CN109231745A - 一种加速污泥颗粒化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种加速污泥颗粒化的方法，主要目的是通过加入固定化的AHL分泌细菌，利用群体感应机制使絮体污泥快速形成颗粒污泥。使用海藻酸钠‑氯化钙‑四氧化三铁体系固定化的铜绿假单胞菌，可以使铜绿假单胞菌在反应器内更加分散，同时便于分离，操作简便。降低直接投加药剂的成本同时降低絮体污泥颗粒化的启动时间，并且絮体活性也有一定提高。

Description

一种加速污泥颗粒化的方法
技术领域
本发明属于水处理应用领域，具体涉及一种加速污泥颗粒化的方法，主要目的是通过加入固定化的N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）分泌细菌，利用群体感应机制使絮体污泥快速形成颗粒污泥。
背景技术
自从活性污泥法诞生以来，生物技术广泛用于处理各种行业的废水。而且污泥颗粒化技术的出现，能够克服传统活性污泥工艺中存在的诸多问题，如反应器体积庞大、且需要后续的二沉池用以污泥沉淀和回流、容积负荷低、抗冲击能力弱、剩余污泥量大、易于出现污泥膨胀等。但是，污泥颗粒的形成受到很多因素影响，包括微生物生长及衰减以及底物的扩散等，非常复杂，这使得污泥颗粒化过程费时较长，往往要花费几个月的时间。
最新的研究发现，在污泥中的细菌生长过程中，会分泌一些信号分子，当细菌数目达到一定值，信号分子达到一定浓度时，能调控一些基因的表达，其中就包括胞外聚合物的基因表达。因此通过添加外源信号分子能促进胞外聚合物的生成，进而促进絮状污泥形成颗粒。假单胞菌为假单胞属，是一种革兰氏阴性菌，主要分泌高丝氨酸内酯类(AHL)群体感应信号分子。因此本发明选择的信号分子分泌菌为假单胞菌中的铜绿假单胞菌，产生的信号分子为N-3oxo-C12-HSL、C4-HSL，但是直接投入可能会产生菌种大量流失的现象。本发明的目的是通过投加已经固定化的铜绿假单胞菌，通过铜绿假单胞菌分泌的AHL，加速污泥颗粒化。
发明内容
针对活性污泥颗粒化时间长等问题，结合上述背景技术，本发明提供了一种新型培养颗粒污泥的方法，主要内容为：一种添加AHL分泌菌加速污泥颗粒化的方法。
本发明的技术方案如下：
在进行菌种固定化之前，首先对铜绿假单胞菌进行富集培养。本发明使用牛肉膏蛋白胨（NB）培养基，在25-30℃下培养12-48h使细菌富集到对数增长期；
在菌液中加入的0.5-3.5%海藻酸钠在无菌条件下搅拌，之后加入0.5-5%的粉末状α-Fe3O4，搅拌均匀后利用蠕动泵加入到1-10%的氯化钙溶液中，并在4℃条件下进行4-48h的钙化，之后用自来水进行洗涤，颗粒大小为0.5-3mm；
利用好氧活性污泥絮体对主体反应器进行接种，污泥浓度为2000-13000mg/L，进水使用市政污水；
加入反应器体积1-50%的包埋后的铜绿假单胞菌；
反应器运行采用序批式，下进上出，底部设有曝气装置，每次换水1/2-3/4，铜绿假单胞菌分散在反应器中，使絮体污泥快速颗粒化；
反应器运行7-15天后，开启电磁铁，置换新的包埋后的铜绿假单胞菌。
本发明的进一步改进是：加入了使用海藻酸钠-氯化钙-α-Fe3O4体系固定化的铜绿假单胞菌，使得信号因子在反应器内分布更加均匀，设置电磁铁装置可以使铜绿假单胞菌容易与污泥分离。
本发明的特点是：使用海藻酸钠-氯化钙-α-Fe3O4体系固定化的铜绿假单胞菌，可以使铜绿假单胞菌在反应器内更加分散，同时便于分离，操作简便，降低直接投加药剂的成本同时降低絮体污泥颗粒化的启动时间，并且絮体活性也有一定提高。
附图说明
图1为一种好氧污泥颗粒化反应器的示意图；
图2 为实施例1污泥颗粒化粒径变化曲线；
图3 为实施例2污泥颗粒化粒径变化曲线。
附图标记
1-时控开关；2-固定化铜绿假单胞菌；3-电磁铁；4-排水阀门；5-污泥；6-气体流量计；7-进水水箱；8-气泵；9-进水泵。
具体实施方式
以下结合附图并通过实例对本发明作进一步说明：
图1为一种污泥颗粒化反应器的示意图
建立污泥颗粒化反应器如图1所示，该污泥颗粒化反应器流程描述如下：
利用好氧活性污泥絮体5对主体反应器进行接种，污泥浓度为2000-13000mg/L，加入反应器体积1-50%的包埋后的铜绿假单胞菌2。污泥颗粒化反应器通过时控开关1自动运行，当反应器培养好氧颗粒污泥时每周期为6h，排水比为1/2-3/4，进水水箱7贮存的废水通过进水泵9进入反应器，底部利用气泵8通入空气，气量由气体流量计6控制，反应器运行分为进水20min，曝气300min，沉淀10-5min，排水10min和闲置。
当反应器培养厌氧颗粒污泥时，每周期为24h，排水比为1/2-3/4，进水水箱7贮存的废水通过进水泵9进入反应器，底部利用气泵8通入氮气，气量由气体流量计6控制，反应器运行分为进水20min，曝气1400min，沉淀10-5min，排水10min和闲置。
当反应器运行7-15天或需要分析泥样时开启电磁铁3，对铜绿假单胞菌2进行分离。
实施例1
使用本反应器培养好氧颗粒污泥，其中1#添加包埋后的铜绿假单胞菌，2#作为对照组，利用好氧活性污泥絮体对主体反应器进行接种，接种浓度为4000mg/L，进水为市政废水，进水COD约为300mg/L±100mg/L，反应器运行分为进水20min，曝气300min，沉淀10-5min，排水10min和闲置，两个反应器处理效果相同，但1#反应器污泥沉降性能和颗粒化程度明显优于2#反应器。具体运行数据见表1，污泥颗粒化粒径变化曲线见图2。
表1 实施例1的运行监测数据
实施例2
使用本反应器培养厌氧颗粒污泥，其中1#添加包埋后的铜绿假单胞菌，2#作为对照组，利用厌氧活性污泥絮体对主体反应器进行接种，接种浓度为11000mg/L，进水为淀粉废水，进水COD约为9000mg/L±1000mg/L，反应器运行分为进水20min，曝气1400min，沉淀10-5min，排水10min和闲置，1#反应器出水COD平均比2#反应器低300mg/L，而且1#反应器污泥无论是沉降性能和颗粒化程度明显优于2#反应器。具体运行数据见表2，污泥颗粒化粒径变化曲线见图3。
表2 实施例2的运行监测数据

Claims (7)

1.一种加速污泥颗粒化的方法，其特征在于：加入了固定化的铜绿假单胞菌（2）促进造粒；所述固定化的方法是在无菌条件下向菌液中加入0.5-3.5%的海藻酸钠并搅拌，之后加入0.5-5%的粉末状α-Fe3O4，搅拌均匀后利用蠕动泵加入到1-10%的氯化钙溶液中，并在4℃条件下进行4-48 h的钙化，之后用自来水进行洗涤，所得颗粒大小为0.5-3 mm。
2.如权利要求1所述的加速污泥颗粒化的方法，其特征在于：将接种的铜绿假单胞菌(2)在25-30℃下培养12-48 h至对数增长期。
3.如权利要求1所述的加速污泥颗粒化的方法，其特征在于：所述的铜绿假单胞菌（2）的固定化方法应用于适配反应器中；所述反应器的水处理流程采用下进上出模式；所述反应器包括时控开关（1）；固定化铜绿假单胞菌（2）；电磁铁（3）；排水阀门（4）；气体流量计（6）；进水水箱（7）；气泵（8）；进水泵（9）。
4.如权利要求3所述的加速污泥颗粒化的方法，其特征在于：所述反应器由时控开关（1）控制，自动运行。
5.如权利要求3所述的加速污泥颗粒化的方法，其特征在于：所述反应器中每周期的排水比为1/2-3/4，进水水箱(7)贮存的废水通过进水泵(9)进入反应器，底部利用气泵(8)通入气体，气量由气体流量计(6)控制。
6.如权利要求3所述的加速污泥颗粒化的方法，其特征在于：当反应器培养好氧颗粒污泥时，将所述的时控开关（1）的周期设置为6 h，运行分为进水20 min，曝气300 min，沉淀10-5 min，排水10 min和闲置；当反应器培养厌氧颗粒污泥时，将所述的时控开关（1）的周期设置为24 h，运行分为进水20 min，曝气1400 min，沉淀10-5 min，排水10 min和闲置。
7.如权利要求3所述的加速污泥颗粒化的方法，其特征在于：当反应器需要对外加固定化铜绿假单胞菌（2）进行分离时开启所述的电磁铁（3）。
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