驯化的曝气方式：每天曝气两次，每次曝气8h，溶氧量在3mg/L，水温30℃；

在增加盐浓度的同时调整配水方案：初始时SBR池内每立方米添加3%的生活污水，同时添加葡萄糖80g、尿素10g、磷酸二氢钾2g及0.3g无机元素营养液，使系统BOD₅:CN:TP=100:5:1；

待SBR系统盐浓度与高盐添加物盐浓度相同时，添加高盐添加物的预处理液，其活性污泥:高盐添加物=5:1，直至达到目标盐浓度；

其中无机元素由硫酸铵35%、硫酸镁30%、硫酸铁20%、氯化钾15%混合组成。

所述方法，该污泥好氧曝气池对该盐度工业废水中COD的平均去除率为85.7％，比原常规活性污泥好氧曝气池的高出近10％，NH₄ ⁺.N去除率分别稳定在86％和92％；SVI稳定在89mg／L。

所述方法，选用制剂均为市售产品。

本发明的机理与作用：活性污泥中存在大量微生物、原生动物以及藻类，在正常盐浓度情况下，无机盐类在微生物生长过程中起着促进酶反应，维持膜平衡和调节渗透压的重要作用。但当水中盐浓度>1％时会造成细胞的质壁分离而导致细胞失活，盐浓度的变化还可能引起微生物代谢方式的改变。常规的污泥耐盐驯化主要有两种方法：一种是接种正常盐浓度环境下的活性污泥，通过不断增加盐浓度压力，同时不断调节配水比例，进而达到提高活性污泥中微生物对盐的耐受性，在高盐环境下达到降低COD、N/P、SSV等。另一种是在上述污泥驯化培养的基础上，添加从高盐环境中分离得到耐盐功能菌种，再进行驯化培养，至微生物群落结构组成重新恢复正常、污泥性能稳定。

本发明方法省去了繁琐的筛菌步骤，操作简易，同时有采用了新的盐浓度梯度升高方案，避免过快增长的盐浓度压力造成生物量流失，从而能快速、高效的达到驯化高盐污泥的目的，彰显技术进步。具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细阐述。

实施例

（1）取自来水厂的活性污泥，向活性污泥中加入200ppm的PAM（阳离子聚丙烯酰胺853）进行脱水处理，使活性污泥终含水量在85%。

（2）取盐湖土壤，粉碎过筛，至100目，加水曝气，每立方米水中加入葡萄糖100g、尿素15g、磷酸二氢钾2g及0.5g无机元素营养液，使系统中C:N=25:1,调节系统盐浓度为2%-3%，曝气3h，静置1h，重复上述操作8次，30h后备用；其中若采集高盐水样，稀释至盐度为2.5%，每立方米水中加入葡萄糖120g、尿素17g、磷酸二氢钾4g及0.5g无机元素营养液，曝气2.5h，静置1.3h，重复上述操作8次，29h后备用；

（3）活性污泥活化及增值阶段：将SBR池（序批式活性污泥法反应池）中，每立方米水投加20g的干活性污泥，闷爆2.5h，闷爆结束后静置2h，放掉上清，如此反复，直至静置沉淀后上清清澈透明，污泥洗涤结束后，向SBR池（序批式活性污泥法反应池）每立方米水中加入葡萄糖130g、尿素20g、磷酸二氢钾4g及0.6g无机元素营养液，使系统BOD₅:CN:TP=100:5:1。

（4）活性污泥耐盐驯化阶段：

在污泥增值后的SBR池中，每立方米添加10%体积的生活污水，同时每立方米水中加入葡萄糖10g、尿素1g、磷酸二氢钾0.2g及0.1g无机元素营养液，使系统BOD₅:CN:TP=100:5:1，后随着培养驯化的进行增加盐浓度，盐浓度增加方案为：初始盐浓度为ａ₁，每次调整的盐浓度为ａ_n，使ａ_n-ａ_n-1为一等差数列，即：ａ₂-ａ₁、ａ₃-ａ₂、ａ₄-ａ₃、…、ɑ_n-ａ_n-1的值为一等差数列，不断调整盐浓度直至与高盐添加物浓度相同，当系统中COD去除率到达85%以上时，调整盐浓度；

即：初始盐浓度为0.01%，每次调整盐浓度至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%。

驯化培养期间的曝气方式为：每天曝气两次，每次曝气8h，溶氧量在3mg/L，水温30℃；

在增加盐浓度的同时调整配水比例，配水方案为：初始时SBR池内每立方米添加3%的生活污水，同时添加葡萄糖80g、尿素10g、磷酸二氢钾2g及0.3g无机元的素营养液，使系统BOD₅:CN:TP=100:5:1。等系统中废水的COD去除率达85％时，开始用蠕动泵进水，进水由目标废水添加一定比列的生活污水及营养物质组成，视污泥驯化和COD去除率的情况，逐步减少葡萄糖及生活污水用量并提高盐浓度负荷和目标废水负荷。

待SBR系统盐浓度与高盐添加物盐浓度相同时，添加高盐添加物的预处理液，添加比例为：活性污泥:高盐添加物=5:1，按照上述配水方案及曝气方式继续驯化，期间继续增加盐浓度，其增加方案如前所述，直至达到目标盐浓度。

经观察测定，驯化好的耐盐活性污泥中生长着大量的有柄纤毛虫、游仆虫以及极少量的线虫，该污泥好氧曝气池对该盐度工业废水中COD的平均去除率为85.7％，比原常规活性污泥好氧曝气池的高出近10％，NH₄ ⁺.N去除率分别稳定在86％和92％；SVI稳定在89mg／L。

本发明工艺较为简单易行，操作性较强，在提高了污泥的处理效果的同时，缩短了污泥驯化的时间，加快系统中污泥驯化的进度，降低了成本，同时，由于添加外源的高盐添加物中含有大量的耐盐、嗜盐微生物，在逐步升高的污染物压力下，其中的部分种类也可进化出具有降解污染物的功能，这种耐盐、嗜盐微生物同非盐耐受微生物的双向进化筛选，使得驯化出的污泥中微生物结构多样性也相对更为丰富，耐盐功能菌的含量也相对更高。因此，驯化出的污泥在运行中更加稳定，COD等的去除率也较普通驯化方法更高。同时，添加的高盐水中的颗粒物质或高盐土壤颗粒也可以吸附体系中的微生物，减少了游离的丝状菌，提高活性污泥的沉降性能，出水水质更好。

该驯化方法可以驯化出能耐受较高盐浓度并具有良好COD降解性能的耐盐活性污泥。

Claims

1.一种耐盐活性污泥驯化的方法，其特征在于：分步实施；

2）取盐湖土壤，粉碎过筛，至100目，加水曝气，每立方米水中加入葡萄糖100g、尿素15g、磷酸二氢钾2g、0.5g无机元素的营养液，使系统中C: N= 25:1,调节盐浓度为2%-3%，曝气3h，静置1h，重复上述操作7-8次，用时28-32 h，备用；若采集高盐水样，稀释至盐度为2%-3%，每立方米水中加入葡萄糖120g、尿素17g、磷酸二氢钾4g、0.5g无机元素的营养液，曝气2-3h，静置1-1.5h，重复上述操作7-9次，用时28-30h，备用；

4）活性污泥耐盐驯化阶段：

2.依据权利要求1所述方法，其特征在于：该污泥好氧曝气池对该盐度工业废水中COD的平均去除率为85.7％，比原常规活性污泥好氧曝气池的高出近10％，NH₄ ⁺．N去除率分别稳定在86％和92％；SVI稳定在89 mg／L。