CN112062290A - 一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，属于废水处理技术领域。本发明的操作步骤如下：一、对地杆菌进行扩大培养及高硝酸盐废水适应性培养；二、将培养好的地杆菌和低浓度活性污泥同步、等质量比例投加到生物滤池中进行挂膜；三、维持生物滤池连续进水，直到生物膜挂膜完成。本发明通过将地杆菌进行高硝酸盐适应性培养并向反应器中投加的方式来增加地杆菌的丰度和细菌胞外聚合物，提高微生物生长速度、微生物活性和粘性，从而加快生物滤池处理高硝酸盐废水生物膜挂膜效率，并且形成的生物膜牢固、耐冲击负荷能力强，具有优异的废水处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体地说，涉及一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法。
背景技术
生物活性滤池是在反应器中设置一定高度的填料，以填料和其附着生长的微生物为处理介质，对污水中的污染物实现生物降解和吸附、物理过滤和吸附的作用。目前污水处理的生物活性滤池包括生物活性滤池、滴滤池、V型滤池、砂滤池等不同类型的反应器，生物活性滤池因运行管理简单、占地面积小、建设成本低、污泥产生量少等优点，在污水处理中得到了广泛应用。
生物滤池是通过自然进水挂膜或添加活性污泥辅助挂膜的方式完成启动。对于用于二级生物处理或者工业废水处理的生物滤池，存在处理高硝酸盐废水的情况，高硝酸盐对生物系统具有毒性，并影响生物膜的形成。生物挂膜一般有自然挂膜和添加活性污泥辅助挂膜两种形式。采用自然进水挂膜方式，使得生物滤池的启动周期大大延长，增加启动周期内氮排放量；采用添加活性污泥辅助挂膜方式，一方面会增加滤料堵塞的风险，另一方面，在滤池中完成对耐高浓度硝酸盐菌的驯化富集，使启动周期延长，调试难度加大。
经检索，专利申请号CN201910052896.0、公开日为2019年4月5日的发明专利公开了一种实现反硝化生物滤池快速启动的方法，通过使用羧甲基纤维素钠溶液预处理滤料以及添加化学药剂鼠李糖脂加快滤池启动。该方法的目的是使异养反硝化细菌和混合营养反硝化细菌更好地附着在滤料上，可处理普通市政污水，但其并未将菌群面向高硝酸盐废水做定向驯化，没有定向增加反硝化细菌的丰度；另一方面，该方法采用硫单质作为营养源为反硝化作用提供电子供体，也增加了出水含高浓度硫酸根的风险。专利申请号CN201910677131.6、公开日为2019年12月13日的发明专利公开了一种曝气生物滤池微生物启动方法，将营养剂和微量元素投加到硝化污泥中以富集培养硝化细菌，该方法是一种简便的细菌富集方法，能够在一定程度上缩短曝气生物滤池的启动时间，但是其菌种功能特异性、长期有效性以及脱氮效率比丰度高的特效单一的功能菌种弱。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有生物滤池处理高硝酸盐废水时生物膜挂膜效果不佳的问题，提供一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，综合考虑生物滤池特点以及工程实际情况等因素，向生物滤池中投加低浓度活性污泥复配高效菌剂，提高生物滤池处理高硝酸盐废水时挂膜效率，达到缩短生物滤池启动周期、加固生物膜、提高耐冲击负荷和脱氮效率的目的，解决了目前生物滤池中存在的处理高硝酸盐废水时生物膜挂膜效果不佳的问题。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明提供一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，包括以下步骤：
S100、在培养基中对地杆菌进行扩大培养，得到地杆菌菌悬液A；
S200、在含有硝酸盐的营养溶液中对菌悬液进行适应性培养，得到耐受高硝酸盐的地杆菌菌悬液B；
S300、将地杆菌菌悬液B与废水进行混合培养，得到耐受高硝酸盐废水的地杆菌菌悬液 C；
S400、将地杆菌菌悬液C、废水、活性污泥加入生物滤池中进行活性污泥的接种，使得地杆菌在生物滤池中形成生物膜；
在步骤S400中，包括，
向生物滤池中通入含有活性污泥的高硝酸盐废水，并同步加入S300中得到的地杆菌菌悬液C，维持生物滤池连续进水和反冲洗操作，直至生物膜挂膜完成；其中，生物滤池中装填有载体，在生物滤池的载体上进行活性污泥的接种，以加速生物膜的形成；投加活性污泥后高硝酸盐废水中的活性污泥的浓度为30-500mg/L；地杆菌菌悬液C的OD值为1.5-3，且地杆菌菌悬液C与活性污泥的质量比为1:1；高硝酸盐废水指含有高浓度硝酸盐的污水，污水中的硝酸盐浓度为50-150mg/L。
优选地，在S100步骤中，对地杆菌进行扩大培养时，向培养基中添加谷氨酸和葡萄糖，且在S200步骤中，对地杆菌进行适应性培养时，将S100制备得到的地杆菌菌悬液A加入到含有海藻酸钠、谷氨酸、葡萄糖和硝酸盐的营养溶液中进行培养；地杆菌菌悬液A的OD值为1.5-3。
优选地，在S300步骤中，包括
S301、将S200步骤中的营养溶液与高硝酸盐废水按照体积比1:1混合，得到混合溶液；将S200步骤中制备得到的地杆菌菌悬液B加入混合溶液中进行培养，得到地杆菌菌悬液C1；地杆菌菌悬液B的OD值为1.5-3；营养溶液中添加有海藻酸钠、谷氨酸、葡萄糖和硝酸盐，且营养溶液的硝酸盐浓度为50-150mg/L；
S302、将S301步骤中的地杆菌菌悬液C1加入到高硝酸盐废水中进行培养，得到耐受高硝酸盐废水的地杆菌菌悬液C。
优选地，在S400步骤中，投加的活性污泥总质量的计算公式为，
其中：
M为投加活性污泥总质量，kg；
A为单位体积滤料所需绝干污泥量，取0.5，kg/m3；
ρ为活性污泥密度，取1，kg/m3
V为滤料体积，m3；
C为活性污泥浓度，kg/m3；
其中，将所使用的活性污泥分为10份待使用活性污泥，每份待使用活性污泥的质量与活性污泥总质量之比为1:10，每次使用时投加1份所述待使用活性污泥；所使用的活性污泥为生活污水处理厂生化处理段缺氧池或厌氧池污泥，其浓度为3000-4000mg/L。
优选地，生物滤池中装填的载体为滤料，滤料为陶粒或者火山岩滤料。
优选地，生物膜挂膜过程中，连续进水时间为24-48小时，在连续运行24-48小时之后，停止进水，开启滤池反洗程序进行反洗，反洗顺序为气洗-气水洗-水洗，总反洗时间为25-35min。
优选地，生物膜挂膜过程中，生物滤池中的DO值为0-2mg/L，pH值为7.0-7.9，ORP值为-300～-100mV。
优选地，在S400步骤中，活性污泥和地杆菌菌悬液C的投加步骤为，
S401、将活性污泥等质量分为10份，地杆菌菌悬液C等质量分为10份，活性污泥与地杆菌菌悬液C的质量比为1:1；
S402、向生物滤池同步投加1份活性污泥和1份地杆菌菌悬液C，时间间隔为1次/d，持续7d；
S403、向生物滤池同步投加1份活性污泥和1份地杆菌菌悬液C，时间间隔为1次/2d，持续6d。
优选地，海藻酸钠的终浓度以质量体积百分比表示为2％-5％，谷氨酸的终浓度为10-30mg/L，葡萄糖的终浓度为50-150mg/L。
优选地，地杆菌(Geobactersp.)保藏在中国典型培养物保藏管理中心，保藏地址是武汉市珞珈山武汉大学，保藏日期为2014年5月15日，保藏编号为CCTCCAB2014145。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，向装载有载体的生物滤池中投加低浓度活性污泥复配高效菌剂，投加低浓度的活性污泥可以避免生物滤池中的滤料堵塞，影响挂膜效果；不仅如此，该高效菌剂在投加前利用含有硝酸盐的营养溶液和高硝酸盐废水进行适应性培养，可以加快挂膜效率；本发明综合考虑滤池特点以及工程实际情况等因素，缩短生物滤池启动周期、加固生物膜、提高耐冲击负荷和脱氮效率，解决了现有生物滤池处理高硝酸盐废水时生物膜挂膜效果不佳的问题。
(2)本发明的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，通过添加营养强化剂(谷氨酸等)以及在高浓度硝酸盐混合溶液中扩大培养地杆菌，可以使得到的生物膜在实际高浓度硝酸盐废水条件下保持较高的生物活性和硝态氮去除效率，从而提高生物滤池处理高硝酸盐废水的生物膜挂膜效率。
(3)本发明的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，菌种的适应性培养过程多阶段进行，首先采用营养溶液进行适应性培养，然后采用营养溶液与实际废水1:1混合溶液进行适应性培养，最后采用实际废水进行培养；本发明可以使地杆菌快速地完成从纯培养到实际工程的过渡，达到耐冲击能力强的效果。
(4)本发明的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，向生物滤池中投加低浓度活性污泥复配扩大培养后的地杆菌，不仅能够利用活性污泥这一复杂菌群的稳定性，丰富生物滤池中的微生物相，同时利用单一菌种的强降解性能，使生物滤池高效去除硝态氮；此外，地杆菌能够分泌胞外聚合物信号分子，增加微生物菌群胞外聚合物的分泌，促进菌群动态发育，加强菌种粘附力，提高耐冲击负荷能力，保证系统的稳定运行。
(5)本发明的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，在生物滤池启动过程中，活性污泥与地杆菌使用量均通过滤料体积进行计算，将总量分作十次投加，并且每次投加两者保持同步、等质量比例1:1投加；此设计不仅能够避免滤料堵塞，还可以利用活性污泥的粘附力、稳定性，使投加菌种不致流失，保证地杆菌的优势生态位，使其发挥特效功能。
(6)本发明的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，在菌种扩大培养和适应性培养过程中，采用营养溶液与实际废水混合并逐步提高实际废水比例进行培养的方式；在生物滤池启动过程中也并非采用细菌培养液，而是采用实际废水，使微生物直接在实际废水的有机物、硝态氮和微量元素环境中生长代谢，无需再经过从实验室纯培养到实际工程的过渡，达到耐冲击能力强的效果；本发明直接使高效硝酸盐降解菌附着在陶粒或者火山岩滤料上，大大缩短了生物滤池的启动时间。
(7)本发明的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，针对性强、操作方便、运行成本低，可用于市政生活污水二级生化处理以及工业废水深度处理领域，适应范围广，具有较高的工程应用价值。
具体实施方式
下文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。
实施例1
本发明的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，一般可以用于处理COD 浓度为50-500mg/L，硝态氮浓度为50-150mg/L，总磷浓度范围在1-5mg/L，温度为20℃-30℃的废水。本发明包括以下步骤：
S100、在培养基中对地杆菌进行扩大培养，得到地杆菌菌悬液A；对地杆菌进行扩大培养时，向培养基中添加谷氨酸和葡萄糖；其中，谷氨酸的终浓度为10-30mg/L，葡萄糖的终浓度为50-150mg/L；投加谷氨酸等营养强化剂可以使得到的生物膜在实际高浓度硝酸盐废水条件下保持较高的生物活性和硝态氮去除效率；
S200、在含有硝酸盐的营养溶液中对S100制备得到的地杆菌菌悬液A进行适应性培养，得到耐受高硝酸盐的地杆菌菌悬液B；进一步说明，对地杆菌菌悬液A进行适应性培养时，营养溶液中需要加入海藻酸钠、谷氨酸、葡萄糖和硝酸盐；其中，海藻酸钠的终浓度以质量体积百分比表示为2％-5％，谷氨酸的终浓度为10-30mg/L，葡萄糖的终浓度为50-150mg/L，地杆菌菌悬液A的OD值为1.5-3；
S300、将地杆菌菌悬液B与废水进行混合培养，得到耐受高硝酸盐废水的地杆菌菌悬液 C；以下对S300的混合培养进行进一步说明，详细步骤如下：
S301、将S200步骤中的营养溶液与高硝酸盐废水按照体积比1:1混合，得到混合溶液；将S200步骤中制备得到的地杆菌菌悬液B加入混合溶液中进行培养，得到地杆菌菌悬液C1；地杆菌菌悬液B的OD值为1.5-3；营养溶液中添加有海藻酸钠、谷氨酸、葡萄糖和硝酸盐，且营养溶液的硝酸盐浓度为50-150mg/L；
S302、将S301步骤中的地杆菌菌悬液C1加入到高硝酸盐废水中进行培养，得到耐受高硝酸盐废水的地杆菌菌悬液C；菌种的适应性培养过程多阶段进行，使地杆菌快速地完成从纯培养到实际工程的过渡，达到耐冲击能力强的效果；
S400、将地杆菌菌悬液C、废水、活性污泥加入生物滤池中进行活性污泥的接种，使得地杆菌在生物滤池中形成生物膜；进一步说明具体操作步骤：向生物滤池中通入含有活性污泥的高硝酸盐废水，并同步加入S300中得到的地杆菌菌悬液C，维持生物滤池连续进水和反冲洗操作，直至生物膜挂膜完成；生物滤池中装填有载体，在生物滤池的载体上进行活性污泥的接种，以加速生物膜的形成；其中，生物滤池中装填的载体为滤料，滤料为陶粒或者火山岩滤料，且滤料的有效比表面积≥2×104m2/g，堆积密度为0.7-1.0t/m3；投加活性污泥后高硝酸盐废水中的活性污泥的浓度为30-500mg/L；地杆菌菌悬液C的OD值为1.5-3，且地杆菌菌悬液C与活性污泥的质量比为1:1；高硝酸盐废水指含有高浓度硝酸盐的污水，污水中的硝酸盐浓度为50-150mg/L；活性污泥和地杆菌菌悬液C的投加步骤如下：
S401、将活性污泥等质量分为10份，地杆菌菌悬液C等质量分为10份，活性污泥与地杆菌菌悬液C的质量比为1:1；
S402、向生物滤池同步投加1份活性污泥和1份地杆菌菌悬液C，时间间隔为1次/d，持续7d；
S403、向生物滤池同步投加1份活性污泥和1份地杆菌菌悬液C，时间间隔为1次/2d，持续6d；
活性污泥与地杆菌使用量均通过滤料体积进行计算，其中投加的活性污泥总质量的计算公式为，
其中：
M为投加活性污泥总质量，kg；
A为单位体积滤料所需绝干污泥量，取0.5，kg/m3；
ρ为活性污泥密度，取1，kg/m3
V为滤料体积，m3；
C为活性污泥浓度，kg/m3；
其中，将所使用的活性污泥分为10份待使用活性污泥，每份待使用活性污泥的质量与活性污泥总质量之比为1:10，每次使用时投加1份所述待使用活性污泥；此设计不仅能够避免滤料堵塞，还可以利用活性污泥的粘附力、稳定性，使投加菌种不致流失，保证地杆菌的优势生态位，使其发挥特效功能；本发明使用的活性污泥可以为生活污水处理厂生化处理段缺氧池或厌氧池污泥，其浓度为3000-4000mg/L，也可以是实验室人工培养获得的活性污泥；进一步说明，所需要投加的地杆菌菌悬液C总质量的计算方式与活性污泥投加总质量的计算方式相同，其浓度为3000-4000mg/L，所需要投加的地杆菌菌悬液C的投加方式也与活性污泥的投加方式和投加频次相同；
生物膜挂膜过程中，连续进水时间为24-48小时，在连续运行24-48小时之后，停止进水，开启滤池反洗程序进行反洗，反洗顺序为气洗-气水洗-水洗，总反洗时间为25-35min。生物膜挂膜过程中，生物滤池中的DO值为0-2mg/L，pH值为7.0-7.9，ORP值为-300～-100mV。进一步说明，保持DO值、pH值和ORP值分别在上述区间范围内均会取得同等的效果，超出取值范围则会影响生物膜的挂膜效率。值得说明的是，当废水的碳氮比小于4时，需额外添加碳源以补充电子供体进行反硝化作用，可供选择的碳源种类有甲醇、乙酸钠、葡萄糖等，根据需要去除总氮的量以及进水BOD5量计算出需要投加的额外碳源量。
值得说明的是，在本发明中，地杆菌菌悬液A、地杆菌菌悬液B、地杆菌菌悬液C1以及地杆菌菌悬液C所使用的菌种为地杆菌(Geobactersp.)，该菌种保藏在中国典型培养物保藏管理中心，保藏地址是武汉市珞珈山武汉大学，保藏日期为2014年5月15日，保藏编号为 CCTCCAB2014145。向生物滤池中投加低浓度活性污泥复配扩大培养后的地杆菌，不仅能够利用活性污泥这一复杂菌群的稳定性，丰富生物滤池中的微生物相，同时利用单一菌种的强降解性能，使生物滤池高效去除硝态氮；此外，地杆菌(Geobactersp.)能够分泌胞外聚合物信号分子，促进菌群动态发育，加强菌种粘附力，提高耐冲击负荷能力，保证系统的稳定运行。
在本实施例中，具体的实验步骤如下：
S100、在充分灭菌消毒的环境中取出地杆菌1mL，移植于装有10mL培养基的试管中恒温培养，培养条件为：pH为7.5的胰蛋白胨大豆肉汤培养基，在30℃、120r/min转速的摇床下培养48h；将地杆菌转移到高压灭菌的、装有100mL液体培养基的锥形瓶内进行扩大培养，扩大培养的条件为：pH为7.5的胰蛋白胨大豆肉汤培养基，培养基中加入谷氨酸和葡萄糖，谷氨酸的终浓度为20mg/L，葡萄糖的终浓度为100mg/L，在30℃、120r/min转速的摇床下培养48h，得到地杆菌菌悬液A；
S200、扩大培养后，将地杆菌菌悬液A置于高硝酸盐环境中进行适应性培养；即，将OD值为2.0的地杆菌菌悬液A加入到500mL高压灭菌的、高硝酸盐营养溶液中，该营养溶液中含有浓度为4％的海藻酸钠、15mg/L的谷氨酸、100mg/L的葡萄糖以及75mg/L硝酸钠，在30℃、120r/min转速的摇床下培养24h，得到地杆菌菌悬液B；
S300、将OD值为2.0的地杆菌菌悬液B加入到500mL高压灭菌的营养溶液与硝酸盐浓度为75mg/L的废水体积比1:1混匀的混合溶液中进行培养，其中营养溶液含有4％的海藻酸钠、15mg/L的谷氨酸、100mg/L的葡萄糖以及75mg/L硝酸钠，在30℃、120r/min转速的摇床下培养24h，得到地杆菌菌悬液C1；取OD值为2.0的地杆菌菌悬液C1100mL，加入到500mL 高压灭菌的、含75mg/L硝酸盐的废水中进行培养，并在30℃、120r/min转速的摇床下培养 24h；
S400、在常温下，向装填好0.05m3陶粒滤料的生物滤池底部连续通入废水，其中废水的 COD浓度约为300mg/L，硝态氮浓度约为100mg/L，总磷浓度约为3.5mg/L，并从顶部出水渠连续出水；再向进水箱中投加初始浓度为3500mg/L的活性污泥和初始浓度为3500mg/L地杆菌菌悬液，使得投加后废水中的活性污泥和地杆菌菌悬液的浓度均为30mg/L；第一周投加频率为每天投加一次，第二周投加频率为每两天天投加一次；进水中的碳氮比小于4，则添加乙酸钠作为碳源补充，增大硝态氮去除量；
挂膜期间，在反应器连续运行48小时后，停止进水，开启滤池反冲洗程序进行反洗，其中气洗时间为8min，气水联合洗时间为10min，水洗时间为8min；生物滤池运行期间，维持反应器中的DO值在0-2mg/L、pH在7.0-7.9和氧化还原电位在-300～-100mV之间，直至生物膜挂膜完成。
实施例2
本实施例的具体内容同实施例1，其不同之处在于：在本实施例中，所处理的废水中的硝酸盐浓度为50mg/L。不仅如此，在S100步骤中，培养时所使用的培养基中，谷氨酸的终浓度为10mg/L，葡萄糖的终浓度为50mg/L。在S200步骤中，地杆菌菌悬液A的OD值为 1.5，适应性培养所使用的营养溶液中含有浓度为2％的海藻酸钠、10mg/L的谷氨酸、50mg/L 的葡萄糖以及50mg/L的硝酸钠。在S300中，所使用的营养溶液中含有浓度为2％的海藻酸钠、10mg/L的谷氨酸、50mg/L的葡萄糖以及50mg/L的硝酸钠，所使用的废水中的硝酸盐浓度为50mg/L。在S400中，向进水箱中投加初始浓度为3000mg/L的活性污泥和初始浓度为3000mg/L地杆菌菌悬液，使得投加后废水中的活性污泥和地杆菌菌悬液的浓度均为30mg/L。
挂膜期间，在反应器连续运行48小时后，停止进水，开启滤池反冲洗程序进行反洗，总反洗时间为25min，生物滤池运行期间，维持反应器中的DO值在0-2mg/L、pH在7.0-7.9和氧化还原电位在-300～-100mV之间，直至生物膜挂膜完成。
实施例3
本实施例的具体内容同实施例1，其不同之处在于：在本实施例中，所处理的废水中的硝酸盐浓度为150mg/L。不仅如此，在S100步骤中，培养时所使用的培养基中，谷氨酸的终浓度为30mg/L，葡萄糖的终浓度为150mg/L。在S200步骤中，地杆菌菌悬液A的OD值为 3，适应性培养所使用的营养溶液中含有浓度为5％的海藻酸钠、30mg/L的谷氨酸、150mg/L 的葡萄糖以及150mg/L的硝酸钠。在S300中，所使用的营养溶液中含有浓度为5％的海藻酸钠、30mg/L的谷氨酸、150mg/L的葡萄糖以及150mg/L的硝酸钠，所使用的废水中的硝酸盐浓度为150mg/L。在S400中，向进水箱中投加初始浓度为4000mg/L的活性污泥和初始浓度为4000mg/L地杆菌菌悬液，使得投加后废水中的活性污泥和地杆菌菌悬液的浓度均约为500mg/L。
挂膜期间，在反应器连续运行24小时后，停止进水，开启滤池反冲洗程序进行反洗，总反洗时间为35min，生物滤池运行期间，维持反应器中的DO值在0-2mg/L、pH在7.0-7.9和氧化还原电位在-300～-100mV之间，直至生物膜挂膜完成。
对比例1
本对比例的基本内容同实施例1，其不同之处在于：将生物滤池装填好0.05m3陶粒滤料，在进水箱中装入硝酸盐浓度为150mg/L的实际废水，采用蠕动泵连续向滤池内进水；向进水箱中投加2kg浓度为3000mg/L的活性污泥。观察滤料上方液位高度、滤料表面微生物生长状况以及出水硝酸盐浓度。滤料上方液位升高表明滤料中出现堵塞，导致滤池进水不畅通，若此时反冲洗，不仅会把多余的污泥冲刷掉，也会把黏附不牢固的生物膜一起冲刷出去，这样会延长微生物挂膜时间；另一方面，普通活性污泥在处理高浓度硝酸盐废水时，需要一定的适应时间，这样也会加长微生物挂膜，延长启动周期。
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。“质量、浓度、温度、时间、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，1-50的范围应理解为包括选自1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、 23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、 43、44、45、46、47、48、49、或50的任何数字、数字的组合、或子范围、以及所有介于上述整数之间的小数值，例如，1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、和1.9。关于子范围，具体考虑从范围内的任意端点开始延伸的“嵌套的子范围”。例如，示例性范围1-50的嵌套子范围可以包括一个方向上的1-10、1-20、1-30和1-40，或在另一方向上的50-40、50-30、50-20 和50-10。”。
Claims (10)
1.一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，包括以下步骤：
S100、在培养基中对地杆菌进行扩大培养，得到地杆菌菌悬液A；
S200、在含有硝酸盐的营养溶液中对所述菌悬液进行适应性培养，得到耐受高硝酸盐的地杆菌菌悬液B；
S300、将所述地杆菌菌悬液B与废水进行混合培养，得到耐受高硝酸盐废水的地杆菌菌悬液C；
S400、将所述地杆菌菌悬液C、废水、活性污泥加入生物滤池中进行活性污泥的接种，使得地杆菌在生物滤池中形成生物膜；
其特征在于，在所述步骤S400中，包括，
向所述生物滤池中通入含有活性污泥的高硝酸盐废水，并同步加入S300中得到的所述地杆菌菌悬液C，维持生物滤池连续进水和反冲洗操作，直至生物膜挂膜完成；
其中，所述生物滤池中装填有载体，在所述生物滤池的载体上进行活性污泥的接种，以加速生物膜的形成；
所述高硝酸盐废水中的活性污泥的浓度为30-500mg/L；
所述地杆菌菌悬液C的OD值为1.5-3，且地杆菌菌悬液C与活性污泥的质量比为1:1；
所述高硝酸盐废水指含有高浓度硝酸盐的污水，所述污水中的硝酸盐浓度为50-150mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，其特征在于：在所述S100步骤中，对地杆菌进行扩大培养时，向培养基中添加谷氨酸和葡萄糖，且
在所述S200步骤中，对地杆菌进行适应性培养时，将所述的S100制备得到的地杆菌菌悬液A加入到含有海藻酸钠、谷氨酸、葡萄糖和硝酸盐的营养溶液中进行培养；所述地杆菌菌悬液A的OD值为1.5-3。
3.根据权利要求1所述的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，其特征在于：在所述S300步骤中，包括，
S301、将所述S200步骤中的营养溶液与高硝酸盐废水按照体积比1:1混合，得到混合溶液；将所述S200步骤中制备得到的地杆菌菌悬液B加入所述混合溶液中进行培养，得到地杆菌菌悬液C1；所述地杆菌菌悬液B的OD值为1.5-3；所述营养溶液中添加有海藻酸钠、谷氨酸、葡萄糖和硝酸盐，且营养溶液的硝酸盐浓度为50-150mg/L；
S302、将所述S301步骤中的地杆菌菌悬液C1加入到高硝酸盐废水中进行培养，得到耐受高硝酸盐废水的地杆菌菌悬液C。
4.根据权利要求1所述的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，其特征在于：在所述S400步骤中，投加的活性污泥总质量的计算公式为，
其中：
M为投加活性污泥总质量，kg；
A为单位体积滤料所需绝干污泥量，取0.5，kg/m3；
ρ为活性污泥密度，取1，kg/m3
V为滤料体积，m3；
C为活性污泥浓度，kg/m3；
其中，将所使用的活性污泥分为10份待使用活性污泥，每份待使用活性污泥的质量与活性污泥总质量之比为1:10，每次使用时投加1份所述待使用活性污泥；
所述活性污泥为生活污水处理厂生化处理段缺氧池或厌氧池污泥，其浓度为3000-4000mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，其特征在于：所述生物滤池中装填的载体为滤料，所述滤料为陶粒或者火山岩滤料。
6.根据权利要求1所述的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，其特征在于：生物膜挂膜过程中，连续进水时间为24-48小时，在连续运行24-48小时之后，停止进水，开启滤池反洗程序进行反洗，反洗顺序为气洗-气水洗-水洗，总反洗时间为25-35min。
7.根据权利要求1所述的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，其特征在于：生物膜挂膜过程中，所述生物滤池中的DO值为0-2mg/L，pH值为7.0-7.9，ORP值为-300～-100mV。
8.根据权利要求1所述的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，其特征在于：在所述S400步骤中，活性污泥和地杆菌菌悬液C的投加步骤为，
S401、将活性污泥等质量分为10份，地杆菌菌悬液C等质量分为10份，所述活性污泥与地杆菌菌悬液C的质量比为1:1；
S402、向所述生物滤池同步投加1份活性污泥和1份地杆菌菌悬液C，时间间隔为1次/d，持续7d；
S403、向所述生物滤池同步投加1份活性污泥和1份地杆菌菌悬液C，时间间隔为1次/2d，持续6d。
9.根据权利要求2或3所述的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，其特征在于：所述海藻酸钠的终浓度以质量体积百分比表示为2％-5％，所述谷氨酸的终浓度为10-30mg/L，所述葡萄糖的终浓度为50-150mg/L。
10.根据权利要求1-8任意一项所述的一种提高生物滤池处理高硝酸盐废水挂膜效率的方法，其特征在于：所述地杆菌(Geobactersp.)保藏在中国典型培养物保藏管理中心，保藏地址是武汉市珞珈山武汉大学，保藏日期为2014年5月15日，保藏编号为CCTCC AB2014145。
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2020
- 2020-08-07 CN CN202010790237.XA patent/CN112062290A/zh active Pending
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