CN110002600A - 微生物菌落的培养方法、原位培养装置及废水治理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及原水生物预处理技术领域，具体涉及一种微生物菌落的培养方法、原位培养装置及废水治理方法，该微生物菌落的培养方法为利用废水培养适于处理所述废水的微生物菌落，包括(1)测定待处理废水的溶氧量；(2)取待处理废水加入营养药液，混匀，在温度为15‑35℃，搅拌速度为50‑100rpm的条件下培养5‑7天，期间控制培养液中的溶氧量为所述待处理废水溶氧量的±3mg/L以内，得含有微生物菌落的培养液，能够促进原水中的土著微生物菌落在生物反应器内生长的均匀性，提高生长效率，从而提高河道废水处理效率。

Description

微生物菌落的培养方法、原位培养装置及废水治理方法
技术领域
本发明涉及原水生物预处理技术领域，具体涉及一种微生物菌落的培养方法、原位培养装置及废水治理方法。
背景技术
随着社会经济的飞速发展和城市化进程的加快，大量工业废水、城镇污水、农业径流排入江河湖海，导致河道水流的水质日益恶化，由此引起的饮用水安全问题受到广泛关注，尤其是发展中国家，随着人口的增加和商业的不断发展，生活、生产废水量越来越大，但纳污能力又无法及时增加和改善，有部分的污水还是会以各种形式进入城市内流河道。近年来浮床技术、河道曝气装置、湿地技术、MBR膜生物反应器、硝化反硝化生物滤池等技术广泛应用在黑臭河道处理中。河道曝气配合其他处理工艺逐步改善河道水质，已成为黑臭河道主要的处理方法，然而其也存在河水异位处理，占地面积大，能耗高，成本高等缺点，而浮床和河道曝气设备在原位处理中效率较低且治理周期较长，同时普遍存在因冬季温度低、微生物活性低而导致处理效率低的现象。
例如，中国专利文献CN206736011A公开了一种种黑臭河道治理系统，包括依次设置的水质净化机、生化处理设备、曝气机和生物膜处理设备；污水通过水泵吸到水质净化机，然后通过污泥脱水装置进行泥水分离，分离过后的污水再流入微生物驯化箱，通过微生物对水体内的杂质进行分解，然后污水通过曝气机的作用，发生絮凝现象。本发明通过大流量的污水净化装置对污水源进行一级强化处理；移动微生物驯化设备可以在现场源源不断生产活性十足的微生物，根据河道的好氧和厌氧的具体情况，用不同菌种进行组合；并结合高压微生物投放设备对河道无死角的进行微生物的投放。通过高压高风量的纳米曝气系统对于缺氧的水体进行原位充氧；并给生物填料同时进行充氧，让微生物保持活力。然而，通过外加次生菌剂的方式来处理废水时，外加的次生菌种极有可能与河道土著微生物发生竞争，只能通过加大投加次生菌种和营养液的种类和用量来促进外加微生物菌种繁殖，同时也造成土著微生物菌落衰落，造成处理效率低，成本提高，资源浪费。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的通过外加次生菌剂处理废水时造成的处理效率低，成本提高，资源浪费缺陷，从而提供一种微生物菌落的培养方法、原位培养装置及废水治理方法。
本发明提供了一种微生物菌落的培养方法，利用废水培养适于处理所述废水的微生物菌落，包括，
(1)测定待处理废水的溶氧量；
(2)取待处理废水加入营养药液，混匀，在温度为15-35℃，搅拌速度为50-100rpm的条件下培养5-7天，期间控制培养液中的溶氧量为所述待处理废水溶氧量的±3mg/L以内，得含有微生物菌落的培养液。
所述营养药液包括质量比为(8-12)：(1-2)：(45-55)：200的硝酸钾、氯化钠、葡糖糖和水。
所述待处理废水与营养药液的用量比为1kg：40-60ml。
上述所述的培养方法制得的含有微生物菌落的培养液在治理河道废水中的应用。
本发明提供了一种河道废水的治理方法，取上述任一所述的培养方法制得的含有微生物菌落培养液，以0.01-0.02m3/m3·h的投加量投加到河道中，持续投加10-40天。
当待处理废水的温度低于10℃时，在每日上午9时至下午17时投加。
当待处理废水的温度低于10℃且高于4℃时，投加量优选为0.014-0.016m3/m3·h。
当待处理废水的温度低于4℃时，投加量为0.004-0.006m3/m3·h。
本发明提供还了一种微生物菌落的原位培养装置，包括加药池和生物反应器，所述加药池上设有进水口、加药口和药液出口，所述生物反应器上设有进液口和出液口，所述出液口与河道相连通，所述生物反应器连接有曝气装置、加热装置和混合装置，所述混合装置包括：
双层搅拌器，设置于所述生物反应器内，用于搅拌生物反应器内的液体，所述双层搅拌器上连接有驱动电机；
管道混合器，设置于与所述进液口连接的输送管道上，所述进液口通过输送管道分别与河道和药液出口相连通，所述管道混合器用于在流入生物反应器之前将原水和营养药液进行混合。
进一步地，所述管道混合器包括外壳和内壳，所述内壳的一端开设有供原水输入的第一入口，另一端开设有供混合后的液体输出的混合液出口，所述内壳的内腔沿原水流动方向依次设置有管径缩小段、喉管段和管径扩大段，所述内壳的喉管段开设有供营养药液输入的第二入口。
优选地，还包括：配水池，设有原水进水口和原水出水口，所述原水进水口与河道相连通，所述配水池内设置有液位计，所述进液口与所述原水出水口相连通。
进一步地，还包括：原水输送管，其一端与所述原水出水口相连通，另一端与所述第一入口相连通，所述原水输送管上设置有循环水泵；
混合管，其一端与所述混合液出口相连通，另一端与所述进液口相连通；
进液管，其一端与所述药液出口相连通，另一端与所述第二入口相连通，所述进液管上设置有加药泵。
优选地，所述进液口位于所述生物反应器靠近底部的侧壁上，所述出液口位于所述生物反应器靠近顶部的侧壁上。
进一步地，所述加热装置为电辅热太阳能循环热水供应机构，所述电辅热太阳能循环热水供应机构包括：
太阳能热水器，包括保温水箱、集热管和温度传感器；
电加热棒，设置于所述保温水箱内；
换热管，设置于所述生物反应器内，所述换热管的进水口通过热水进水管与所述保温水箱相连通，所述换热管的出水口通过回水管与所述保温水箱相连通。
优选地，所述生物反应器的底部设置有排泥管，所述排泥管上设置有排泥阀；
所述配水池的侧壁上和所述生物反应器的侧壁上分别连通有第一排空管和第二排空管。
进一步地，所述生物反应器的顶部敞口部覆盖有密封盖，所述密封盖上设置有排气口；
所述生物反应器内壁上覆盖有保温层，所述保温层位于背离所述生物反应器内壁的一侧设置有防水层。
优选地，包括用于装载配水池、加药池和生物反应器的集装箱，所述集装箱设置于所述配水池、加药池和生物反应器的外部；
所述集装箱上设置有进水口、出水口、排气口、排空口和排泥口，其中，所述集装箱的进水口与所述原水进水口相连通，所述集装箱的出水口与所述出液口相连通，所述集装箱的排气口与所述生物反应器的排气口相连通，所述集装箱的排空口分别与第一排空管和所述第二排空管相连通，所述集装箱的排泥口与所述生物反应器的排泥管出口相连通。
进一步地，所述集装箱外覆盖有隔音棉，所述集装箱两侧设置有吊耳。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的微生物菌落的培养方法，取待处理废水，加入营养药液，混匀，缓慢搅拌下培养，并通过控制温度为15-35℃，搅拌速度为50-100rpm，培养液中溶氧量为待处理废水中溶氧量的±3mg/L以内，培养时间为5-7天，原水的土著微生物菌落中适于上述培养条件的微生物得到快速生长，而不利于上述培养条件的微生物得到抑制，经过实践发现，将得到的微生物菌落输送至待处理河道，相比于从底泥中培养的微生物菌落或现有的脱氮菌剂，微生物菌落处理废水的适应性明显增强，河道废水的处理效率明显提高，资源得到充分利用，同时废水处理的成本显著降低。
2.本发明提供的微生物菌落的培养方法，通过选用(8-12)：(1-2)：(45-55)：200的硝酸盐、氯化钙、葡糖糖的混合物作为营养药液，能够筛选并促进待处理废水中适于处理废水的微生物的生长和繁殖，以促进具有更适合环境和更高污染物降解的微生物生长，进一步提高河道废水的处理效率。
3.本发明提供的微生物菌落的原位培养装置，采用的混合装置包括双层搅拌器和管道混合器，使用时先通过管道混合器对未经培养驯化的原水和营养药液进行预混，极大提高了原水与营养药液的混合均匀度，促进原水中的土著微生物菌落在生物反应器内生长的均匀性，提高生长效率，从而提高河道废水处理效率，而且结合双层搅拌器在生物反应器内进行缓慢搅拌，既能够更好地模拟河道环境，提高培养后微生物群落在后续废水处理过程中的适应能力，也能够改善搅拌力度过大对微生物菌落聚集生长的影响，双层搅拌器和管道混合器的结合使用，使得在维持原水和营养药液混合均匀性的基础上，可以控制减小双层搅拌器的搅拌力度而改善菌落结构遭受破坏的问题。
4.本发明提供的微生物菌落的原位培养装置，所述管道混合器包括外壳和内壳，所述内壳的进水口与所述原水输送管相连通，所述内壳沿原水流动方向依次设置有管径缩小段、喉管段和管径扩大段，所述进液管与所述内壳的喉管段相连通，该种管道混合器结构简单，成本低，混合效果好，由于内壳的内径先逐渐减小再逐渐增大，水流进入内壳后，在内径变化的管道内会发生分流、交叉混合和反向旋流三个作用，同时在内径最小处产生真空负压状态，使得加入的营养药液迅速、均匀地扩散到整个水体，达到瞬间混合的目的，提高水处理效果，节约能源。
5.本发明提供的微生物菌落的原位培养装置，现有的培养系统中，常在恒温发酵罐体内安装液位计的控制浮球来控制液位高度，而在长期的微生物吸附、较高浓度的营养物质和代谢产物的影响下，液位控制浮球容易出现腐蚀生锈、漏液现象，导致液位计常出现故障或失灵，增加维修成本，影响微生物菌种的培养驯化。本发明中，通过增设配水池，并在配水池内设置液位计，通过控制配水池中的水量来控制生物反应器中的水量，配水池中的微生物菌落、营养物质和代谢产物的量均大幅度低于生物反应器，不仅能够有效改善液位计的外环境，减少液位计中的控制浮球腐蚀生锈的情况出现，延长使用寿命，降低维修成本。
6.本发明提供的微生物菌落的原位培养装置，通过排泥管和排泥阀定期排出生物反应器中的污泥，以减少污泥对微生物菌落生长的影响；进一步地，通过第一排空管和第二排空管的设置可以定期将微生物培养过程中产生的气体排出，以防止气压增大而产生危险；进一步地，通过排气口的设置可以定点收集或排放厌氧反应生成的甲烷、硫化氢等有毒气体，避免随时随地排空造成环境污染；进一步地，通过生物反应器内壁上覆盖有保温层，能够起到保温的作用，通过保温层位于背离所述生物反应器内壁的一侧设置有防水层，能够避免保温层遇水浸湿后保温效果降低的情况发生，进一步地，本发明通过使用电辅热太阳能循环热水供应机构作为加热装置，通过太阳能热水器利用太阳能加热水体，然后将热水输送至换热管，通过换热管与生物反应器内的原水进行间接热交换，以维持生物反应器内适宜的温度，当太阳能热水器加热后水体温度较低时，通过电加热棒进一步加热，不仅降低成本，提高资源利用率，而且使水体温度达到要求，以便于更好地促进生物反应器内微生物的生长。
7.本发明提供的微生物菌落的原位培养装置，通过集装箱的设置，使得可以方便地将该原位培养装置放置于船上或车上，形成移动式原位培养装置，提高废水处理效率，此外，所述进液口位于所述生物反应器靠近底部的侧壁上，所述出液口位于所述生物反应器靠近顶部的侧壁上，可以通过溢流出液方式向河道内输入培养后的原水，即可以控制原水的输入流量和生物反应器出液流量相同，在此基础上，通过控制原水的输入流量和河道废水的处理时间，即可适应于对不同污染程度的原水进行处理，操作控制方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的培养微生物菌落的原位培养装置的一个具体实施方式的结构示意图；
图2是本发明提供的管道混合器的一种具体实施方式的结构示意图；
图3是本发明提供的集装箱的一种具体实施方式的结构示意图；
附图标记：
1、配水池；11、原水进水口；12、原水出水口；13、原水输送管；14、循环水泵；15、管道混合器；151、外壳；152、内壳；153、管径缩小段；154、喉管段；155、管径扩大段；156、第一入口；157、第二入口；158、混合液出口；16、进水泵；17、混合管；2、加药池；21、进水口；22、加药口；23、药液出口；24、进液管；25、加药泵；3、生物反应器；31、进液口；32、出液口；33、曝气管；331、通气管；332、曝气装置；4、双层搅拌器；41、驱动电机；5、排泥管；51、排泥阀；52、第一排空管；53、第二排空管；54、密封盖；55、排气口；6、换热管；61、热水进水管；62、回水管；7、集装箱。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
本发明提供的培养微生物菌落的原位培养装置，如图1所示，为微生物菌落的原位培养装置的一种具体实施方式，包括：配水池1、加药池2和生物反应器3，所述配水池1上设置有原水进水口11和原水出水口12，所述原水进水口11与河道相连通；所述加药池2上设置有进水口21、加药口22和药液出口23；所述生物反应器3上设置有进液口31和出液口32，所述进液口31分别与所述原水出水口12和所述药液出口23相连通，所述出液口32与河道相连通，所述生物反应器3连接有曝气装置332和加热装置和混合装置。所述混合装置包括：双层搅拌器4，设置于所述生物反应器3内，用于搅拌生物反应器3内的液体，所述双层搅拌器4上连接有驱动电机41；管道混合器15，设置于与所述进液口31连接的输送管道上，所述进液口31通过输送管道分别与河道和药液出口23相连通，所述管道混合器15用于在流入生物反应器3之前将原水和营养药液进行混合。
使用时先通过管道混合器15对未经培养驯化的原水和营养药液进行预混，极大提高了原水与营养药液的混合均匀度，促进原水中的土著微生物菌落在生物反应器3内生长的均匀性，提高生长效率，从而提高河道废水处理效率，而且结合双层搅拌器4缓慢搅拌，既能够更好地模拟河道环境，提高培养后微生物群落在后续废水处理过程中的适应能力，也能够改善搅拌对微生物菌落聚集生长的影响，双层搅拌器4与管道混合器15结合使用，有利于改善仅采用双层搅拌器4而使得力度过小混合不均匀或力度过大破坏菌落结构的问题。
作为管道混合器15的一种具体的实施方式，如图2所示，所述管道混合器15包括外壳151和内壳152，所述内壳152的内腔沿原水流动方向依次设置有管径缩小段153、喉管段154和管径扩大段155，所述内壳152的喉管段154开设有供营养药液输入的第二入口157，所述内壳152的一端开设有供原水输入的第一入口156，另一端开设有供混合后的液体输出的混合液出口158。由于内壳152的内径先逐渐减小再逐渐增大，水流进入内壳152后，在内径变化的管道内会发生分流、交叉混合和反向旋流三个作用，同时在内径最小处产生真空负压状态，使得加入的营养药液迅速、均匀地扩散到整个水体，达到瞬间混合的目的，提高水处理效果，节约能源。
具体地，所述管道混合器15与配水池1之间连通有原水输送管13，原水输送管13的一端与所述原水出水口12相连通，另一端与所述第一入口156相连通，所述原水输送管13上设置有循环水泵14，所述管道混合器15与生物反应器3之间连通有混合管17，所述混合管17的一端与所述混合液出口158相连通，另一端与所述进液口31相连通，所述循环水泵14用以将原水输送至管道混合器15与营养药液混合均匀后，将混合液输送至所述生物反应器3。所述管道混合器15与所述药液出口23之间连通有进液管24，进液管24一端与所述药液出口23相连通，另一端与所述第二入口157相连通，所述进液管24上设置有加药泵25，所述加药泵25用以将营养药液经所述进液管24输送至管道混合器15与原水进行混合。其中，原水输送管13和混合管17可以采用UPVC水管，进液管24可以采用PP管，通过管道混合器15的设置，能够在原水和营养药液进入生物反应器3培养之前先进行预混，极大提高了原水与营养药液的混合均匀度，促进原水中的土著微生物菌落在生物反应器3内生长的均匀性，提高生长效率，从而提高河道废水处理效率。
具体地，本实施例中，所述生物反应器3内均匀布置有曝气管33，所述曝气管33通过通气管331连通有曝气装置332，所述曝气装置332优选为罗茨风机。所述加热装置为电辅热太阳能循环热水供应机构，所述电辅热太阳能循环热水供应机构包括：太阳能热水器，包括保温水箱、集热管和温度传感器；电加热棒，设置于所述保温水箱内；换热管6，设置于所述生物反应器3内，所述换热管6的进水口21通过热水进水管61与所述保温水箱相连通，所述换热管6的出水口通过回水管62与所述保温水箱相连通。通过太阳能热水器利用太阳能加热水体，然后将热水输送至换热管6，通过换热管6与生物反应器3内的原水进行间接热交换，以维持生物反应器内适宜的温度，当太阳能热水器加热后水体温度较低时，可以通过电加热棒进一步加热，不仅降低成本，提高资源利用率，而且使水体温度达到要求，以便于更好地促进生物反应器内微生物的生长。
本实施例中，如图1所示，所述进液口31位于所述生物反应器3靠近底部的侧壁上，所述出液口32位于所述生物反应器3靠近顶部的侧壁上；以便于使培养后的原水以溢流出液的方式投加到河道中，对河道中的废水进行处理，溢流出液为不借助泵，而是当生物反应器内的水体高于出液口时自然从出液口流出的一种出液方式，溢流出液时，原水的输入流量和生物反应器出液流量相同，在此基础上，只要通过控制原水的输入流量和河道废水的处理时间，即可适应于对不同污染程度的原水进行处理，操作控制方便。
所述生物反应器3的底部设置有排泥管5，所述排泥管5上设置有排泥阀51，能够定时对微生物培养过程中产生的沉淀进行清理。所述配水池1的侧壁上和所述生物反应器3的侧壁上分别连通有第一排空管52和第二排空管53，能够定时排空，稳定气压。所述生物反应器3的顶部敞口部覆盖有密封盖54，所述密封盖54上设置有排气口55，好氧反应溢出的O2和CO2以及厌氧反应产生的CH4和H2S等气体可以通过排气口进行排放和收集。所述生物反应器3内壁上覆盖有保温层，所述保温层位于背离所述生物反应器3内壁的一侧设置有防水层，减少使用过程中生物反应器的散热，节能环保。
此外，生物反应器3内还设置有双层搅拌器4，用于搅拌生物反应器3内液体，所述双层搅拌器4上连接有驱动电机41，通过对生物反应器3内的原水与营养液的混合液体进行缓慢搅拌，不仅提高了原水与营养液混合均匀性，而且能够更好地模拟河道环境，提高培养后微生物群落在废水处理过程中的适应能力，提高水处理效果。
此外，如图3所示，所述配水池1、加药池2和生物反应器3的外部还设置有集装箱7，所述集装箱7上设置有进水口、出水口、排气口55、排空口和排泥口，其中，所述集装箱的进水口与所述原水进水口11相连通，所述集装箱的出水口与所述出液口32相连通，所述集装箱的排气口与所述生物反应器3的排气口55相连通，所述集装箱的排空口分别与第一排空管52和所述第二排空管53相连通，所述集装箱的排泥口与所述生物反应器3的排泥管5出口相连通。通过集装箱7的设置，使得可以方便地将该系统放置于船上或车上，形成移动式原位培养装置，提高废水处理效率。所述集装箱7外覆盖有隔音棉，减少处理过程中产生的噪音污染。所述集装箱7两侧设置有吊耳。
实施例1
待处理河道：冬季某地待处理河道，河道水量600m3，废水温度为8℃，溶氧量为4.7mg/L，水质为：TP为0.62mg/L，TN为9.7mg/L，NH3-N为6.3mg/L，CODcr为72mg/L。
微生物菌落的培养方法：检测上述待处理废水的溶氧量为4.7mg/L，通过进水泵将待处理废水抽送至配水池，同时称取适量硝酸钾、氯化钠、葡糖糖加入水中配置营养液，营养液中含有硝酸钾浓度为15g/L、葡萄糖浓度75g/L、氯化钙浓度为1.5g/L；当待处理废水的体积达到配水池体积的3/4时，停止进水泵。启动循环水泵，将待处理废水和营养药液通过原水输送管和进液管同时送至生物反应器，并通过管道混合器混匀，其中每1000g待处理废水中加入40mL营养药液，控制生物反应器内的温度为20℃，溶氧量为5mg/L，在搅拌速度为50rpm的条件下，对待处理废水中菌落进行培养，培养5天，废水中菌落结构稳定，得微生物菌落。
河道废水治理方法：选取河道上游某位置为投加点，向上述投加点待投加上述制得的微生物菌落，每日上午9时至下午17时以0.015m3/m3·h的流量，持续投加30天后，在距离投加点分别5m、10m、15m处分别测定废水水质，均达到V类水，水处理完毕。
废水处理模拟试验：采用6m3模拟河道小试装置进行废水处理模拟试验，该小试装置为顶部开口的长方体状钢体结构，长4m，宽1.5m，深1m，将待处理废水输入小试装置中，输入废水的体积占小试装置容积的1/2，该小试装置的一侧为进水端，另一侧为出水端，在进水端处连通有空气泵，用于将待处理废水向出水端输送，模拟真实河道的扰动状态，进水端和出水端均封闭设置。然后向上述小试装置内投加上述制得的微生物菌液，以0.01m3/m3·h的流量，持续投加10天。处理完毕后，检测处理后的水质情况，水质测定情况及处理成本分别见表1和2所示。
实施例2
待处理河道：冬季某地待处理河道，河道水量600m3，废水温度为8℃，溶氧量为4.7mg/L，水质为：TP为0.62mg/L，TN为9.7mg/L，NH3-N为6.3mg/L，CODcr 72mg/L。
微生物菌落的培养方法：检测上述待处理废水的溶氧量为4.7mg/L，通过进水泵将待处理废水抽送至配水池，同时称取硝酸钾、氯化钠加入水中配置营养液，营养液中含有硝酸钾浓度为15g/L、氯化钙浓度为1.5g/L；当待处理废水的体积达到配水池体积的3/4时，停止进水泵。启动循环水泵，将待处理废水和营养药液通过原水输送管和进液管同时送至生物反应器，并通过管道混合器混匀，其中每1kg待处理废水中加入50mL营养药液，控制生物反应器内的温度为20℃，溶氧量为5mg/L，在搅拌速度为50rpm的条件下，对待处理废水中菌落进行培养，培养7天，废水中菌落结构稳定，得微生物菌落。
河道废水治理方法：选取河道上游某位置为投加点，向上述待处理河道内投加上述制得的微生物菌落，每日上午9时至下午17时以0.015m3/m3·h的流量，持续投加45天，在距离投加点分别5m、10m、15m处分别测定废水水质，均达到V类水，水处理完毕。
废水处理模拟试验：采用6m3模拟河道小试装置进行废水处理模拟试验，该小试装置为顶部开口的长方体状钢体结构，长4m，宽1.5m，深1m，将待处理废水输入小试装置中，输入废水的体积占小试装置容积的1/2，该小试装置的一侧为进水端，另一侧为出水端，在进水端处连通有空气泵，用于将待处理废水向出水端输送，模拟真实河道的扰动状态，进水端和出水端均封闭设置。然后向上述小试装置内投加上述制得的微生物菌液，以0.01m3/m3·h的流量，持续投加19天。处理完毕后，检测处理后的水质情况，并估算实际河道的处理成本，结果见表1和2所示。
实施例3
待处理河道：夏季某地待处理河道，河道水量3000m3，河水温度为31℃，溶氧量为3.2mg/L，待处理废水水质为：DO为3.2mg/L，TP为0.23mg/L，TN为10.3mg/L，NH3-N为5.6mg/L，CODcr 91mg/L。
微生物菌落的培养方法：检测上述待处理废水的溶氧量为3.2mg/L，通过进水泵将待处理废水抽送至配水池，同时称取硝酸钾、氯化钠、葡糖糖加入水中配置营养液，营养液中含有硝酸钾浓度为15g/L、葡萄糖浓度75g/L、氯化钙浓度为1.5g/L；当待处理废水的体积达到配水池体积的3/4时，停止进水泵。启动循环水泵，将待处理废水和营养药液通过原水输送管和进液管同时送至生物反应器，并通过管道混合器混匀，其中每1000g待处理废水中加入60mL营养药液，控制生物反应器内的温度为28℃，溶氧量为5mg/L，在搅拌速度为50rpm的条件下，对待处理废水中菌落进行培养，培养5天，废水中菌落结构稳定，得微生物菌落。
河道废水处理方法：选取河道上游某位置为投加点，向上述待处理河道内投加上述制得的含有微生物菌落的培养液，以0.015m3/m3·h的流量，持续投加20天，在距离投加点分别5m、10m、15m处分别测定废水水质，均达到V类水标准，水处理完毕。
废水处理模拟试验：采用6m3模拟河道小试装置进行废水处理模拟试验，该小试装置为顶部开口的长方体状钢体结构，长4m，宽1.5m，深1m，将待处理废水输入小试装置中，输入废水的体积占小试装置容积的1/2，该小试装置的一侧为进水端，另一侧为出水端，在进水端处连通有空气泵，用于将待处理废水向出水端输送，模拟真实河道的扰动状态，进水端和出水端均封闭设置。然后向上述小试装置内投加上述制得的含有微生物菌落的培养液，以0.015m3/m3·h的流量，持续投加7天。处理完毕后，检测处理后的水质情况，并估算实际河道的处理成本，结果见表1和2所示。
实施例4
待处理河道：夏季某地待处理河道，河道水量3000m3，河水温度为31℃，待处理废水水质为：DO为3.2mg/L，TP为0.23mg/L，TN为10.3mg/L，NH3-N为5.6mg/L，CODcr 91mg/L。
微生物菌落的培养方法：检测上述待处理废水的溶氧量为3.2mg/L，通过进水泵将待处理废水抽送至配水池，同时称取硝酸钾、氯化钙加入水中配置营养液，营养液中含有硝酸钾浓度为15g/L和氯化钙浓度为1.5g/L的水溶液；当待处理废水的体积达到配水池体积的3/4时，停止进水泵。启动循环水泵，将待处理废水和营养药液通过原水输送管和进液管同时送至生物反应器，并通过管道混合器混匀，其中每1000g待处理废水中加入50mL营养药液，控制生物反应器内的温度为28℃，溶氧量为5mg/L，在搅拌速度为50rpm的条件下，对待处理废水中菌落进行培养，培养6天，废水中菌落结构稳定，得微生物菌落。
河道废水处理方法：选取河道上游某位置为投加点，向上述待处理河道内投加上述制得的含有微生物菌落的培养液，以0.015m3/h的流量，持续投加35天，在距离投加点分别5m、10m、15m处分别测定废水水质，均达到V类水标准，水处理完毕。
废水处理模拟试验：采用6m3模拟河道小试装置进行废水处理模拟试验，该小试装置为顶部开口的长方体状钢体结构，长4m，宽1.5m，深1m，将待处理废水输入小试装置中，输入废水的体积占小试装置容积的1/2，该小试装置的一侧为进水端，另一侧为出水端，在进水端处连通有空气泵，用于将待处理废水向出水端输送，模拟真实河道的扰动状态，进水端和出水端均封闭设置。然后向上述小试装置内投加上述制得的含有微生物菌落的培养液，以0.015m3/m3·h的流量，持续投加15天。处理完毕后，检测处理后的水质情况，并估算实际河道的处理成本，结果见表1和2所示。
对比例1
待处理河道：同实施例1中记载的待处理河道。
培养方法：采集上述待处理河道底泥10kg，加入硝酸钾浓度为0.5g、葡萄糖浓度2.5g、氯化钙浓度为0.05g，混匀，在温度为20℃下，搅拌速度为50rpm的条件下培养5天，控制溶解氧为4.7mg/L,得含有微生物菌落的培养液。
废水处理模拟试验：采用与实施例1中记载的废水处理模拟试验相同的方法，不同之处仅在于投加的含有微生物菌落的培养液不同，本对比例中向小试装置内投加本对比例制得的含有微生物菌落的培养液，以0.01m3/m3·h的流量，持续投加23天。处理完毕后，检测处理后的水质情况，并估算实际河道处理成本，结果见表1和2所示。
对比例2
待处理河道：同实施例1中记载的待处理废水。
微生物菌落的培养方法：采用与实施例1中记载的微生物菌落的培养方法相同的方法，不同之处仅在于，培养过程中，控制溶氧量为9mg/L，搅拌速度为100rpm。
废水处理模拟试验：采用与实施例1中记载的废水处理模拟试验相同的方法，不同之处在于向小试装置内投加本对比例制得的微生物菌液，以0.01m3/m3·h的流量，持续投加18天，测定水质情况，并估算实际河道的处理成本，结果见表1和2所示。
对比例3
待处理河道：同实施例3中记载的待处理废水。
现有市售的脱氮菌剂(厂家：佛山市碧沃丰生物科技股份有限公司，型号：除氮)
废水处理模拟试验：采用与实施例3中记载的废水处理模拟试验相同的方法，不同之处仅在于投加的为上述购买的脱氮菌剂，本对比例中向小试装置内投加上述菌剂，投加比为20mL/m3，8天后水质稳定。处理完毕后，检测处理后的水质情况，并估算实际河道处理成本，结果见表1和2所示。
表1实施例1-4及对比例1-3的废水处理后的水质情况
从表1中可以看出，相比于对比例1和对比例2，废水经本发明实施例1-4中的生物菌落经处理后，水质情况明显好转，达到或高于V类标准要求，说明采用本发明提供的微生物菌落的培养方法能够显著提高废水处理效率和处理效果。
表2实验例2-4及对比例1-3的废水处理成本对比结果
从表2中可以看出，相比于对比例3，采用本发明实施例3和4制得的生物菌落进行废水处理时，能够明显降低成本和能源消耗，提高资源利用率和处理效率，缩短处理时间；相对于对比例1和2，采用本发明实施例1和2制得的生物菌落进行废水处理时，能够明显降低成本和能源消耗，提高资源利用率和处理效率，缩短处理时间。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种微生物菌落的培养方法，其特征在于，利用废水培养适于处理所述废水的微生物菌落，包括，
(1)测定待处理废水的溶氧量；
(2)取待处理废水加入营养药液，混匀，在温度为15-35℃，搅拌速度为50-100rpm的条件下培养5-7天，期间控制培养液中的溶氧量为所述待处理废水溶氧量的±3mg/L以内，得含有微生物菌落的培养液。
2.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述营养药液包括质量比为(8-12)：(1-2)：(45-55)：200的硝酸钾、氯化钠、葡糖糖和水。
3.根据权利要求1或2所述的培养方法，其特征在于，所述待处理废水与营养药液的用量比为1kg：40-60ml。
4.根据权利要求1-3中任一所述的培养方法制得的含有微生物菌落的培养液在治理河道废水中的应用。
5.一种河道废水的治理方法，其特征在于，取权利要求1-3中任一所述的培养方法制得的含有微生物菌落培养液，以0.01-0.02m3/m3·h的投加量投加到河道中，持续投加10-40天。
6.根据权利要求5所述的治理方法，其特征在于，当待处理废水的温度低于10℃时，在每日上午9时至下午17时投加。
7.根据权利要求5或6所述的治理方法，其特征在于，当待处理废水的温度低于10℃且高于4℃时，投加量优选为0.014-0.016m3/m3·h。
8.根据权利要求5或6所述的质量方法，其特征在于，当待处理废水的温度低于4℃时，投加量为0.004-0.006m3/m3·h。
9.一种微生物菌落的原位培养装置，其特征在于，
配水池(1)，设有原水进水口(11)和原水出水口(12)，所述原水进水口(11)与河道相连通；
加药池(2)，设有进水口(21)、加药口(22)和药液出口(23)；
生物反应器(3)，设有进液口(31)和出液口(32)，所述进液口(31)分别与所述原水出水口(12)和所述药液出口(23)相连通，所述出液口(32)与河道相连通，所述生物反应器(3)连接有曝气装置(332)、加热装置和混合装置。
10.根据权利要求9所述的原位培养装置，其特征在于，所述混合装置包括双层搅拌器(4)，设置于所述生物反应器(3)内，用于搅拌生物反应器(3)内的液体，所述双层搅拌器(4)上连接有驱动电机(41)。
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