CN105036312A - 一种高盐废水mbbr处理系统启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种高盐废水MBBR处理系统启动方法，包括填料挂膜、生物膜驯化、工艺参数优化步骤。本发明通过向MBBR反应器内接种适盐微生物菌剂进行悬浮填料的挂膜，该方法可以缩短适盐微生物成膜周期，加快系统启动速度，且MBBR反应器启动过程中反应器内盐浓度范围与废水盐浓度范围保持一致。采用本发明方法，可在盐浓度1%~10%条件下实现MBBR处理系统的快速启动。

Description

一种高盐废水MBBR处理系统启动方法

技术领域

本发明属于废水生化处理技术领域，具体涉及一种高盐废水MBBR处理系统启动方法，尤其是能直接在特定高盐度条件下实现高含盐有机废水MBBR处理系统的快速启动。

背景技术

高盐废水是目前处理难度极大的一类废水，且总量巨大并有逐年递增的趋势，总含盐量≥1%，有时甚至高达15%~30%，其广泛产生于化工、制药、制革、食品、采油、海产品加工、海水代用等众多工业实践中。此外，废水中还含有大量有毒有害、难降解有机物，若未经处理直接排放，势必会对水体生物、生活饮用水和工农业生产用水造成极大的破坏。物化法处理因其较高的能耗以及二次污染等问题而不及生化法，直接利用生化法处理高含盐废水，将大大降低企业的投资和运行成本。

高盐生化处理涉及活性污泥法及生物膜法，研究表明，生物膜法相对活性污泥法优势明显，将微生物通过不同的方式方法固着于特定载体或填料，不易随水流失，形成的高盐微生物菌群结构更加复杂、种类更加多样，处理效率及稳定性更高，在高盐废水处理领域具有较高的实用价值。然而，废水中的高含盐量一直制约着高盐生化处理技术的应用，对于如何在高盐体系下进行生化处理工艺的快速启动并保持高效运行，一直是相关科研技术人员、工程调试人员想要攻克的技术难点。

生物膜法的核心是如何快速高效的构建生物膜处理体系，即特定功能微生物如何成膜并快速附着于载体或填料上，进而完成生物膜工艺的快速启动。目前，对于高盐生物膜工艺的启动主要采用盐度梯级驯化的方式，即通过接种普通活性污泥，首先在低盐条件下进行填料初步挂膜，再通过逐步提升盐浓度至目标盐度的方式，完成微生物耐盐能力的提升、生物膜的增厚以及系统的稳定，进而实现高盐生物膜工艺的启动，其技术常常伴随启动周期长、抗盐度和有机负荷冲击性差、耐盐能力不足、处理效率不稳定等问题，尤其是当系统盐度提升至3%~5%以上时，往往会出现生物膜增长困难、填料或载体脱膜、出水变浑、处理能力下降等问题，最终导致启动异常缓慢或失败，大大增加了工程调试成本。

目前研究较多的生物膜工艺是生物接触氧化、生物滤池以及生物流化床等，对于新型的移动床生物膜反应器（MBBR）处理高盐废水的研究较少。MBBR是生物接触氧化和生物流化床的完美结合，形成的悬浮式生物膜，在提高系统生物量的同时，增强污染介质与微生物的接触，同时解决固定床生物膜法需定期反冲洗、清洗滤料和更换曝气器等复杂操作问题。然而，在实际应用过程中，发现悬浮填料挂膜周期长、启动速度慢等问题，对于高盐体系下的挂膜启动，更是困难，现阶段的研究也较少。MBBR高效运行的核心是悬浮填料的迅速挂膜，进而实现工艺的快速启动，目前主要通过盐度、有机负荷的梯级驯化，逐步挂膜，成膜周期相对较长，启动缓慢且不稳定，形成的高盐生物膜体系，仅能直接处理盐度低于5%的高盐废水，且处理效率不高，系统稳定性易受水质波动、操作条件等干扰，随着盐度的继续提升，填料将出现脱膜，功能微生物逐渐流失，使得MBBR工艺无法正常启动。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前高盐生物膜处理体系挂膜困难、启动周期长、耐盐能力不足、处理效率不高等问题，提出一种通过接种适盐微生物，强化微生物的成膜及耐盐水平，加快系统启动速度，直接在1%~10%的特定高盐度下实现MBBR处理系统的快速启动，并维持高效运转，拓宽高盐生化处理技术的适用范围。

本发明所指适盐微生物，是指适应高盐环境、且能够在高盐环境下正常生长代谢的微生物，包括嗜盐和耐盐的细菌、真菌、古菌、原生动物、后生动物及其它微生物。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高盐废水MBBR处理系统启动方法，其特点是：向MBBR反应器内接种适盐微生物菌剂进行悬浮填料的挂膜，MBBR反应器启动过程中反应器内盐浓度范围与废水盐浓度范围保持一致，具体启动方法按以下步骤实现：

（1）填料挂膜：结合具体高盐废水水质特征，投加相应的适盐微生物菌剂至MBBR反应器内，曝气使得填料刚好流化并与悬浮态的适盐微生物充分接触，闷曝24~48h；闷曝结束后，采用同步或异步的挂膜方式，低负荷小流量进水，并根据需要补充营养及微量元素；根据挂膜和出水情况调整排泥量和回流比，控制系统内的悬浮态微生物量，促进微生物成膜，进而实现MBBR处理系统的初步挂膜；

（2）生物膜驯化：待悬浮填料表面颜色发生变化，生物膜初步成型且COD去除率高于40%时，开始提高进水负荷，同时增大曝气量与搅动强度；根据生物膜增厚及出水情况调整负荷的提升比例，进而稳定高效的对生物膜进行驯化；

（3）工艺参数优化：在负荷提升、生物膜驯化过程中，会出现悬浮填料的正常与非正常脱膜，处理效果的波动，应结合出水水质、生物膜表观变化及镜检情况，对相关工艺参数进行调整和优化，以强化生物膜结构并稳定或提高处理水平，直接在特定盐度下实现MBBR处理系统的快速启动。

本发明所述的适盐微生物菌剂可以是现有技术中公开的任何一种适盐微生物菌剂，或者按现有技术方法制得的适盐微生物菌剂，优选按照专利申请号CN201310540099.X所述方法制备得到的适盐微生物菌剂。专利申请号CN201310540099.X所述发明提供了一种制备耐盐微生物菌剂的方法，实质上提供了一种制备包含嗜盐和耐盐微生物在内的微生物菌剂的制备方法。采用该发明方法，可在盐浓度1%~30%的盐浓度范围内直接制备适盐微生物菌剂。所制备的菌剂含有丰富的耐盐微生物和嗜盐微生物多样性。因此，在本发明方法中加入利用该方法制备的复合适盐微生物菌剂，能够强化MBBR工艺，缩短挂膜周期，加快启动速度，提高系统稳定性与处理效能。

本发明中MBBR反应器内投加的用于适盐微生物附着的悬浮填料采用聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯或其添加酶促剂、亲水基团的改性材质，其形状为中空圆柱体（同心正六边形筒，外部套置1个圆柱筒，正六边形筒之间以及正六边形筒与圆柱筒之间有支撑架连接，中间正六边形筒的外侧沿不同径向伸展许多尾翘，外部圆柱筒的横截面由多个圆弧首尾相连而成）或多孔旋转球体（分内外双层球体，外部为中空鱼网状球体，内部为旋转球体，外部空心球的中部沿整个周长有一道加固环）。

本发明所述一种高盐废水MBBR处理系统启动方法，进一步优选的技术方案是：直接在特定的高盐条件下进行MBBR处理系统的启动，进水盐度控制在1%~10%，且系统内盐浓度相应维持在1%~10%。

本发明所述一种高盐废水MBBR处理系统启动方法，进一步优选的技术方案是：系统内溶解氧为2.0~6.0mg/L、pH为6.0~9.0、水温为15~45℃。

采用本发明方法，通过接种适盐微生物菌剂，可以加快微生物的成膜速度并挂膜，缩短MBBR工艺的启动周期，提高生物膜菌群的多样性、丰富度及耐盐能力，能够用于更高盐度有机废水的处理且系统运行更加稳定。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

（1）利用适盐微生物菌剂，可直接在盐度1%~10%条件下进行MBBR处理系统的快速启动，并能够维持高效运行；

（2）利用本发明所述方法进行MBBR处理系统的启动，能够大幅拓宽现有MBBR工艺的应用范围并缩短调试周期，步骤简单，易于操作，具有广泛的实用性，是一种适用于各种高盐废水MBBR处理系统的启动方法。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围；此外，在理解本发明一种高盐废水MBBR处理系统启动方法和实施步骤下，能够做出大量的补充或改进，这些补充或改进也应当包含在本发明的保护范围之内。

实施例1，一种高盐废水MBBR处理系统启动方法：向MBBR反应器内接种适盐微生物菌剂进行悬浮填料的挂膜，MBBR反应器启动过程中反应器内盐浓度范围与废水盐浓度范围保持一致，具体启动方法按以下步骤实现：

（1）填料挂膜：结合具体高盐废水水质特征，投加相应的适盐微生物菌剂至MBBR反应器内，曝气使得填料刚好流化并与悬浮态的适盐微生物充分接触，闷曝24~48h；闷曝结束后，采用同步或异步的挂膜方式，低负荷小流量进水，并根据需要补充营养及微量元素；根据挂膜和出水情况调整排泥量和回流比，控制系统内的悬浮态微生物量，促进微生物成膜，进而实现MBBR处理系统的初步挂膜；

（2）生物膜驯化：待悬浮填料表面颜色发生变化，生物膜初步成型且COD去除率高于40%时，开始提高进水负荷，同时增大曝气量与搅动强度；根据生物膜增厚及出水情况调整负荷的提升比例，进而稳定高效的对生物膜进行驯化；

（3）工艺参数优化：在负荷提升、生物膜驯化过程中，会出现悬浮填料的正常与非正常脱膜，处理效果的波动，应结合出水水质、生物膜表观变化及镜检等情况，对相关工艺参数进行调整和优化，以强化生物膜结构并稳定或提高处理水平，直接在特定盐度下实现MBBR处理系统的快速启动。

实施例2，实施例1所述一种高盐废水MBBR处理系统启动方法中：所述适盐微生物菌剂采用专利申请号为201310540099.X所述方法制备得到。

实施例3，实施例1或2所述一种高盐废水MBBR处理系统启动方法中：所述悬浮填料为聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯或其添加酶促剂、亲水基团材质的中空圆柱体或多孔旋转球体。

实施例4，实施例1－3中任何一项所述一种高盐废水MBBR处理系统启动方法中：MBBR反应器进水盐浓度为1%~10%。

实施例5，实施例1－4中任何一项所述一种高盐废水MBBR处理系统启动方法中：溶解氧为2.0~6.0mg/L、pH为6.0~9.0、水温为15~45℃。

实施例6，实施例1－4中任何一项所述一种高盐废水MBBR处理系统启动方法中：溶解氧为4.0mg/L、pH为7.5、水温为25℃。

实施例7，一种高盐废水MBBR处理系统启动方法实验：

试验用水为某公司化工废水，盐度为1%~3%，具体通过以下步骤进行MBBR处理系统的启动：

步骤1：填料挂膜

（1）结合具体高盐废水水质特征，投加相应的适盐微生物菌剂至MBBR反应器内，接种浓度1000mg/L，曝气使得填料刚好流化并与悬浮态的适盐微生物充分接触，闷曝24h；

（2）闷曝结束后，采用同步或异步的挂膜方式，低负荷小流量进水，并根据需要补充营养及微量元素，控制体系内溶解氧2mg/L，pH6.0、水温45℃；

（3）根据挂膜和出水情况调整排泥量和回流比，控制系统内的悬浮态微生物量，促进微生物成膜并占据优势；在悬浮填料表面未形成生物膜的最初粘膜时，控制体系内悬浮态微生物浓度500mg/L，3d后可观察到悬浮填料颜色发生变化，表面有生物薄膜粘附，COD去除率58%，此时系统内的悬浮态微生物可以随出水全部排净，逐步构建高盐生物膜处理体系，也可维持一定的比例，逐步构建泥膜共生的高盐生化处理体系；此时，MBBR处理系统初步挂膜成功；

步骤2：生物膜驯化

逐步提高进水负荷，提升比例结合挂膜以及COD去除情况进行调整，同时增大曝气量和搅动强度，对生物膜进行驯化，使其不断增厚且保持系统处理水平稳定或有所提升，最终悬浮填料被生物膜完全覆盖，镜检可观察到生物膜结构密实、各类菌群交错相生；此时，挂膜启动完成；

步骤3：工艺参数优化

进一步提升负荷至目标值，对生物膜的处理性能和系统稳定性进行强化，在此过程中，会出现悬浮填料的正常与非正常脱膜、处理效果的波动等现象，此时应结合出水水质、生物膜表观变化及镜检等情况，对相关工艺参数进行调整和优化，如溶解氧、pH、水温、曝气强度、停留时间等，以进一步强化生物膜结构，直接在1%~3%盐度下实现MBBR处理系统的快速启动并稳定高效运行。

实施例8，一种高盐废水MBBR处理系统启动方法实验：

试验用水为某公司腌制废水，盐度为4%~6%，具体通过以下步骤进行MBBR处理系统的启动：

步骤1：填料挂膜

（1）结合具体高盐废水水质特征，投加相应的适盐微生物菌剂至MBBR反应器内，接种浓度1500mg/L，曝气使得填料刚好流化并与悬浮态的适盐微生物充分接触，闷曝36h；

（2）闷曝结束后，采用同步或异步的挂膜方式，低负荷小流量进水，并根据需要补充营养及微量元素，控制体系内溶解氧4mg/L，pH7.5、水温15℃；

（3）根据挂膜和出水情况调整排泥量和回流比，控制系统内的悬浮态微生物量，促进微生物成膜并占据优势；在悬浮填料表面未形成生物膜的最初粘膜时，控制体系内悬浮态微生物浓度800~1000mg/L，5d后可观察到悬浮填料颜色发生变化，表面有生物薄膜粘附，COD去除率47%，此时系统内的悬浮态微生物可以随出水全部排净，逐步构建高盐生物膜处理体系，也可维持一定的比例，逐步构建泥膜共生的高盐生化处理体系；此时，MBBR处理系统初步挂膜成功；

步骤2：生物膜驯化

逐步提高进水负荷，提升比例结合挂膜以及COD去除情况进行调整，同时增大曝气量和搅动强度，对生物膜进行驯化，使其不断增厚且保持系统处理水平稳定或有所提升，最终悬浮填料被生物膜完全覆盖，镜检可观察到生物膜结构密实、各类菌群交错相生；此时，挂膜启动完成；

步骤3：工艺参数优化

进一步提升负荷至目标值，对生物膜的处理性能和系统稳定性进行强化，在此过程中，会出现悬浮填料的正常与非正常脱膜、处理效果的波动等现象，此时应结合出水水质、生物膜表观变化及镜检等情况，对相关工艺参数进行调整和优化，如溶解氧、pH、水温、曝气强度、停留时间等，以进一步强化生物膜结构，直接在4%~6%盐度下实现MBBR处理系统的快速启动并稳定高效运行。

实施例9，一种高盐废水MBBR处理系统启动方法实验：

试验用水为某公司精细化学品生产废水，盐度为10%，具体通过以下步骤进行MBBR处理系统的启动：

步骤1：填料挂膜

（1）结合具体高盐废水水质特征，投加相应的适盐微生物菌剂至MBBR反应器内，接种浓度2000mg/L，曝气使得填料刚好流化并与悬浮态的适盐微生物充分接触，闷曝48h；

（2）闷曝结束后，采用同步或异步的挂膜方式，低负荷小流量进水，并根据需要补充营养及微量元素，控制体系内溶解氧6mg/L，pH9.0、水温25℃；

（3）根据挂膜和出水情况调整排泥量和回流比，控制系统内的悬浮态微生物量，促进微生物成膜并占据优势；在悬浮填料表面未形成生物膜的最初粘膜时，控制体系内悬浮态微生物浓度1000mg/L，7d后可观察到悬浮填料颜色发生变化，表面有生物薄膜粘附，COD去除率52%，此时系统内的悬浮态微生物可以随出水全部排净，逐步构建高盐生物膜处理体系，也可维持一定的比例，逐步构建泥膜共生的高盐生化处理体系；此时，MBBR处理系统初步挂膜成功；

步骤2：生物膜驯化

逐步提高进水负荷，提升比例结合挂膜以及COD去除情况进行调整，同时增大曝气量和搅动强度，对生物膜进行驯化，使其不断增厚且保持系统处理水平稳定或有所提升，最终悬浮填料被生物膜完全覆盖，镜检可观察到生物膜结构密实、各类菌群交错相生；此时，挂膜启动完成；

步骤3：工艺参数优化

进一步提升负荷至目标值，对生物膜的处理性能和系统稳定性进行强化，在此过程中，会出现悬浮填料的正常与非正常脱膜、处理效果的波动等现象，此时应结合出水水质、生物膜表观变化及镜检等情况，对相关工艺参数进行调整和优化，如溶解氧、pH、水温、曝气强度、停留时间等，以进一步强化生物膜结构，直接在10%盐度下实现MBBR处理系统的快速启动并稳定高效运行。

实施例7~9任何一项所述的一种高盐废水MBBR处理系统启动方法，系统内的悬浮填料选自聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯或添加酶促剂、亲水基团及其它改性材质的中空圆柱体或多孔旋转球体。

实施例7~9任何一项所述的一种高盐废水MBBR处理系统启动方法，其特征在于，MBBR反应器进水盐浓度为1%~10%，系统内也相应维持在1%~10%。

Claims (5)

1.一种高盐废水MBBR处理系统启动方法，其特征在于：向MBBR反应器内接种适盐微生物菌剂进行悬浮填料的挂膜，MBBR反应器启动过程中反应器内盐浓度范围与废水盐浓度范围保持一致，具体启动方法按以下步骤实现：

（1）填料挂膜：结合具体高盐废水水质特征，投加相应的适盐微生物菌剂至MBBR反应器内，曝气使得填料刚好流化并与悬浮态的适盐微生物充分接触，闷曝24~48h；闷曝结束后，采用同步或异步的挂膜方式，低负荷小流量进水，并根据需要补充营养及微量元素；根据挂膜和出水情况调整排泥量和回流比，控制系统内的悬浮态微生物量，促进微生物成膜，进而实现MBBR处理系统的初步挂膜；

（2）生物膜驯化：待悬浮填料表面颜色发生变化，生物膜初步成型且COD去除率高于40%时，开始提高进水负荷，同时增大曝气量与搅动强度；根据生物膜增厚及出水情况调整负荷的提升比例，进而稳定高效的对生物膜进行驯化；

（3）工艺参数优化：在负荷提升、生物膜驯化过程中，会出现悬浮填料的正常与非正常脱膜，处理效果的波动，应结合出水水质、生物膜表观变化及镜检情况，对相关工艺参数进行调整和优化，以强化生物膜结构并稳定或提高处理水平，直接在特定盐度下实现MBBR处理系统的快速启动。

2.根据权利要求1所述一种高盐废水MBBR处理系统启动方法，其特征在于：所述适盐微生物菌剂采用专利申请号为201310540099.X所述方法制备得到。

3.根据权利要求1所述一种高盐废水MBBR处理系统启动方法，其特征在于：所述悬浮填料为聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯或其添加酶促剂、亲水基团材质的中空圆柱体或多孔旋转球体。

4.根据权利要求1所述一种高盐废水MBBR处理系统启动方法，其特征在于：MBBR反应器进水盐浓度为1%~10%。

5.据权利要求1所述一种高盐废水MBBR处理系统启动方法，其特征在于：溶解氧为2.0~6.0mg/L、pH为6.0~9.0、水温为15~45℃。