一种实现絮状活性污泥好氧反硝化的培养方法技术

本发明专利技术公开一种添加芽孢杆菌以实现絮状活性污泥好氧反硝化的培养方法，将芽孢杆菌纯菌按照每30天0.4g的计量投加到活性污泥中，在特定的条件下加以培养和驯化。实验结果表明芽孢杆菌活性污泥具有好氧反硝化特性，对活性污泥好氧反硝化在工程中应用有一定指导性意义，同时也对絮状活性污泥同步硝化反硝化工艺的实现提供了理论基础。

【技术实现步骤摘要】
一种实现絮状活性污泥好氧反硝化的培养方法
本专利技术属于污水处理领域，尤其涉及一种实现絮状活性污泥好氧反硝化的培养方法，向活性污泥中投加芽孢杆菌菌剂，从而实现污水好氧反硝化的工艺。
技术介绍
芽孢杆菌(Bacillussubtillus)是一种在土壤中普遍存在的细菌，具有繁殖快，生命力顽强的特点，被广泛应用于生物，养殖和化学等领域。芽孢杆菌的耐受性强，适宜溶解氧浓度0.1-1.0mg/L,耐强酸强碱，耐高温，可以在-60℃-280℃的恶劣条件下生存，在6℃-43℃下发挥高效净水作用。芽孢杆菌有丰富的酶系统，能分泌蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等酶类，能高效降解各种水溶性有机物和其他氮磷污染物，在水环境中能形成优势菌群，在污水处理领域被广泛研究。传统的脱氮模式分为好氧硝化和缺氧反硝化两部分。在好氧条件下，硝化细菌将污水中的氨氮氧化成硝酸盐氮或亚硝酸盐氮，在缺氧条件下，反硝化细菌将这些产物还原成氮气。反硝化过程需要在溶解氧0.5mg/L以下才能发挥较大脱氮效果，对溶解氧要求较为严格。传统的A20工艺还需要将好氧段的硝化产物回流至缺氧段，为反硝化提供氮源。回流污泥容易破坏反硝化作用的缺氧条件，同时也增加了能耗和运行费用。好氧反硝化分为两种模式，一种是颗粒污泥或者生物膜系统在好氧条件下进行同步硝化反硝化，这种模式的理论依据是微环境理论，把膜表面分为好氧区和缺氧区，硝化细菌和反硝化细菌形成共生系统，即硝化细菌在好氧区进行硝化反应，反硝化细菌在内部缺氧区进行反硝化反应。其实质仍是传统观念上的好氧硝化-缺氧反硝化反应模型。另一种是指含好氧反硝化细菌的活性污泥在有氧存在的条件下进行反硝化作用。好氧反硝化理论提出已有30余年，其作用机理并没有明确的定义。目前许多研究已经证实芽孢杆菌具有异养硝化-好氧反硝化的特性，但这些研究普遍停留在纯菌层面的研究。活性污泥中各细菌相互作用较为复杂，芽孢杆菌在活性污泥中能否发挥出异养硝化-好氧反硝化特性还有待考究。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种添加芽孢杆菌以实现絮状活性污泥好氧反硝化的培养方法。目前许多研究已经证实芽孢杆菌具有异养硝化-好氧反硝化特性，但这些研究普遍停留在纯菌层面，关于在活性污泥中芽孢杆菌与其他异养菌的相互作用，芽孢杆菌活性污泥是否具有好氧反硝化特性和其他耐受性的研究相对较少。本专利技术将芽孢杆菌纯菌按照每30天0.4g的计量投加到活性污泥中，在特定的条件下加以培养和驯化。实验结果表明芽孢杆菌活性污泥具有好氧反硝化特性，对活性污泥好氧反硝化在工程中应用有一定指导性意义，同时也对絮状活性污泥同步硝化反硝化工艺的实现提供了理论基础。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种实现絮状活性污泥好氧反硝化的培养方法包括以下步骤：步骤1、添加菌剂取自污水处理厂曝气池活性污泥，每30天向活性污泥中投加0.4g芽孢杆菌纯菌菌剂；步骤2、污泥的培养驯化将加入芽孢杆菌纯菌菌剂的活性污泥放入SBR反应器中培养，其条件为：控制水温为25℃，初始pH为7.5，MLSS＝3000mg/L，MLVSS＝2100mg/L,f＝0.7,其中，MLSS代表污泥浓度，MLVSS代表挥发性悬浮固体浓度，f代表MLVSS/MLSS，碳氮比为6,采用人工配水,进水氨氮浓度为50mg/L,COD浓度为300mg/L，进水投加预设定量的微量元素,同时加入预设定量的碳酸氢钠作为酸碱缓冲剂；进水以醋酸钠为碳源,以氯化铵为氮源,进水后保持较高的曝气量,以保证硝化反应的顺利进行,硝化反应基本结束后开始搅拌,周期性的进行微曝气,使反应器保持较低的溶解氧，连续培养。作为优选，所述芽孢杆菌纯菌菌剂需要溶于50℃蒸馏水中，然后在85℃的恒温烘箱中加热5min。作为优选，所述污泥培养驯化过程中溶解氧浓度的控制，进水2h后应及时减缓曝气。作为优选，所述污泥培养驯化阶段溶解氧浓度随着脱氮率的增大而逐渐上升，且溶解氧浓度不宜高于2.0mg/L。本专利技术有益效果如下：本专利技术以添加芽孢杆菌的活性污泥为研究主体，培养驯化出了能在好氧状态下进行反硝化作用的活性污泥。相比传统活性污泥的缺氧反硝化工艺，本专利技术有以下优点：(1)为实现絮状活性污泥的同步硝化反硝化提供理论支撑。目前同步硝化反硝化过程普遍存在于颗粒污泥和生物膜系统。而颗粒污泥的培养比较繁琐，需要长时间曝气，不但浪费能源，也不适于大规模使用。生物膜系统运行方面灵活性较差，基建投资费用相对较高。活性污泥的同步硝化反硝化过程操作简单，运行灵活，节约能源，处理成本较低；(2)可将氨氮在好氧条件下直接转化成气态产物，避免了许多中间产物的积累；(3)芽孢杆菌在污泥中处于优势地位，具有耐高温，耐碱性，高效性等优点；(4)反应模式更加灵活，对反应条件要求较低；(5)操作简单，效果好，可重复性强。附图说明图1SBR反应装置图；图2实验前期污泥的培养及驯化过程图；图3以NaNO2为氮源NO2--N随DO的变化规律示意图；图4DO为1.2mg/L时NO2--N和COD变化规律示意图；图5为本专利技术的实现絮状活性污泥好氧反硝化的培养方法流程图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步具体的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。本专利技术提供一种实现絮状活性污泥好氧反硝化的培养方法，具体包括以下步骤：步骤1、添加菌剂实验用泥取自高碑店污水处理厂曝气池中活性污泥，污泥呈絮状，深褐色，沉降性能良好。每月向活性污泥中投加0.4g纯菌菌剂，使芽孢杆菌在活性污泥中占据优势地位。步骤2、污泥的培养驯化采用SBR反应器,其包括：鼓风机1、搅拌器2、加热棒3、曝气头4、WTW测定仪5，如图1所示,有效容积15L,分为瞬间进水,反应,沉淀,排水和闲置五个过程.反应周期为12h,包括瞬间进水(时间可忽略不计),反应时间11h,沉淀0.5h,排水0.5h,无闲置时间.采用ACO-001型号鼓风机曝气,采用JRB-220型号加热棒加热,采用HM-140型号搅拌。表1微量元素成分组成表Table1Traceelementcompositiontable将BBR设备污泥在SBR反应器内培养一段时间,除溶解氧外,控制其他因素与BBR设备运行条件保持一致.控制水温为25℃,初始pH为7.5,MLSS＝3000mg/L,MLVSS＝2100mg/L,f＝0.7,其中，MLSS代表污泥浓度，MLVSS代表挥发性悬浮固体浓度，f代表MLVSS/MLSS，碳氮比为6,采用人工配水,以氯化铵为氮源，进水氨氮浓度为50mg/L,COD浓度为300mg/L.进水投加一定量的微量元素,其成分组成如表1所示,同时加入一定量的碳酸氢钠作为酸碱缓冲剂；进水以醋酸钠为碳源,以氯化铵为氮源,进水后2h内保持较高的曝气量,以保证硝化反应的顺利进行,2h后开始搅拌,周期性的进行微曝气,使反应器保持较低的溶解氧,有利于反硝化反应的进行.连续培养20d,其脱氮效果如图2所示.横坐标为培养时间,纵坐标分别表示出水氨氮,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的浓度,图中虚线表示总氮去除率.在培养前5天,硝化反硝化效果不稳定,总氮去除率不到20％.第6-15天,总氮去除率逐渐提升,反硝化效果明显,出水氨氮,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮均有所下降.第16天开始总氮去除率维持在70％-80％的水平,出水氨氮,亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现絮状活性污泥好氧反硝化的培养方法包括，其特征在于，以下步骤：步骤1、添加菌剂取自污水处理厂曝气池活性污泥，每30天向活性污泥中投加0.4g芽孢杆菌纯菌菌剂；步骤2、污泥的培养驯化将加入芽孢杆菌纯菌菌剂的活性污泥放入SBR反应器中培养，其条件为：控制水温为25℃，初始pH为7.5，MLSS＝3000mg/L，MLVSS＝2100mg/L,f＝0.7,其中，MLSS代表污泥浓度，MLVSS代表挥发性悬浮固体浓度，f代表MLVSS/MLSS，碳氮比为6,采用人工配水,进水氨氮浓度为50mg/L,COD浓度为300mg/L，进水投加预设定量的微量元素,同时加入预设定量的碳酸氢钠作为酸碱缓冲剂；进水以醋酸钠为碳源,以氯化铵为氮源,进水后保持较高的曝气量,以保证硝化反应的顺利进行,硝化反应基本结束后开始搅拌,周期性的进行微曝气,使反应器保持较低的溶解氧，连续培养。

【技术特征摘要】
1.一种实现絮状活性污泥好氧反硝化的培养方法包括，其特征在于，以下步骤：步骤1、添加菌剂取自污水处理厂曝气池活性污泥，每30天向活性污泥中投加0.4g芽孢杆菌纯菌菌剂；步骤2、污泥的培养驯化将加入芽孢杆菌纯菌菌剂的活性污泥放入SBR反应器中培养，其条件为：控制水温为25℃，初始pH为7.5，MLSS＝3000mg/L，MLVSS＝2100mg/L,f＝0.7,其中，MLSS代表污泥浓度，MLVSS代表挥发性悬浮固体浓度，f代表MLVSS/MLSS，碳氮比为6,采用人工配水,进水氨氮浓度为50mg/L,COD浓度为300mg/L，进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，王思宇，王秀杰，王维奇，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11