一种颗粒菌种及其制备方法和在污水生化处理中的应用技术

本发明专利技术涉及一种颗粒菌种及其制备方法和在污水生化处理中的应用，属于污水处理技术领域。本发明专利技术的颗粒菌种包括有机粘结剂、生长有菌种的载体和疏孔剂。具体制备方法为以生长有菌种的载体、有机粘合剂、有机酸、疏孔剂为原材料，通过完全混合、搅拌、造粒、烘干等工艺流程，获得性能稳定的颗粒菌种。本发明专利技术的颗粒菌种具有良好的污水处理效果，可大幅度提高生化效率，适用于多种水体的生化处理系统。本发明专利技术的颗粒菌种制作工艺简单，并且可以用于各类污水的治理，能够满足现阶段大部分污水生化的需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒菌种及其制备方法和在污水生化处理中的应用


[0001]本专利技术涉及污水处理
，具体涉及一种颗粒菌种及其制备方法和在污水生化处理中的应用。
技术背景
[0002]一直以来，我国水资源短缺，随着社会经济的发展，水污染问题越来越严重，废水排放量居高不下，水环境亟待改善。目前，广泛应用的生化处理技术“活性污泥法”诞生于100年前，其原理是微生物在污水中生长的过程中对水体中的营养成分进行消耗，同时菌体自发团聚形成污泥菌团，菌团生长作用是“活性污泥法”所必须的。但由于自发形成的菌污泥团体积大，且不可控，所以该方法处理效率很低，系统负荷有限，无法处理高浓度的废水。
[0003]生化污泥一般采用焚烧和填埋的方法处理，焚烧消耗大量能源，而填埋需要昂贵的填埋费用，该方法将不可持续。针对传统活性污泥法的缺陷，现已提出多种解决方法中国专利CN107362769A公开的一种复合材料，具有多孔片层的微球状结构，与微生物复合后可有效处理高浓度的有机污染物，快速降低污水的COD，并可有效去除氨氮、总氮和总磷的含量，降低生化处理污泥产量。但是由于微球粒径小，在前期进水量较大，流速较快时，微球容易被水力带走且不容易截留，微球的流失率较大，材料损失率高。
[0004]污水的颗粒污泥技术是上世纪80年代在厌氧系统中首次被发现的，研究者发现颗粒污泥有较强的有机废水处理能力，可应用于酒精废水、淀粉废水和啤酒废水等多领域，具有沉降性能好，颗粒结构密实，抗毒性强等优点。但是由于污水中易被生物氧化的有机物含量较高，颗粒污泥中微生物的产率系数较高，会引发颗粒污泥的解体。此外由于颗粒内部溶解氧的梯度不均匀会导致颗粒污泥内部厌氧而使得颗粒污泥解体，因此颗粒污泥技术难以发挥自身优势发展受到限制，无法充分应用到实际工程当中。因此研发一种稳定高效的生化颗粒菌种具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的拘束局限性，本专利技术提出的一种颗粒菌种及其制备方法和在污水生化处理中的应用。本专利技术颗粒菌种在污水处理过程中能够长时间停留，抗冲击能力强，在短时间内不易碎裂成小颗粒；也不易松散发生污泥膨胀现象，也不易被水流带出，材料损失率低，且活化时间短生化效率高，具有良好的污水处理效果。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]本专利技术目的之一是提供一种颗粒菌种，所述颗粒菌种包括以下重量份数的物质：
[0008]有机粘结剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
2.5重量份；优选1
‑
2重量份；
[0009]生长有菌种的载体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30
‑
50重量份，优选30
‑
40重量份；
[0010]疏孔剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
2.5重量份；优选1
‑
2重量份。
[0011]所述有机粘结剂分布在生长有菌种的载体之间，粘结所述生长有菌种的载体。
[0012]优选的，
[0013]所述颗粒菌种的直径选自5
‑
10mm，更优选自5
‑
8mm的颗粒菌种。
[0014]优选的，
[0015]所述有机粘结剂选自天然有机高分子粘结剂，更优选自包括但不限于壳聚糖、甲壳素中的一种或组合。所述有机粘结剂必须是在酸性溶液中能够溶解，但是自身在水中是不溶的高分子，若采用现有技术中的一些卡拉胶之类高分子做粘结剂制备成球之后入水会在4小时内碎裂崩解。本专利技术采用挥发性有机酸，在球体干化过程中酸会挥发掉，挥发之后壳聚糖与甲壳素便会析出，一方面有机高分子粘结剂起到的是黏附的作用，另一方面它们也是干化后的骨架，因此本专利技术最后制备的颗粒菌种是多孔微球。最优选的所述壳聚糖为白色或灰白色半透明的片状固体，易溶于稀酸但不溶于水呈黏稠状，无毒无害，具有生物降解性。
[0016]优选的，
[0017]所述疏孔剂选自碳酸盐、碳酸氢盐、过碳酸盐中的一种或多种，优选碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、过碳酸钠或过碳酸钾中的一种或多种。
[0018]优选的，
[0019]所述生长有菌种的载体中，载体具有多孔微球状结构；在本专利技术中，可以为常规的生长载体如二氧化硅、活性炭等，更优选为CN107362769A公开的具有多孔片层的微球状结构的复合材料作为载体；
[0020]所述菌种包括硝化菌与反硝化菌，均为普通的工程菌，优选，硝化菌与反硝化菌的质量比为1：1
‑
2；在本专利技术中硝化细菌包括亚硝酸菌和硝酸菌。反硝化菌以假单胞菌属，芽孢杆菌属的菌种为主。
[0021]所述菌种与载体的质量比为1：4
‑
1：5。
[0022]本专利技术目的之二是提供本专利技术目的之一的颗粒菌种的制备方法，包括以下步骤：
[0023](1)将有机酸加入到水中后，再缓慢加入所述有机粘结剂，配置成悬浊液；
[0024](2)将所述悬浊液充分溶解，得到混合液；
[0025](3)将所述生长有菌种的载体以及疏孔剂加入到所述混合液中搅拌均匀，制得糊状固体混合物；
[0026](4)将所述固体混合物造粒，烘干，制得所述颗粒菌种。
[0027]优选的，
[0028]颗粒菌种制备中，各原料的加入量，按重量分数计，包括：
[0029][0030]优选的，
[0031]所述有机酸选自小分子挥发酸，更优选自包括但不限于丙酸、冰醋酸中的一种或组合；
[0032]优选的，
[0033]步骤(2)中，
[0034]所述充分溶解指在加热搅拌条件下溶解完全；所述充分溶解指在加热搅拌条件下溶解完全；本专利技术中对充分溶解的条件无特殊要求，以能实现充分溶解为宜。
[0035]优选自40℃
‑
70℃的加热条件下，以大于300r/min搅拌使所述悬浊液溶解完全；
[0036]步骤(4)中，
[0037]造粒制备的颗粒直径选自5
‑
10mm；更优选自5
‑
8mm；
[0038]烘干条件为：于27
‑
37℃烘干12小时以上。
[0039]在本专利技术颗粒菌种材料中，天然有机高分子粘合剂在仅能溶于稀酸中，而且本专利技术所述的有机酸易于挥发，因此制备所得颗粒菌种干化后所用的酸性成分和水会挥发，可以确保颗粒菌种在水中结构稳定，抗冲击性强不易松散；在污水处理中，所得的颗粒菌种在水中只能够缓慢的自外向内层层剥落，持续时间大大延长。同时制备颗粒所用的高分子材料均可以作为缓释碳源来强化菌种的脱氮除磷效果。
[0040]本专利技术的颗粒菌种，以生长有菌种的载体和天然有机高分子粘合剂、疏孔剂和一些有机酸为原材料，通过完全混合、搅拌、造粒、烘干等工艺流程，获得性能稳定的颗粒菌种。
[0041]本专利技术的颗粒菌种具有良好的污水处理效果，可大幅度提高生化效率，适用于多种水体的生化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种颗粒菌种，其特征在于，所述颗粒菌种包括以下重量份数的物质：有机粘结剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
2.5重量份；生长有菌种的载体
ꢀꢀꢀꢀꢀ
30
‑
50重量份；疏孔剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
2.5重量份。2.根据权利要求1所述的颗粒菌种，其特征在于，所述颗粒菌种的直径选自5
‑
10mm，更优选自5
‑
8mm。3.根据权利要求1所述的颗粒菌种，其特征在于，所述有机粘结剂选自天然有机高分子粘结剂，优选自壳聚糖、甲壳素中的一种或组合。4.根据权利要求1所述的颗粒菌种，其特征在于，所述疏孔剂选自碳酸盐、碳酸氢盐、过碳酸盐中的一种或多种，优选碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、过碳酸钠或过碳酸钾中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的颗粒菌种，其特征在于，所述生长有菌种的载体中，载体具有多孔微球状结构；所述菌种包括硝化菌与反硝化菌；所述菌种与载体的质量比为1：4
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1：5。6.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱成成，董磊，陈萌萌，刘兹敏，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：