磁粉强化型活性菌丝球加速好氧颗粒污泥形成的方法技术

本发明专利技术公开了一种磁粉强化型活性菌丝球加速好氧颗粒污泥形成的方法，所述方法包括以下步骤：1)在培养基中接种真菌孢子，培养并获得真菌悬浮液；2)在所述真菌悬浮液中加入磁粉进行共培养，得到磁粉强化型活性菌丝球；3)在反应器中接种所述磁粉强化型活性菌丝球；4)序批式运行所述反应器处理废水，培养并获得所述好氧颗粒污泥；其中所述真菌包括聚多曲霉、极细枝孢霉中的至少一种。本发明专利技术在反应器启动前期直接投加具有污染物去除能力的磁粉强化型活性菌丝球，可以有效避免反应器启动前期因活性污泥不适应导致有机物去除率低的问题，保证了启动期出水质量，并可显著加速好氧颗粒污泥形成。形成。形成。

【技术实现步骤摘要】
磁粉强化型活性菌丝球加速好氧颗粒污泥形成的方法


[0001]本专利技术涉及生物法污水处理
，具体涉及磁粉强化型活性菌丝球加速好氧颗粒污泥形成的方法。

技术介绍

[0002]好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge，AGS)是污泥中微生物通过自絮凝固定形成的外观规则、结构紧凑的密集生物聚合体，自上世纪90年代被发现以来，好氧颗粒污泥技术以其优异的沉降性能显示出替代传统活性污泥的巨大潜力。好氧颗粒污泥技术还具备颗粒结构致密、有较高的生物量浓度、较高的生物质截留率、较高的抗逆性能(如有毒化合物、盐度、冲击负荷)等优势。然而，造粒时间长是限制好氧颗粒污泥技术实际应用的瓶颈问题之一。
[0003]目前加速颗粒污泥形成的主要方法包括调节操作参数、投加金属离子、投加惰性载体或絮凝剂、接种颗粒污泥以及接种特殊菌株等。调节操作参数是加速AGS形成的基本手段，一般认为高有机负荷、高水力剪切、短沉降时间有助于实现AGS快速形成。然而，在实际废水处理过程，特别是难降解工业废水处理过程，如果需要兼顾启动期出水质量，仅仅调节操作参数来加速颗粒化存在诸多限制。持续投加金属离子不适用于大规模废水处理过程，而且还增加了污水深度处理负担。投加惰性载体和絮凝剂一定程度上增加了污泥处置成本。投加颗粒污泥的策略可行性取决于颗粒污泥成本及运输距离。因此，有必要研究接种特殊菌株的生物强化技术，使其能够作为微生物制剂进行生产，并在AGS反应器启动期投加。
[0004]菌丝球具有沉降速度快、固液分离容易、生物活性高、对污染物吸附能力强、能分泌多种酶等优点。将菌丝球投加到活性污泥中，可以作为核心载体，为微生物提供吸附生长的空间，促进微生物的聚集，从而加速颗粒污泥的形成。然而，该技术目前还存在菌丝球易破碎上浮等问题。
[0005]现有技术公开了多种加速好氧污泥颗粒化的方法，但还存在成本高、颗粒形成过程不稳定、颗粒形成时间长等问题。
[0006]例如，现有技术申请号为202111530721.X、题为“一种投加四氧化三铁磁性纳米颗粒强化污泥颗粒化的方法”，投加四氧化三铁磁性纳米颗粒作为颗粒形成的诱导晶核，缩短了好氧颗粒污泥形成的时间。但此项技术需要定期向反应器中投加四氧化三铁磁性纳米颗粒母液，显著增加了成本。
[0007]例如，现有技术申请号为201610549254.8、题为“一种菌丝球促进好氧污泥颗粒化的方法”，以菌丝球为诱导晶核，将好氧活性污泥附着固定于菌丝表面，形成了结构密实的颗粒污泥。但此项技术存在菌丝球易破碎上浮、颗粒形成过程不稳定的问题。
[0008]例如，现有技术申请号为202111263435.1、题为“处理高盐废水的好氧颗粒污泥快速培养方法”，通过前期补加糖类碳源的方法诱导菌丝球形成，加速耐盐好氧颗粒污泥启动，低成本、快速培养出耐受盐度的好氧颗粒污泥。此项技术通过碳源投加方式诱导菌丝球出现存在菌丝球物种重复性差的问题，在不同批次难以保持一致。
[0009]例如，现有技术申请号为201611181910.X、题为“一种纳米硅真菌型磁性好氧颗粒污泥的制备方法及应用”，制备形成磁性纳米球四氧化三铁/二氧化硅，将其与真菌共同投加至颗粒污泥系统中，制备形成改性好氧颗粒污泥用于废水处理。此项技术采用磁性纳米球四氧化三铁/二氧化硅固定微生物菌体，得到的材料体积与密度大，若要实现混合均匀，需要施加极大的曝气量，且其实际过程更偏向于生物膜法而非好氧颗粒污泥法，废水处理效果较为依赖初始材料投加量，材料生产成本高。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的问题，在第一方面，本专利技术的目的在于提供一种好氧颗粒污泥，其中所述好氧颗粒污泥通过投加磁粉强化型活性菌丝球培养获得。在第二方面，本专利技术的目的在于提供一种好氧颗粒污泥的用途，其中所述好氧颗粒污泥通过投加磁粉强化型活性菌丝球培养获得。在第三方面，本专利技术的目的在于提供一种磁粉强化型活性菌丝球加速好氧颗粒污泥形成的方法，或者提供一种好氧颗粒污泥的制备方法，其中所述好氧颗粒污泥通过投加磁粉强化型活性菌丝球培养获得。
[0011]本专利技术采用以下技术方案：
[0012]在第一方面，本申请提供了一种投加磁粉强化型活性菌丝球培养的好氧颗粒污泥，所述好氧颗粒污泥通过包括以下步骤的方法制备得到：
[0013]1)在培养基中接种真菌孢子，培养并获得真菌悬浮液；
[0014]2)在所述真菌悬浮液中加入磁粉进行共培养，得到磁粉强化型活性菌丝球；
[0015]3)在反应器中接种所述磁粉强化型活性菌丝球；
[0016]4)序批式运行所述反应器处理废水，培养并获得所述好氧颗粒污泥；
[0017]其中所述真菌包括聚多曲霉、极细枝孢霉中的至少一种；所述真菌由聚多曲霉、极细枝孢霉中的至少一种组成。例如，所述真菌为聚多曲霉；可替代地，所述真菌为极细枝孢霉。
[0018]不希望受到理论的束缚，在一些可行的实施方案中，所述聚多曲霉的名称为聚多曲霉NXY1(Aspergillus sydowii NXY1)，已于2022年06月17日保藏于中国微生物菌株保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCC No:40215。
[0019]不希望受到理论的束缚，在一些可行的实施方案中，所述极细枝孢霉的名称为极细枝孢霉NXY8(Cladosporium tenuissimum NXY8)，已于2022年03月04日保藏于中国微生物菌株保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCC No:40141。
[0020]结合第一方面，在一些可行的实施方案中，本申请还提供了一种磁粉强化型活性菌丝球，所述磁粉强化型活性菌丝球通过包括以下步骤的方法制备得到：
[0021]1)在培养基中接种真菌孢子，培养并获得真菌悬浮液；
[0022]2)在所述真菌悬浮液中加入磁粉进行共培养，得到磁粉强化型活性菌丝球。
[0023]结合第一方面，在一些可行的实施方案中，所述真菌可耐受的盐度范围为可达10％，例如0％至10％，例如10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％，等等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值或范围同样适用。
[0024]结合第一方面，在一些可行的实施方案中，步骤1)中，真菌孢子的接种量为1
×
102至1
×
107个孢子/mL培养基，例如约1
×
102、1
×
103、1
×
104、1
×
105、1
×
106、1
×
107个孢子/
mL培养基，等等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值或范围同样适用。
[0025]结合第一方面，在一些可行的实施方案中，步骤1)中，真菌孢子的接种量为1
×
102至1
×
107个孢子/g培养基，例如约1
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.投加磁粉强化型活性菌丝球培养的好氧颗粒污泥，其特征在于，所述好氧颗粒污泥通过包括以下步骤的方法制备得到：1)在培养基中接种真菌孢子，培养并获得真菌悬浮液；2)在所述真菌悬浮液中加入磁粉进行共培养，得到磁粉强化型活性菌丝球；3)在反应器中接种所述磁粉强化型活性菌丝球；4)序批式运行所述反应器处理废水，培养并获得所述好氧颗粒污泥；其中所述真菌包括聚多曲霉、极细枝孢霉中的至少一种。2.根据权利要求1所述的好氧颗粒污泥，其特征在于，所述聚多曲霉的名称为聚多曲霉NXY1(Aspergillus sydowii NXY1)，保藏编号为CGMCC No:40215；所述极细枝孢霉的名称为极细枝孢霉NXY8(Cladosporium tenuissimum NXY8)，保藏编号为CGMCC No:40141。3.根据权利要求1所述的好氧颗粒污泥，其特征在于，所述好氧颗粒污泥满足以下条件a至r中的至少一者：a.步骤1)中，所述真菌孢子的接种量为1
×
102至1
×
107个孢子/mL培养基；b.步骤1)中，所述真菌孢子的接种量为1
×
102至1
×
107个孢子/g培养基；c.步骤1)中，所述培养基为无菌培养基；d.步骤1)中，所述培养基为液体培养基；e.步骤1)中，所述培养基含有5g/L至80g/L葡萄糖、0.5g/L至8g/L NH4Cl、0.3g/L至6g/L KH2PO4、0.25g/L至4g/L MgSO4·
7H2O、0g/L至100g/L NaCl；f.步骤1)中，所述培养基含有5g/L至80g/L葡萄糖、0.5g/L至8g/L NH4Cl、0.3g/L至6g/L KH2PO4、0.25g/L至4g/L MgSO4·
7H2O、0g/L至100g/L NaCl，加水定容至1L；g.步骤2)中，在真菌的孢子期、菌丝出现期、菌丝团聚期、菌丝球成熟期中的任一者时，在所述真菌悬浮液中加入磁粉；h.步骤2)中，磁粉的尺寸为3μm至100μm；i.步骤2)中，磁粉的加入质量占所述磁粉强化型活性菌丝球质量的1％至50％；j.步骤2)中，所述真菌悬浮液的培养条件为15℃至35℃下培养；k.步骤2)中，所述真菌悬浮液的培养条件为60rpm至400rpm下培养；l.步骤2)中，所述真菌悬浮液的培养条件为恒温培养20h至240h；m.步骤3)中，所述磁粉强化型活性菌丝球的接种量为0.1g/L至10g/L；n.步骤3)中，在反应器中接种所述磁粉强化型活性菌丝球和活性污泥；接种所述活性污泥与磁粉强化型活性菌丝球的质量比为0至90：1；o.步骤4)中，所述序批式运行的过程包括进水、曝气、静置沉降、出水和闲置阶段；p.步骤4)中，废水的来源包括生活废水、市政废水、食品工业废水、油气田废水、化工行业废水、轻工行业废水、印染废水、畜牧业废水及配制的模拟废水中的至少一种；q.步骤4)中，废水作为进水时，反应体系的有机负荷范围为0.3kg COD/(m3·
天)至25kg COD/(m3·
天)；r.所述好氧颗粒污泥形成的时间在1至20天。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的好氧颗粒污泥，其特征在于，步骤4)中，序批式运行满足以下条件a至f中的至少一者：a.序批式运行的每个运行周期的总时间为1h至24h；
b.序批式运行时反应体系的pH维持在5至9；c.序批式运行时的反应温度维持在15℃至35℃；d.序批式运行时每周期体积交换率维持在30％至80％；e.在序批式运行的曝气阶段，空气由底部进入，表观气速维持在0.1cm/s至4.5cm/s，溶解氧浓度控制在2mg/L至10mg/L；f.序批式运行时静置沉降阶段的时间范围是0.1min至30min。5.权利要求1
‑
4中任一项所述的投加磁粉强化型活性菌丝球培养的好氧颗粒污泥在废水处理中...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩昫身，金艳，唐睿，于建国，
申请(专利权)人：苏州聚智同创环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：