CN106946360B - 生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法 - Google Patents

生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法，采用硫杆菌冻干菌粉对填料表面的大量附着、配合营养盐溶液使微生物迅速增殖积累、快速挂膜的方式缩短启动时间。所述快速挂膜启动方法具体包括：将营养盐溶液和流感菌冻干菌粉添加到生物滴滤除臭装置的循环水箱中，溶解，得混合溶液；用混合溶液循环喷淋填料，然后向生物滴滤除臭装置中通入待净化废气，即可。本方法较传统的自然挂膜方法比较，极大地缩短了生物滴滤除臭装置的挂膜启动时间，且稳定性和去除效率都有很大提高。

Description

生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法
技术领域
本发明涉及生物除臭技术领域，具体地，涉及一种生物滴滤除臭装置的挂膜启动方法。
背景技术
随着人民生活水平的提高和工业规模的不断壮大，所产生的城市生活污水和工业废水的处理量与日俱增，在处理生活污水和工业废水时某些处理单元会挥发出主要为硫化氢等的恶臭气体，如不采取措施处理，会严重污染周围环境及大气环境。
硫化氢是一种无机化合物，一般为无色的酸性气体，在低浓度时就会带有恶臭的气味，高浓度时可视为一种急性剧毒，对人体呼吸和神经系统有严重的影响。
为了避免环境污染，我国现阶段对城市污水处理厂和工厂的污水处理站的某些处理单元采取加盖后收集处理措施，通过引风系统收集挥发出的硫化氢等恶臭气体进行无害化处理，主要方式为通过生物滴滤塔内部填料表面附着的，以硫杆菌为优势菌群的微生物系统将硫化氢和其它恶臭分子转化为硫酸盐，并释放二氧化碳和水分子的过程。
为了能够高效处理硫化氢等恶臭气体，就需要生物滴滤塔内填料表面的微孔结构内附着大量的硫杆菌等能够代谢硫化氢的微生物，传统的做法是利用污水厂生物过滤池内的活性污泥添加到填料中，让其中的硫杆菌等菌株通过自然生长达到浓度要求，但是活性污泥中硫杆菌并非优势菌群，含量微少，而且硫杆菌又属自养菌株，生长缓慢，要想通过自然生长达到要求则需3～6个月的时间，这段时间一般称为生物滴滤除臭装置的启动时间。
为解决生物滴滤装置启动时间过长，利用硫杆菌的冻干菌粉为基础菌株，配合营养液使其在填料表面快速增殖代谢，实现快速挂膜，达到缩短启动时间的目的。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法，采用硫杆菌冻干菌粉对填料表面的大量附着、配合营养盐溶液使微生物迅速增殖积累、快速挂膜的方式缩短启动时间。
优选地，所述快速挂膜启动方法具体包括如下步骤：
A、将营养盐溶液和硫杆菌冻干菌粉添加到生物滴滤除臭装置的循环水箱中，溶解，得混合溶液；
B、用混合溶液循环喷淋填料，然后向生物滴滤除臭装置中通入待净化废气，即可。
优选地，所述硫杆菌冻干菌粉的制备包括：
将筛选驯化得到的高效硫杆菌菌株进行扩大培养的步骤；
将培养液低温冷冻离心，弃上清液的步骤；
离心后所得沉淀中加入冻干保护剂，再进行真空冷冻干燥的步骤。
优选地，所述硫杆菌包括氧化亚铁硫杆菌、脱氮硫杆菌、氧化硫硫杆菌的一种或多种。
更优选地，所述筛选驯化具体包括以下步骤：
S1、将含有硫杆菌的土壤或活性污泥添加到生物滴滤塔实验装置中通入目标气体进行驯化；
S2、根据去除效率检测结果和镜检菌胶团生长情况逐步提高通入目标气体的浓度；
S3、当对目标气体的去除效率达到一定程度且稳定后对生物滴滤实验装置中微生物进行筛选保藏；
所述目标气体包括硫化氢气体、二氧化硫气体。
更优选地，所述的低温冷冻离心步骤中，采用温度为4℃、转速为8000rpm以上进行离心。
更优选地，所述的冻干保护剂为质量分数为2％的脱脂乳；所述的真空冷冻干燥步骤具体采用温度-40℃以下、真空度20帕斯卡以下进行干燥。
采用冻干菌粉是将硫杆菌的生化培养液进行冷冻干燥处理得到，因普通的微生物培养液在成熟期后难以保存和运输，冻干菌粉是将微生物培养液通过冷冻干燥的方式得到高纯度的微生物菌体粉末，这样便于长期保存，保存期可达1～2年，同时也给运输带来极大方便，给大规模工业化应用带来便利。
采用冻干保护剂的作用是保护微生物在冷冻干燥过程中不会被水分结成的冰晶破坏细胞结构，保持微生物性状的一种手段。脱脂乳相比其它冻干保护剂具有价格低廉，挥发性低，保护细胞壁的效果好等优点。保护剂的用量一般根据试验确定，试验的确定因素包括微生物冻干存活率、成本、对冷冻保存的影响等等。若脱乳脂的质量分数不足2％则达不到冻干过程保护效果，死亡率过高，微生物损失严重；若脱乳脂的质量分数高于2％则会造成经济成本的浪费和冷冻保藏过程的微生物代谢衰亡。
优选地，所述硫杆菌冻干菌粉的浓度为108CFU/g以上，硫杆菌冻干菌粉的添加量为每立方米填料添加50～80g。硫杆菌冻干菌粉的添加量过高，废气去除率增加已不明显；添加量过低，则去除率明显降低。
优选地，步骤A中，所述营养盐溶液包括以下浓度的各组成成分：NH4Cl 2.4g/L；KH2PO4 1.2g/L；K2HPO4 1.2g/L；MgSO4·7H2O 0.2g/L；FeSO4·7H2O 0.01g/L；CaCl20.05g/L；Na2S2O4·5H2O 8g/L。
所述营养盐溶液中增加K2HPO4 1.2g/L的目的是和KH2PO4 1.2g/L配合形成PH缓冲液，防止微生物生长过程中PH波动太大；增加Na2S2O4·5H2O 8g/L的目的是在开始循环喷淋阶段(没有通入目标气体硫化氢时)为微生物的生长提供还原性硫元素作为营养和能源；加入上述两种物质可使微生物的挂膜效果显著提高，缩短进入稳定期的时间，去除效率也有显著提高。
优选地，步骤B中，所述混合溶液以15～20L/min的流速喷淋到填料表面，并循环3～5天。
优选地，所述填料包括活性炭、竹炭、陶粒、树皮，填料粒径短端10-25mm，长端30-60mm,比表面积在350m2/g以上。
优选地，所述步骤B中，通入待净化废气，2天后检测去除效率等相关指标。
优选地，所述生物滴滤除臭装置包括箱体、填料、循环喷淋系统和风系统。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明通过以硫杆菌冻干菌粉为基础的的挂膜方式以实现生物滴滤除臭装置的快速启动的目的，相比传统的挂膜启动方法可节约3～6个月的启动时间时间。
使微生物在填料表面附着生长，并经过微生物生长代谢出的胞外多糖粘结在一起形成膜，在膜的保护下微生物可以抵御外界不利环境影响，并通过膜吸收营养物质，形成一个相对稳定的微生态环境。当填料表面的微生物量达到一定规模后，即可对废气中的底物达到稳定的去除效果。但是去除硫化氢等含硫废气的主要菌株硫杆菌属自养微生物，本身生长代谢缓慢的特点，使得生物滴滤除臭装置的启动时间一般都在3～6个月甚至更长。而通过硫杆菌冻干菌粉的添加即可节省90％以上的微生物生长积累过程的时间，并且通过驯化的高效菌株对环境影响的抵抗性更高，适应性更强，对底物的扑捉和代谢速度更快。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
下述实施例中涉及的生物滴滤除臭装置包括箱体、循环喷淋系统、填料和风系统，其中箱体采用不锈钢制作的长3.2m，宽2m，高1.5m的箱体，循环喷淋系统水箱设计容量为1.2吨，正常满水量为1吨，填料载体采用直径0.8～1.0cm左右的多孔陶粒，孔隙率约48％，或采用平均粒径0.8～1.2cm的竹炭颗粒，孔隙率约50％，填料层厚度约1m。气体流速为6m3/h。
生物滴滤除臭装置启动阶段添加的微生物营养盐溶液为：NH4Cl 2.4g/L；KH2PO41.2g/L；K2HPO4 1.2g/L；MgSO4·7H2O 0.2g/L；FeSO4·7H2O 0.01g/L；CaCl2 0.05g/L；Na2S2O4·5H2O 8g/L。
实施例1
本实施例采用竹炭填料和经硫化氢气体驯化过的硫杆菌冻干菌粉。
所述硫杆菌冻干菌粉的制备包括：
将筛选驯化得到的高效硫杆菌菌株进行扩大培养的步骤；
将培养液低温冷冻离心，弃上清液的步骤；
离心后所得沉淀中加入冻干保护剂，再进行真空冷冻干燥的步骤。
所述硫杆菌包括氧化亚铁硫杆菌、脱氮硫杆菌、氧化硫硫杆菌的一种或多种。
所述筛选驯化具体包括以下步骤：
S1、将含有硫杆菌的土壤或活性污泥添加到生物滴滤塔实验装置中通入目标气体进行驯化；
S2、根据去除效率检测结果和镜检菌胶团生长情况逐步提高通入目标气体的浓度；
S3、当对目标气体的去除效率达到一定程度且稳定后对生物滴滤实验装置中微生物进行筛选保藏；
所述目标气体为硫化氢气体。
所述的低温冷冻离心步骤中，采用温度为4℃、转速为8000rpm以上进行离心。
更优选地，所述的冻干保护剂为质量分数为2％的脱脂乳；所述的真空冷冻干燥步骤具体采用温度-40℃以下、真空度20帕斯卡以下进行干燥。
本实施例涉及一种生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法，所述方法如下：
步骤1，根据生物营养盐溶液的浓度配比称取各物质并按顺序加入到循环水箱中，使之充分溶解。
步骤2，根据竹炭填料层高度算出填料体积，按照填料体积×50g/吨的量，向循环水箱中加入经硫化氢驯化的硫杆菌冻干菌粉，使之均匀溶解分散。
步骤3，打开循环水泵,调节流量为20L/min，运行5天后，通入180～200mg/m3硫化氢气体，通气2天后达到稳定状态，检测进出口的硫化氢气体浓度，经计算后硫化氢气体的去除率达到95％以上，多次检测比较去除率呈上升趋势。
实施例2
本实施例采用陶粒填料和经硫化氢气体驯化过的硫杆菌冻干菌粉。
所述硫杆菌冻干菌粉的制备方法与实施例1相同。
本实施例涉及一种生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法，所述方法如下：
步骤1，根据生物营养盐溶液的浓度配比称取各物质并按顺序加入到循环水箱中，使之充分溶解。
步骤2，根据陶粒填料层高度算出填料体积，按照填料体积×50g/吨的量，向循环水箱中加入经硫化氢驯化的硫杆菌冻干菌粉，使之均匀溶解分散。
步骤3，打开循环水泵,调节流量为20L/min，运行5天后，通入180～200mg/m3硫化氢气体，通气2天后达到稳定状态，检测进出口的硫化氢气体浓度，经计算后硫化氢气体的去除率达到95％以上，多次检测比较去除率呈上升趋势。
实施例3
本实施例采用竹炭填料和经二氧化硫气体驯化过的硫杆菌冻干菌粉。
所述硫杆菌冻干菌粉的制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于：所述目标气体为二氧化硫气体。
本实施例涉及一种生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法，所述方法如下：
步骤1，根据生物营养盐的浓度配比称取各物质并按顺序加入到循环水箱中，并使之溶解。
步骤2，根据竹炭填料层高度算出填料体积，按照填料体积×50g/吨的量，向循环水箱中加入经二氧化硫驯化的硫杆菌冻干菌粉，并使之均匀溶解分散。
步骤3，打开循环水泵,调节流量为20L/min，运行5天后，通入130～150mg/m3二氧化硫气体，通气2天后达到稳定状态，检测进出口的二氧化硫气体浓度，经计算后二氧化硫气体的去除率达到90％以上，多次检测比较去除率呈上升趋势。
实施例4
本实施例采用陶粒填料和经二氧化硫气体驯化过的硫杆菌冻干菌粉。
所述硫杆菌冻干菌粉的制备方法与实施例3相同。
本实施例涉及一种生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法，所述方法如下：
步骤1，根据生物营养盐的浓度配比称取各物质并按顺序加入到循环水箱中，并使之溶解。
步骤2，根据陶粒填料层高度算出填料体积，按照填料体积×50g/吨的量，向循环水箱中加入经二氧化硫驯化的硫杆菌冻干菌粉，并使之均匀溶解分散。
步骤3，打开循环水泵,调节流量为20L/min，运行5天后，通入130～150mg/m3二氧化硫气体，通气2天后达到稳定状态，检测进出口的二氧化硫气体浓度，经计算后二氧化硫气体的去除率达到90％以上，多次检测比较去除率呈上升趋势。
对比例1
本对比例采用竹炭填料和污水池活性污泥。
本对比例涉及一种生物滴滤除臭装置的传统挂膜启动方法，所述方法如下：
步骤1，按照NH4Cl 2.64g/L；KH2PO4 1.36g/L；MgSO4·7H2O 0.2g/L；FeSO4·7H2O0.01g/L；NaCl 5g/L的浓度向循环水箱加入无机盐，并使之充分溶解。
步骤2，向竹炭填料中间层加入活性污泥，添加量约每米填料高度添加5～7cm厚，尽量分散搅拌均匀。
步骤3，打开循环水泵,调节流量为40L/min，设定每小时循环水泵开启30秒，通入180-200mg/m3硫化氢气体，通气3个月后达到初步稳定状态，检测进出口的硫化氢气体浓度，经计算后硫化氢气体的去除率在76％～80％间波动。
对比例2
本对比例采用竹炭填料和污水池活性污泥。
本对比例涉及一种生物滴滤除臭装置的传统挂膜启动方法，所述方法如下：
步骤1，按照NH4Cl 2.64g/L；KH2PO4 1.36g/L；MgSO4·7H2O 0.2g/L；FeSO4·7H2O0.01g/L；NaCl 5g/L的浓度向循环水箱加入无机盐，并使之混合均匀。
步骤2，向竹炭填料中间层加入活性污泥，添加量约每米填料高度添加5～7cm厚，尽量分散搅拌均匀。
步骤3，打开循环水泵,调节流量为40L/min，设定每小时循环水泵开启30秒，通入130～150mg/m3二氧化硫气体，通气3个月后达到初步稳定状态，检测进出口的硫化氢气体浓度，经计算后硫化氢气体的去除率在60％～70％间波动。
综上所述，通过上述实施例1～4与对比例1～2进行比对，可知采用本发明方法可使生物滴滤除臭装置对硫化氢、二氧化硫等气体的去除效率明显提高，极大地缩短了生物滴滤除臭装置的启动时间。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (3)

1.一种生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法，其特征在于，采用硫杆菌冻干菌粉对填料表面的大量附着、配合营养盐溶液使微生物迅速增殖积累、快速挂膜的方式缩短启动时间；所述快速挂膜启动方法具体包括如下步骤：
A、将营养盐溶液和硫杆菌冻干菌粉添加到生物滴滤除臭装置的循环水箱中，溶解，得混合溶液；
B、用混合溶液循环喷淋填料，然后向生物滴滤除臭装置中通入待净化废气，即可；
步骤A中，所述硫杆菌冻干菌粉的制备包括：
将筛选驯化得到的高效硫杆菌菌株进行扩大培养的步骤；
将培养液低温冷冻离心，弃上清液的步骤；
离心后所得沉淀中加入冻干保护剂，再进行真空冷冻干燥的步骤；
所述的冻干保护剂为质量分数为2%的脱脂乳；
所述的低温冷冻离心步骤中，采用温度为4℃、转速为8000rpm以上进行离心；所述的真空冷冻干燥步骤具体采用温度-40℃以下、真空度20帕斯卡以下进行干燥；
所述硫杆菌冻干菌粉的浓度为108CFU/g以上，硫杆菌冻干菌粉的添加量为每立方米填料添加50～80g；
步骤A中，所述营养盐溶液包括以下浓度的各组成成分：NH4Cl 2.4g/L；KH2PO4 1.2g/L；K2HPO4 1.2g/L；MgSO4·7H2O 0.2g/L；FeSO4·7H2O 0.01g/L；CaCl2 0.05g/L；Na2S2O4·5H2O8g/L；
步骤B中，所述混合溶液以15～20L/min的流速喷淋到填料表面，并循环3～5天；
步骤B中，通入待净化废气，通气2天后达到稳定状态。
2.根据权利要求1所述的生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法，其特征在于，所述筛选驯化具体包括以下步骤：
S1、将含有硫杆菌的土壤或活性污泥添加到生物滴滤塔实验装置中通入目标气体进行驯化；
S2、根据去除效率检测结果和镜检菌胶团生长情况逐步提高通入目标气体的浓度；
S3、当对目标气体的去除效率达到95%且稳定后对生物滴滤实验装置中微生物进行筛选保藏；
所述目标气体包括硫化氢气体、二氧化硫气体。
3.根据权利要求1所述的生物滴滤除臭装置的快速挂膜启动方法，其特征在于， 所述填料包括活性炭、竹炭、陶粒、树皮，填料比表面积在350m2/g以上。
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