CN109231745B - 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
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 (6)
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4-48h的钙化,之后用自来水进行洗涤,所得颗粒大小为0.5-3mm;
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);
所述的污泥为好氧污泥或厌氧污泥。
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12-48h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:所述反应器由时控开关(1)控制,自动运行。
4.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。
5.如权利要求1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6h,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,将所述的时控开关(1)的周期设置为24h,运行分为进水20min,曝气1400min,沉淀10-5min,排水10min和闲置。
6.如权利要求1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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