CN113443783A - 利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法 - Google Patents

利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于垃圾处理技术领域，公开了一种利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，将新鲜的垃圾渗滤液收集到的塑料贮液罐中，加盖密封，室温放置，进行预处理；采用NaOH溶液将预处理后的渗滤液进行pH值调节；将活化后的类干酪乳杆菌液体菌剂加入到所述渗滤液中，采用通气管与漩涡式气泵连接后放入渗滤液中进行通气处理，采用时控电源对通气时间进行控制，并进行间歇式曝气处理。利用本发明的技术对新鲜的垃圾渗滤液预处理后，渗滤液颜色从黑色变为灰白色，恶臭的气味明显变淡；污染物指标COD、BOD5、氨氮均有下降，其中氨氮降幅达到20％以上，通过预处理后降低渗滤液中的污染物浓度，为后续进一步处理提高效率。

Description

利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法
技术领域
本发明属于垃圾处理技术领域，尤其涉及一种利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法。
背景技术
垃圾渗滤液是垃圾在堆放过程中经雨水、地表水和地下水浸泡后渗出的污水。具有生物降解性难、金属含量高、生物累积性和三致效应等特点，是极难处理的高浓度有机废水。目前，国内外渗滤液处理步骤通常可以按照“预处理—生物处理—深度处理”进行，预处理和深度处理通常采用物理化学法，生物处理分为厌氧和好氧生物处理。其中物理化学法主要采用氨吹脱、化学沉淀、吸附、混凝、化学氧化和膜分离法等。物理化学法对渗滤液处理效果较好，但运行成本以及基建费用较高，尤其是采用的膜分离技术，虽然去除污染物的效果显著，但其维护清洗成本偏高，而且垃圾渗滤液成分复杂，有机物含量高，膜的使用寿命会受到严重影响，这也造成投资费用偏高的问题。
针对处理成本过高以及前期污染物浓度高等问题，国际上兴起了一种应用微生物强化技术进行前端预处理，该技术是通过添加特定功能的微生物来改变垃圾渗滤液中的微生物体系，降低污染物浓度后再采用物理化学法进行后端处理，达到降低成本，提高处理效率的目的。利用微生物强化技术与传统的生物治理技术相结合方式来处理垃圾渗滤液突破了过去传统生物处理反应器的微生物菌种靠活性污泥进行培养或驯化的低效模式，是目前污水生物处理技术极具发展潜力的方向之一。目前，在实际应用过程中很多处理的企业选择的微生物菌剂均为复合型微生物菌剂，如丁雪梅利用生物强化技术与传统的生物治理技术相结合的方式对垃圾渗滤液进行处理，结果表明：菌剂不仅能够提高活性污泥系统和生物膜系统中和的去除率，而且能够缩短系统启动时间。叶晓玫利用复合微生物技术对垃圾渗滤液主要污染指标进行降解，菌液对毒性大的高浓度垃圾渗滤液处理效果明显，主要指标的去除率达到46％-51％。娄保锋等人应用有效微生物对高浓度有机工业废水进行处理实验，初步探讨了影响有效微生物工业废水处理的几个重要因素及其特点。
类干酪乳杆菌(Lactobacillusparacasei)属于乳杆菌属中的干酪乳杆菌组群。类干酪乳杆菌具有很强的耐酸、耐NaCl及耐胆汁盐能力，某些菌株还具有较强的抗氧化活性和免疫活性。类干酪乳杆菌除具有益生菌特性，还能够产生抑菌活性物质细菌素，因此该菌在食品以及保健品行业应用较广，尚未见到将该菌株应用于垃圾渗滤液处理的相关报道。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)现有利用微生物技术对渗滤液进行强化处理的案例中，渗滤液原液的污染物浓度并不是很高，COD的浓度绝大多数在1万毫克/L以内。针对高浓度COD的渗滤液处理上的应用技术尚未见报道本发明。
(2)现有微生物强化处理案例中均采用复合微生物菌剂，复合微生物菌剂由于是由多种微生物组合而成，在每一次的培养制备过程中由于微生物种类较多，其生长情况较难控制，导致每次处理的结果波动较大，稳定性不高。本发明
本发明解决以上问题及缺陷的难度为：在利用微生物强化技术对渗滤液进行处理过程中，如何有效去除高浓度污染物COD、BOD5是面临的主要难题，此外就是保证每次处理效果均一致较为困难。
解决以上问题及缺陷的意义为：
(1)本发明的技术能够针对高浓度污染的渗滤液，其COD的浓度均在4万毫克/L以上，本发明能够有效去除部分污染物，为后续采用物理化学法进行后端处理减轻压力，达到了降低成本，提高处理效率的目的。
(2)本发明采用了单个菌株，即类干酪乳杆菌(Lactobacillusparacasei)对渗滤液进行处理。本发明通过对该菌株发酵参数进行优化，保证了发酵菌剂中有效活菌量的稳定，从而确保每次对渗滤液的处理效果较为稳定。
(3)本发明采用的微生物菌株是类干酪乳杆菌(Lactobacillusparacasei)，该菌株尚未有应用于垃圾渗滤液处理的相关报道，丰富了该菌株的应用范围，具有明显创新性。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法。
本发明是这样实现的，一种利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，所述利用的类干酪乳杆菌购自中国微生物菌种资源库，菌株编号
Figure BDA0003132520200000031
25302TM)。原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法包括以下步骤：
步骤一，将新鲜的垃圾渗滤液收集到的塑料贮液罐中，加盖密封，室温放置，进行预处理；
步骤二，采用NaOH溶液将预处理后的渗滤液进行pH值调节；
步骤三，将活化后的类干酪乳杆菌液体菌剂加入到所述渗滤液中；
步骤四，采用通气管与漩涡式气泵连接后放入渗滤液中进行通气处理；
步骤五，采用时控电源对通气时间进行控制，并进行间歇式曝气处理。
进一步，步骤一中，所述塑料贮液罐的高为2m，体积为2t。
进一步，步骤一中，将垃圾渗滤液于室温放置14天进行预处理。
进一步，步骤二中，所述NaOH溶液的浓度为10mol/L。
进一步，步骤二中，将所述渗滤液的pH值从6.5调到8.5。
进一步，步骤三中，所述类干酪乳杆菌活化菌剂的制备，包括：
将该菌株按照5％的接种量接种到1L灭菌培养基中，于37℃、150rpm，震荡培养48h，即为该菌株的活化菌剂。
进一步，所述灭菌培养基由牛肉膏10.0g，蛋白胨10.0g，酵母膏5.0g，葡萄糖20.0g，醋酸钠5.0g，磷酸氢二钾2.0g，柠檬酸三铵2.0g，吐温801.0ml，七水硫酸镁0.58g，四水硫酸锰0.25g，碳酸钙20.0g，蒸馏水1000.0ml组成，所述灭菌培养基的pH为6.2-6.4。
进一步，步骤三中，所述按照所处理渗滤液体积1/8000的用量加入到所述渗滤液中。
进一步，步骤四中，所述漩涡式气泵的功率为750W，通气量为110m3/h。
进一步，步骤五中，按照通气4h，静置4h进行间歇式曝气处理，处理时间为72h。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
(1)本发明能够对高浓度垃圾渗滤液进行预处理，有效降低COD、BOD5、氨氮等污染物浓度，减轻后期处理的压力，能够起到降低成本，提高处理效率的作用。
(2)本发明所需设备简单易操作，可以在放置渗滤液的容器中直接处理，不用占据场地，投入低，是一种快速、简便、低成本的原位预处理垃圾渗滤液的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的渗滤液处理后颜色对比示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法包括以下步骤：
S101，将新鲜的垃圾渗滤液收集到的塑料贮液罐中，加盖密封，室温放置，进行预处理；
S102，采用NaOH溶液将预处理后的渗滤液进行pH值调节；
S103，将活化后的类干酪乳杆菌液体菌剂加入到所述渗滤液中；
S104，采用通气管与漩涡式气泵连接后放入渗滤液中进行通气处理；
S105，采用时控电源对通气时间进行控制，并进行间歇式曝气处理。
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
1、类干酪乳杆菌活化菌剂的制备
将类干酪乳杆菌菌株按5％的接种量接种到1L灭菌培养基(牛肉膏10.0g，蛋白胨10.0g，酵母膏5.0g，葡萄糖20.0g，醋酸钠5.0g，磷酸氢二钾2.0g，柠檬酸三铵2.0g，吐温801.0ml，七水硫酸镁0.58g，四水硫酸锰0.25g，碳酸钙20.0g，蒸馏水1000.0ml，pH 6.2-6.4)中，于37℃、150rpm，震荡培养48h，即为该菌株的活化菌剂。所述利用的类干酪乳杆菌购自中国微生物菌种资源库，菌株编号
Figure BDA0003132520200000051
25302TM)。
2.渗滤液预处理
将1.7t新鲜的渗滤液收集到高2m、体积为2t的塑料贮液罐中，加盖密封，室温放置14天进行预处理。
3.调节渗滤液pH值
在渗滤液中加入7.5L浓度为10mol/L的NaOH溶液，将该渗滤液的pH值从6.5调到8.5。
4.渗滤液的处理
1)将活化后的类干酪乳杆菌液体菌剂，按照1.7t渗滤液1/8000的体积比将220ml活化后的菌液加入到待处理的渗滤液中。
2)将通气管与漩涡式气泵(功率：750W；通气量：110m3/h)连接后放入渗滤液中进行通气处理，同时采用时控电源对通气时间进行控制，按照通气4h，静置4h进行间歇式曝气处理，处理时间为72h。
5.试验结果
5.1感官检测
通过对处理后的渗滤液颜色、气味进行对比分析，发现处理后的渗滤液颜色从黑色变为黑灰色，之前恶臭的气味明显变淡，从感官上的变化说明利用该菌株对渗滤液进行处理具有一定的效果(见图2，表1)。
5.2污染指标检测
通过对处理后渗滤液的COD、BOD5、氨氮进行检测，结果显示经过微生物强化处理后的渗滤液COD、BOD5、氨氮均有降幅，其中COD下降6.95％，BOD5下降7.66％，氨氮降幅达到20.78％(见表2)。
表1处理后渗滤液感官变化
Figure BDA0003132520200000061
表2处理后渗滤液污染物指标检测
Figure BDA0003132520200000062
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，其特征在于，所述利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法包括以下步骤：
步骤一，将新鲜的垃圾渗滤液收集到的塑料贮液罐中，加盖密封，室温放置，进行预处理；
步骤二，采用NaOH溶液将预处理后的渗滤液进行pH值调节；
步骤三，将活化后的类干酪乳杆菌液体菌剂加入到所述渗滤液中；
步骤四，采用通气管与漩涡式气泵连接后放入渗滤液中进行通气处理；
步骤五，采用时控电源对通气时间进行控制，并进行间歇式曝气处理。
2.如权利要求1所述的利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，其特征在于，步骤一中，所述塑料贮液罐的高为2m，体积为2t。
3.如权利要求1所述的利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，其特征在于，步骤一中，将垃圾渗滤液于室温放置14天进行预处理。
4.如权利要求1所述的利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，其特征在于，步骤二中，所述NaOH溶液的浓度为10mol/L。
5.如权利要求1所述的利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，其特征在于，步骤二中，将所述渗滤液的pH值从6.5调到8.5。
6.如权利要求1所述的利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，其特征在于，步骤三中，所述类干酪乳杆菌活化菌剂的制备，包括：
将已分离并保存的类干酪乳杆菌菌株按5％的接种量接种到1L灭菌培养基中，于37℃、150rpm，震荡培养48h，即为该菌株的活化菌剂。
7.如权利要求6所述的利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，其特征在于，所述灭菌培养基由牛肉膏10.0g，蛋白胨10.0g，酵母膏5.0g，葡萄糖20.0g，醋酸钠5.0g，磷酸氢二钾2.0g，柠檬酸三铵2.0g，吐温80 1.0ml，七水硫酸镁0.58g，四水硫酸锰0.25g，碳酸钙20.0g，蒸馏水1000.0ml组成，所述灭菌培养基的pH为6.2-6.4。
8.如权利要求1所述的利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，其特征在于，步骤三中，所述按照所处理渗滤液体积1/8000的用量加入到所述渗滤液中。
9.如权利要求1所述的利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，其特征在于，步骤四中，所述漩涡式气泵的功率为750W，通气量为110m3/h。
10.如权利要求1所述的利用类干酪乳杆菌原位预处理高浓度垃圾渗滤液的方法，其特征在于，步骤五中，按照通气4h，静置4h进行间歇式曝气处理，处理时间为72h。
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