CN104326561A

CN104326561A - 一种多级微生物强化提高畜禽养殖废水处理效率的方法

Info

Publication number: CN104326561A
Application number: CN201410657644.8A
Authority: CN
Inventors: 吴定心; 梁运祥; 柯雪佳; 赵述淼; 陈正军
Original assignee: Huazhong Agricultural University
Current assignee: Huazhong Agricultural University
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2034-11-18
Also published as: CN104326561B

Abstract

一种多级微生物强化提高畜禽养殖废水处理效率的方法，其特征在于：通过在畜禽养殖废水处理设施的不同处理单元（厌氧系统、间歇好氧系统、好氧系统）中投加不同种类的净水微生物制剂，强化污水处理效果，从而明显提高各处理单元污水处理效率，最终从整体上提高污水处理设施的处理效率，使处理后出水指标进一步降低。COD和BOD₅的去除率可以提高10-40%，氨氮和总氮去除率可以提高20-50%。该方法在不改变污水处理流程和设施的情况下，可显著提高污水处理效率，增强处理效果，可在各类畜禽养殖废水中广泛适用。

Description

一种多级微生物强化提高畜禽养殖废水处理效率的方法

技术领域

本发明涉及环保技术和微生物应用技术领域，具体涉及一种多级微生物强化提高畜禽养殖废水处理效率的方法。

背景技术

畜禽养殖废水的污染在我国农业污染中占主要部分，其污染治理是解决我国环境污染问题的重要方面。

畜禽养殖废水具有高COD、高氨氮、高悬浮物、难处理的特点，经过常规污水处理技术处理后，往往很难实现达标排放，给畜禽养殖业主带来很大的困扰。

畜禽养殖废水处理工艺有很多种，但基本组合模式主要是厌氧处理系统、缺氧处理系统、好氧处理系统这三类系统的组合。如何简单、有效的提高这些组合处理工艺的处理效率，使其能够更加高效的处理畜禽废水，使最终出水能够达标排放，是目前畜禽养殖废水处理面临的一个重要难题。

微生物强化处理技术是一种可以在不改变污水处理流程和设施的情况下，通过人为在污水处理池中投加高效微生物菌种，改善污水处理系统中活性污泥中微生物的组成，并提高污泥活性，从而最终提高污水处理效率的一种简单、高效的方法。该技术之前已被应用于各类特殊工业废水的处理，如造纸废水、石化废水等，尚未见其应用于畜禽养殖废水处理。另外，过去使用微生物强化技术处理废水通常是在一个单一系统中使用，如在好氧系统中使用硝化细菌或芽胞杆菌等，未见其同时在污水处理的厌氧系统、缺氧系统和好氧系统的组合工艺中不同处理单元同时使用多种菌剂强化的情况。

发明内容

本发明的目的是提供了一种多级微生物强化提高畜禽养殖废水处理效率的方法，该方法通过不同处理单元(厌氧系统、间歇好氧、好氧系统)中投加不同种类的净水微生物制剂，强化污水处理效果，方法简单，易行。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种多级微生物强化提高畜禽养殖废水处理效率的方法，其主要特征是在畜禽养殖废水多级组合处理系统不同溶解氧浓度的处理单元中投加不同种类的净水微生物制剂，具体的说，是在污水处理厌氧系统中投加枯草芽胞杆菌、地衣芽胞杆菌、短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌、凝结芽胞杆菌、光合细菌的一种或几种；在间歇好氧系统中投加短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌、施氏假单胞菌、恶臭假单胞菌、乳酸菌、酵母菌、硝化细菌中的一种或几种组合；在好氧系统中投加枯草芽胞杆菌、地衣芽胞杆菌、短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌、凝结芽胞杆菌、硝化细菌、酵母菌中的一种或几种组合。其中，畜禽养殖废水多级组合处理系统包括以下四种常见的污水处理组合方式：(1)废水先经厌氧系统处理后，再经好氧系统处理；(2)废水先经厌氧系统处理后，再经厌氧或间歇好氧系统处理；(3)废水先经厌氧系统处理后，再经厌氧或间歇好氧系统处理，最后经好氧系统处理；(4)废水先经厌氧系统处理后，再经好氧或厌氧或间歇好氧系统处理，再经厌氧系统处理，最后经好氧或厌氧或间歇好氧系统系统处理；

所述的厌氧系统，其特征是指普通沼气池、沼气塔、厌氧膜生物反应池、厌氧生物膜反应池、UASB、IC、ABR、水解酸化池等畜禽养殖污水处理中常用厌氧系统中的一种。

所述的间歇好氧系统，其特征是指SBR、SBBR、CASS等畜禽养殖污水处理中常用间歇好氧系统中的一种。

所述的好氧系统，其特征是指曝气池、好氧生物接触氧化池、曝气生物滤池、好氧膜生物反应池、好氧移动床生物膜反应池等畜禽养殖污水处理中常用的好氧系统中的一种；

以上所述的在不同溶解氧浓度的处理单元中投加不同种类的净水微生物的方法，优选的，在厌氧系统中投加的净水微生物制剂为地衣芽胞杆菌(CCAM 080072)，短小芽胞杆菌(CCAM 080016)，蜡状芽胞杆菌(CCAM 080015)、凝结芽胞杆菌(CCAM 080038)、沼泽红假单胞菌(CCAM 080042)中的一种或几种的组合。

以上所述的方法中，优选的，在间歇好氧系统中投加的净水微生物制剂为蜡状芽胞杆菌(CCAM 080070)、施氏假单胞菌(CCAM 080041)、干酪乳杆菌(CCAM 080046)、白假丝酵母(CCAM 080083)、欧洲亚硝化单胞菌AT7(CCTCC NO:M2014202)中的一种或几种的组合。

以上所述的方法中，优选的，在好氧系统中投加的净水微生物制剂为枯草芽胞杆菌(CCAM 080068)、短小芽胞杆菌(CCAM 080016)、欧洲亚硝化单胞菌Nitrosomonas europaea AT7(CCTCC NO:M2014202)中的一种或几种的组合。所述的欧洲亚硝化单胞菌Nitrosomonas europaea AT7于2014年5月14日送至中国典型培养物保藏中心保藏，分类命名：欧洲亚硝化单胞菌Nitrosomonas europaea AT7，保藏编号：CCTCC NO:M2014202，地址：中国武汉武汉大学。

以上所述的方法中，优选的，在各个系统中，每种菌剂投加浓度为1×10⁴-1×10⁷cfu/ml，投加频次为第一周每隔一天投加一次，第一周共投加3次，以后第二周、第三周以后每周投加一次即可。后期长期运行过程中，如果活性污泥系统不出现异常冲击或一段时间停止运行(超过一周)等特殊情况，通常可以正常运行，不需要额外投加菌剂；当活性污泥系统出现冲击或系统停止正常运行一周以上，污水处理效率降低时，需要重复前述3周的投菌操作。

以上所述的方法中，优选的，为利用沼气塔，厌氧折流板反应池，厌氧生物膜反应池，SBR反应池，对猪场废水依次进行处理；沼气塔内投入短小芽胞杆菌(CCAM 080016)，蜡状芽胞杆菌(CCAM 080015)、凝结芽胞杆菌(CCAM 080038)，加入量分别为：1×10⁵cfu/ml，3×10⁵cfu/ml，1×10⁶cfu/ml；厌氧折流板反应池内投入地衣芽胞杆菌(CCAM 080072)和沼泽红假单胞菌(CCAM 080042)，加入量分别为1×10⁵cfu/ml，5×10⁵cfu/ml；厌氧生物膜反应池内投入地衣芽胞杆菌(CCAM 080072)和沼泽红假单胞菌(CCAM 080042)，加入量分别为1×10⁵cfu/ml，5×10⁵cfu/ml。SBR池内投加蜡状芽胞杆菌(CCAM 080070)、施氏假单胞菌(CCAM 080041)、干酪乳杆菌(CCAM 080046)、白假丝酵母(CCAM 080083)、欧洲亚硝化单胞菌AT7(CCTCC NO:M2014202)，加入量分别为2×10⁵cfu/ml，2×10⁴cfu/ml，1×10⁴cfu/ml，，1×10⁴cfu/ml，1×10⁵cfu/ml。菌剂的添加频次为第一周周一、周三、周五各投加一次，共投加三次，以后第二周、第三周以后每周投加一次即可。后期长期运行过程中，如果活性污泥系统不出现异常冲击或一段时间停止运行(超过一周)等特殊情况，通常可以正常运行，不需要再额外投加菌剂；当活性污泥系统出现冲击或系统停止正常运行一周以上，污水处理效率降低时，需要重复前述3周的投菌操作。

以上所述的方法中，优选的，为利用UASB池，曝气池依次处理牛场废水；UASB池中使用地衣芽胞杆菌(CCAM 080072)，短小芽胞杆菌(CCAM 080016)、凝结芽胞杆菌(CCAM 080038)，每种菌剂加入量分别为2×10⁵cfu/ml，1×10⁴cfu/ml，1×10⁶cfu/ml；好氧曝气池中使用枯草芽胞杆菌(CCAM 080068)、短小芽胞杆菌(CCAM 080016)、欧洲亚硝化单胞菌AT7(CCTCC NO:M2014202)，加入量分别为3×10⁵cfu/ml，1×10⁵cfu/ml，2×10⁴cfu/ml。菌剂的投加频次为第一周的周一、周三、周五分别投加一次，共投加三次，以后第二周、第三周以后每周投加一次即可。后期长期运行过程中，如果活性污泥系统不出现异常冲击或一段时间停止运行(超过一周)等特殊情况，通常可以正常运行，不需要额外投加菌剂；当活性污泥系统出现冲击或系统停止正常运行一周以上，污水处理效率降低时，需要重复前述3周的投菌操作。

与现有技术相比，本发明具备以下优点：

(1)本发明所使用的污水处理装置，均为本领域常用的处理装置或单元，均含有活性污泥。本发明是在现有常用的畜禽养殖废水组合处理单元的基础上，通过额外投入的微生物，进行多级强化处理畜禽养殖废水，可以使COD和BOD₅的去除率提高10-40％，氨氮和总氮去除率提高20-50％。

(2)本发明方法操作简单，便于推广应用；

(3)本发明方法相比其他增加污水处理流程或设置的方法而言，投入成本更低，更具经济性。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，本发明实施例所使用的污水处理单元，均为本领域公知的。

本发明实施例所用欧洲亚硝化单胞菌AT7(CCTCC NO:M2014202)保藏于中国典型培养物保藏中心，其余菌株均来自华中农业大学农业微生物种质及遗传资源保藏和利用中心，可在中国微生物菌种网(http://www.mum800.com/)查询或购买。如未特别说明，本发明的技术方案为本领域的常规方案。

实施例1：

一种多级微生物强化提高畜禽养殖废水处理效率的方法，包括以下步骤：

1)猪场废水先进入沼气塔(容积500m³，水力停留时间为7天，厌氧系统1)，沼气塔内投入短小芽胞杆菌(CCAM 080016)，蜡状芽胞杆菌(CCAM 080015)、凝结芽胞杆菌(CCAM 080038)，加入量分别为：1×10⁵cfu/ml，3×10⁵cfu/ml，1×10⁶cfu/ml。

2)沼气塔的出水进入厌氧折流板反应池(有效容积20m³，三级折流，水力停留时间为9.6小时，厌氧系统2)，厌氧折流板反应池内投入地衣芽胞杆菌(CCAM 080072)和沼泽红假单胞菌(CCAM 080042)，加入量分别为1×10⁵cfu/ml，5×10⁵cfu/ml。

3)厌氧折流板反应池的出水进入厌氧生物膜反应池(或称厌氧生物膜反应器，填料为尼农纤维丝，有效容积40m³，水力停留时间19.2小时，厌氧系统3)，厌氧生物膜反应池内投入地衣芽胞杆菌(CCAM 080072)和沼泽红假单胞菌(CCAM 080042)，加入量分别为1×10⁵cfu/ml，5×10⁵cfu/ml。

4)厌氧生物膜反应池的出水进入SBR反应池(有效容积150m³，水力停留时间为5天，间歇好氧系统)，该SBR池每8个小时一个运行周期，运行程序如下：进水30分钟，曝气4.5小时，静置2.5小时，排水30分钟。SBR反应池出水即可排放。SBR池内投加蜡状芽胞杆菌(CCAM 080070)、施氏假单胞菌(CCAM 080041)、干酪乳杆菌(CCAM 080046)、白假丝酵母(CCAM 080083)、欧洲亚硝化单胞菌AT7(CCTCC NO:M2014202)，加入量分别为2×10⁵cfu/ml，2×10⁴cfu/ml，1×10⁴cfu/ml，1×10⁴cfu/ml，1×10⁵cfu/ml。

所述的步骤1)～4)的加入菌剂频次为第一周周一、周三、周五各投加一次，共投加三次，随后第二周、第三周每周周一投加一次。

对照组：在本实施例中同一套污水处理系统中，以应用本发明方法之前正常运行的系统为对照组，该系统除不额外投加上述微生物外，其他污水运行参数条件与本实施例方法完全相同。

本实施例1所述污水处理系统为一个每天处理50吨猪场废水的污水处理系统，应用本发明方法之前一个月(对照组)和应用本发明方法之后一个月的进出水及各单元污染物去除效率，结果如表1和表2所示：

废水COD，BOD₅，TN，NH₄-N的去除效果如下(水质均为一个月均值)：

表1 对照组污水处理系统各阶段处理效率

表2 实施例1方法污水处理系统各阶段处理效率

使用本发明前后对比可以发现，该系统COD总去除率提高了11.8％，BOD₅总去除率提高了12.5％，NH₄-N去除率提高了33.2％，TN去除率提高了30.4％。使用本发明之前，该系统出水无法达标排放，使用本发明方法后各项指标均满足畜禽养殖废水排放标准(GBGB18596-2001)。

实施例2：

1)牛场废水先进入UASB池(厌氧系统，有效容积2500m³，水力停留时间为5天)，UASB池中使用地衣芽胞杆菌(CCAM 080072)，短小芽胞杆菌(CCAM 080016)、凝结芽胞杆菌(CCAM 080038)，每种菌剂加入量分别为2×10⁵cfu/ml，1×10⁴cfu/ml，1×10⁶cfu/ml。

2)UASB池出水进入曝气池(好氧系统，有效容积500m³，水力停留时间24小时，为微孔底曝方式，连续曝气))，曝气池出水经沉淀池沉淀后排放。好氧曝气池中使用枯草芽胞杆菌(CCAM 080068)、短小芽胞杆菌(CCAM 080016)、欧洲亚硝化单胞菌AT7(CCTCC NO:M2014202)，加入量分别为3×10⁵cfu/ml，1×10⁵cfu/ml，2×10⁴cfu/ml。

所述步骤1)～2)中菌剂的投加频次为第一周的周一、周三、周五分别投加一次，共投加三次，随后第二周、第三周周一分别投加一次。

对照组：在本实施例中同一套污水处理系统中，以应用本发明方法之前正常运行的系统为对照组，该系统除不额外投加上述微生物外，其他污水运行参数条件与本实施例方法完全相同。本实施例2所述污水处理系统为一个每天处理500吨奶牛场废水的污水处理系统，应用本发明方法之前一个月(对照组)和应用本发明方法之后一个月的进出水及各单元污染物去除效率结果如表3所示：

表3 奶牛场污水处理系统使用本发明前后系统处理效率对比(水质均为一个月均值)

使用本发明前后对比可以发现，该系统COD总去除率提高了20.7％，NH₄-N去除率提高了37.2％。使用本发明之前，该系统出水无法达标排放，使用本发明方法后COD和NH₄-N均满足畜禽养殖废水排放标准(GB GB18596-2001)。

Claims

1.一种多级微生物强化提高畜禽养殖废水处理效率的方法，其主要特征是在畜禽养殖废水多级组合处理系统不同溶解氧浓度的处理单元中投加不同种类的净水微生物制剂，具体的说，是在污水处理厌氧系统中投加枯草芽胞杆菌、地衣芽胞杆菌、短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌、凝结芽胞杆菌、光合细菌的一种或几种；在间歇好氧系统中投加短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌、施氏假单胞菌、恶臭假单胞菌、乳酸菌、酵母菌、硝化细菌中的一种或几种组合；在好氧系统中投加枯草芽胞杆菌、地衣芽胞杆菌、短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌、凝结芽胞杆菌、硝化细菌、酵母菌中的一种或几种组合；

其中，畜禽养殖废水多级组合处理系统包括以下四种常见的污水处理组合方式：（1）废水先经厌氧系统处理后，再经好氧系统处理；

（2）废水先经厌氧系统处理后，再经厌氧或间歇好氧系统处理；（3）废水先经厌氧系统处理后，再经厌氧或间歇好氧系统处理，最后经好氧系统处理；（4）废水先经厌氧系统处理后，再经好氧或厌氧或间歇好氧系统处理，再经厌氧系统处理，最后经好氧或厌氧或间歇好氧系统系统处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的厌氧系统，其特征是指普通沼气池、沼气塔、厌氧膜生物反应池、厌氧生物膜反应池、UASB、IC、ABR、水解酸化池畜禽养殖污水处理中常用厌氧系统中的一种；

所述的间歇好氧系统，其特征是指SBR、SBBR、CASS畜禽养殖污水处理中常用间歇好氧系统中的一种；

所述的好氧系统，其特征是指曝气池、好氧生物接触氧化池、曝气生物滤池、好氧膜生物反应池、好氧移动床生物膜反应池等畜禽养殖污水处理中常用的好氧系统中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，所述的净水微生物制剂每种菌剂投加浓度为1×10⁴-1×10⁷ cfu/ml，投加频次为第一周每隔一天投加一次，第一周共投加3次，以后第二周、第三周以后每周投加一次；后期长期运行过程中，如果活性污泥系统不出现异常冲击或一段时间停止运行，通常可以正常运行，不需要额外投加菌剂；当活性污泥系统出现冲击或系统停止正常运行一周以上，污水处理效率降低时，需要重复前述3周的投菌操作。

4.根据权利要求1所述的方法，为利用沼气塔，厌氧折流板反应池，厌氧生物膜反应池，SBR池，对猪场废水依次进行处理；沼气塔内投入短小芽胞杆菌CCAM 080016，蜡状芽胞杆菌CCAM 080015、凝结芽胞杆菌CCAM 080038，加入量分别为：1×10⁵cfu/ml，3×10⁵cfu/ml，1×10⁶cfu/ml；厌氧折流板反应池内投入地衣芽胞杆菌CCAM 080072和沼泽红假单胞菌CCAM 080042，加入量分别为1×10⁵cfu/ml，5×10⁵cfu/ml；厌氧生物膜反应池内投入地衣芽胞杆菌CCAM 080072和沼泽红假单胞菌CCAM 080042，加入量分别为1×10⁵cfu/ml，5×10⁵cfu/ml；SBR池内投加蜡状芽胞杆菌CCAM 080070、施氏假单胞菌CCAM 080041、干酪乳杆菌CCAM 080046、白假丝酵母CCAM 080083、欧洲亚硝化单胞菌AT7 CCTCC NO: M2014202，加入量分别为2×10⁵cfu/ml，2×10⁴cfu/ml，1×10⁴cfu/ml，1×10⁴cfu/ml，1×10⁵cfu/ml。

5.根据权利要求1所述的方法，为利用UASB池，曝气池依次处理牛场废水；UASB池中使用地衣芽胞杆菌CCAM 080072，短小芽胞杆菌CCAM 080016、凝结芽胞杆菌CCAM 080038，每种菌剂加入量分别为2×10⁵cfu/ml，1×10⁴cfu/ml，1×10⁶cfu/ml；好氧曝气池中使用枯草芽胞杆菌CCAM 080068、短小芽胞杆菌CCAM 080016、欧洲亚硝化单胞菌AT7 CCTCC NO: M2014202，加入量分别为3×10⁵cfu/ml，1×10⁵cfu/ml，2×10⁴cfu/ml。