CN110563154A - 一种曝气生物滤池微生物启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曝气生物滤池微生物启动方法,该方法包括利用营养剂和微量元素对硝化污泥进行硝化菌富集培养,通过控制pH、控制氨氮浓度以提高富集培养效率,通过对沸石填料进行氨氮饱和以提高对硝化菌的附着力;将处理后的污泥接种至沸石填料,在2‑3天内即可完成硝化菌菌膜的挂膜,即完成曝气生物滤池的微生物启动,氨氮去除能力强,该启动方法可用于生物滤池设立初期,也可以用于长时间停水后反洗再启动,停机间隔时间短。
Description
技术领域
本发明涉及污水曝气生物处理技术领域,具体涉及一种曝气生物滤池微生 物启动方法。
背景技术
城镇污水曝气生物滤池简称BAF,是一种集污水生物氧化处理与深层过滤 于一体的水处理装置,主要应用于低浓度的污水深度处理和微污染水源水的预 处理,如城市生活污水和低浓度工业污水的深度处理,给水源水预处理等。作 为一种有效的污水处理工艺,曝气生物滤池以其出水效果好、运行稳定、管理 方便、占地小等特点受到重视。但是在工程应用中曝气生物滤池基本上都是采 用单一的填料,导致曝气生物滤池的功能相对比较单一,不能高效地对多种目 标污染物进行脱除。
应用最广泛的普通陶粒或火山岩填料的曝气生物滤池有良好的脱除COD的 能力,但是其脱氨氮能力有限,一般情况下污水在经过曝气生物滤池处理后氨 氮仍有可能超标。所以针对低C/N比的黑臭水体及生活污水难以实现快速达标。
硝化菌的世代期较异养菌长得多,生长繁殖速度缓慢,产率较低,若曝气 生物滤池挂膜启动进水中有机污染物(COD)大大超过氨氮时,异养菌大量繁 殖,并在与硝化菌竞争中占优势,逐渐成为优势菌种,从而降低反应器的硝化 效率。硝化菌的挂膜效率影响较大的包括滤料对细菌的亲和性、比表面积等。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种曝气生物滤池微生 物启动方法。该启动方法挂膜快、耗时仅需5-7天可实现硝化菌富集培养与挂膜 启动。
本发明的目的采用如下技术方案实现:
本发明提供一种曝气生物滤池微生物启动方法,包括:
1)污泥处理:将城市生活污水厂硝化污泥,加入营养剂和微量元素,好氧 闷曝;污泥浓度为1500-2500mg/L;所述微量元素包括锰、锌、钴、硼、钼、铜 和镍;调节pH至8.0-9.0、控制氨氮浓度为80-100mg/L、温度为30-35℃,对污 泥中的硝化菌进行富集培养;
2)脱氮层沸石吸附饱和:向以沸石为填料的脱氮层注满水,持续加入硫酸 铵使得水中氨氮浓度维持在80-120mg/L不变,即沸石在该氨氮平衡浓度吸附饱 和;
3)接种:将步骤1)处理后的污泥接入步骤2)处理后的脱氮层,加入营 养剂,控制氨氮浓度为50-100mg/L、调节pH为7.5-8.5,好氧培养数日,得到 硝化菌的挂膜;
其中,所述营养剂包括硫酸铵、碳酸氢钠、磷酸氢二钾、亚铁盐、钠盐和 镁盐,所述营养剂中硫酸铵与碳酸氢钠总占比为76-87wt%。
进一步地,所述亚铁盐为硫酸亚铁、所述钠盐为氯化钠、所述镁盐为硫酸 镁;亚铁盐占营养剂的3-5wt%,钠盐占营养剂的4-6wt%;镁盐占营养剂的 3-5wt%。
进一步地,步骤1)中,微量元素由MnSO4·4H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、H3BO4、Na2MoO4·2H2O、CuSO4·5H2O和NiCl2·6H2O组成;其中,Mn:Zn、 Co、B、Mo、Cu、Ni摩尔占比为20-25%、15-20%、10-15%、10-15%、8-15%、 5-10%、5-10%。
进一步地,步骤1)中,微量元素与营养剂的重量比为2-6:100。
进一步地,步骤1)中,使用碳酸钠或碳酸氢钠调节pH值。
进一步地,步骤1)中,培养至硝化菌数量为106-108个/mL。
进一步地,步骤2)中,所述沸石为天然沸石或活化沸石。
进一步地,步骤2)中,所述天然沸石粒径为3-5mm,孔隙率为50-60%, 比表面积50-100m2/g;SiO2/Al2O3比为3.5-4.5,阳离子交换量为150-200mmol/g。
进一步地,步骤2)中,所述活化沸石的粒径为3-5mm,孔隙率为60%-75%, 比表面积120-200m2/g;SiO2/Al2O3比小于4.5,阳离子交换量为250-400mmol/g。
进一步地,步骤3)中,好氧培养的溶氧量为4.0-6.0mg/L。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
本发明提供的曝气生物滤池微生物启动方法通过对硝化污泥的硝化菌快速 富集、对以沸石为填料载体的脱氮层进行饱和以提高硝化菌的附着能力;在适 宜的pH环境和无机盐营养剂的条件下快速在填料载体上挂膜,从而得到氨氮处 理能力较高、处理效果稳定的微生物滤池。
本发明提供的曝气生物滤池微生物启动方法通过对含有硝化菌的污泥进行 好氧闷曝,加入无机盐营养剂和微量元素进行富集培养,使硝化菌在合适的pH 值、氮硫磷、钠镁钾亚铁离子以及锰锌钴硼钼铜和镍多种微量元素的作用下, 快速繁殖和富集,经过3-5天的培养周期,可将硝化污泥的硝化菌数量培养至106-108个/mL,污泥的浓度可提高3000-4000mg/L。
本发明提供的曝气生物滤池微生物启动方法,通过分开对污泥的硝化菌富 集、对以沸石为填料载体进行饱和、再进行挂膜的过程,可在5-7天内完成的硝 化菌的富集培养和挂膜,菌种挂膜质量佳、对氨氮的处理效率稳定,可用于生 物滤池的初期启动和停水后重新反洗启动。
附图说明
图1为实施例3的沸石表面挂膜微生物显微照片。
具体实施方式
下面,结合附图和具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是, 在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组 合形成新的实施例。
以下具体实施方式中,氨氮含量是指以NH4 +形式存在的氮的含量。
以下是本发明具体的实施例,在下述实施例中所采用的原材料、设备等除 特殊限定外均可以通过购买方式获得。
一种曝气生物滤池微生物启动方法,包括:
1)污泥处理:将城市生活污水厂硝化污泥,加入营养剂和微量元素,好氧 闷曝;污泥浓度为1500-2500mg/L;所述微量元素包括锰、锌、钴、硼、钼、铜 和镍;调节pH至8.0-9.0、控制氨氮浓度为80-100mg/L、温度为30-35℃,对污 泥中的硝化菌进行富集培养;
2)脱氮层沸石吸附饱和:向以沸石为填料的脱氮层注满水,持续加入硫酸 铵使得水中氨氮浓度维持在80-120mg/L不变,即沸石在该氨氮平衡浓度吸附饱 和;
3)接种:将步骤1)处理后的污泥接入步骤2)处理后的脱氮层,加入营 养剂,控制氨氮浓度为50-100mg/L、调节pH为7.5-8.5,好氧培养数日,得到 硝化菌的挂膜;
其中,所述营养剂包括硫酸铵、碳酸氢钠、磷酸氢二钾、亚铁盐、钠盐和 镁盐,所述营养剂中硫酸铵与碳酸氢钠总占比为76-87wt%。
该启动方法不仅适用于曝气生物滤池的初期启动,还适用于反洗后的挂膜 启动。
实施例1:
一种曝气生物滤池微生物启动方法,该曝气生物滤池微生物为向上流曝气 生物滤池,底部均与进水及进气布水管上方铺设高度为0.2米、粒径为15-20mm 的鹅卵石作为承托层;承托层上部填充4.0米的天然沸石作为脱氮层,作为硝化 菌的生物填料。其中天然沸石的粒径为3-5mm,孔隙率为50%,比表面积50m2/g; SiO2/Al2O3比为4.3,阳离子交换量为150mmol/g;
该曝气生物滤池微生物启动方法,包括:
1)污泥处理:将城市生活污水厂硝化污泥液,加入营养剂和微量元素,好 氧闷曝;污泥液浓度为2000mg/L;营养剂由硫酸铵、碳酸氢钠、磷酸氢二钾、 七水合硫酸亚铁、氯化钠、硫酸镁,其质量比为45:40:5:3:4:3;微量元 素包括由MnSO4·4H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、H3BO4、Na2MoO4·2H2O、 CuSO4·5H2O和NiCl2·6H2O组成;其中,Mn:Zn、Co、B、Mo、Cu、Ni摩尔 占比为20-25%、15-20%、10-15%、10-15%、8-15%、5-10%、5-10%;微量元素与营养剂的重量比为2:100;每隔2h加入碳酸钠调节pH至8.0-8.4、每隔2h 加入硫酸铵控制氨氮浓度为80-100mg/L、通过电加热的方式控制硝化污泥液温 度为30℃,对污泥液中的硝化菌进行富集培养3天,硝化菌数量达到2×106个 /mL,污泥液中污泥浓度达到4000mg/L;
2)脱氮层沸石吸附饱和:向以沸石为填料的脱氮层注满水,持续加入硫酸 铵使得水中氨氮浓度维持在100mg/L不变,即沸石在该氨氮平衡浓度吸附饱和;
3)接种:将步骤1)处理后的污泥液接入步骤2)处理后的脱氮层,投入 营养剂,间隔投入硫酸氨控制氨氮浓度为50-100mg/L、投入碳酸氢钠至pH为 8.0-8.5;营养剂由硫酸铵、碳酸氢钠、磷酸氢二钾、七水合硫酸亚铁、氯化钠、 硫酸镁,其质量比为45:40:5:3:4:3;好氧培养3天,取出沸石填料发现 表面有较厚粘膜并在显微镜下观察发现大量微生物,即实现了硝化菌的快速挂 膜;
4)通水试运行:先后以设计负荷水量的30%、60%、100%连续进入曝气生 物滤池,监测进出水氨氮值,出水氨氮稳定达标后即完成BAF微生物启动。
实施例2:
一种曝气生物滤池微生物启动方法,该曝气生物滤池微生物为向上流曝气 生物滤池,底部均与进水及进气布水管上方铺设高度为0.2米、粒径为15-20mm 的鹅卵石作为承托层;承托层上部填充4.5米的天然沸石作为脱氮层,作为硝化 菌的生物填料。其中天然沸石的粒径为3-5mm,孔隙率为65%,比表面积 120m2/g;SiO2/Al2O3比为4.2,阳离子交换量为250mmol/g;
该曝气生物滤池微生物启动方法,包括:
1)污泥处理:将城市生活污水厂硝化污泥液,加入营养剂和微量元素,溶 氧量为6.0mg/L,好氧闷曝;污泥液浓度为2000mg/L;营养剂由硫酸铵、碳酸 氢钠、磷酸氢二钾、七水合硫酸亚铁、氯化钠、硫酸镁,其质量比为40:40:5: 5:5:6;微量元素由MnSO4·4H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、H3BO4、Na2MoO4·2H2O、CuSO4·5H2O和NiCl2·6H2O组成;其中,Mn:Zn、Co、B、Mo、Cu、 Ni摩尔占比为20-25%、15-20%、10-15%、10-15%、8-15%、5-10%、5-10%; 微量元素与营养剂的重量比为4:100;每隔2h加入碳酸钠调节pH至8.0-8.4、 每隔2h加入硫酸铵控制氨氮浓度为80-100mg/L、通过电加热的方式控制硝化污 泥液温度为35℃,对污泥液中的硝化菌进行富集培养4天,硝化菌数量达到8 ×106个/mL,污泥液中污泥浓度达到4500mg/L;
2)脱氮层沸石吸附饱和:向以沸石为填料的脱氮层注满水,持续加入硫酸 铵使得水中氨氮浓度维持在100mg/L不变,即沸石在该氨氮平衡浓度吸附饱和;
3)接种:将步骤1)处理后的污泥液接入步骤2)处理后的脱氮层,加入 营养剂,控制溶解氧含量为6.0mg/L;营养剂由硫酸铵、碳酸氢钠、磷酸氢二钾、 七水合硫酸亚铁、氯化钠、硫酸镁,其质量比为40:40:5:5:5:5;间隔投 入硫酸氨控制氨氮浓度为50-100mg/L、投入碳酸氢钠至pH为8.0-8.5,好氧培 养3天,取出沸石填料发现表面有较厚粘膜并在显微镜下观察发现大量微生物, 即实现了硝化菌的快速挂膜;
4)通水试运行:先后以设计负荷水量的30%、60%、100%连续进入曝气生 物滤池,监测进出水氨氮值,出水氨氮稳定达标后即完成BAF微生物启动。
实施例3:
一种曝气生物滤池微生物启动方法,该曝气生物滤池微生物为向上流曝气 生物滤池,底部均与进水及进气布水管上方铺设高度为0.2米粒径为15-20mm 的鹅卵石作为承托层;承托层上部填充4.5米的活化沸石作为脱氮层,作为硝化 菌的生物填料;其中活化沸石的粒径为3-5mm,孔隙率为75%,比表面积 180m2/g;SiO2/Al2O3比为4.0,阳离子交换量为380mmol/g;
该曝气生物滤池微生物启动方法,包括:
1)污泥处理:将城市生活污水厂硝化污泥液,加入营养剂和微量元素,溶 氧量为5.0mg/L,好氧闷曝;污泥液浓度为2000mg/L;营养剂由硫酸铵、碳酸 氢钠、磷酸氢二钾、七水合硫酸亚铁、氯化钠、硫酸镁,其质量比为36:42:8: 4:6:4;微量元素由MnSO4·4H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、H3BO4、Na2MoO4·2H2O、CuSO4·5H2O和NiCl2·6H2O组成;其中,Mn:Zn、Co、B、Mo、Cu、 Ni摩尔占比为20-25%、15-20%、10-15%、10-15%、8-15%、5-10%、5-10%; 微量元素与营养剂的重量比为6:100;每隔2h加入碳酸钠调节pH至8.0-8.4、 每隔2h加入硫酸铵控制氨氮浓度为80-100mg/L、通过电加热的方式控制硝化污 泥液温度为32℃,对污泥液中的硝化菌进行富集培养5天,硝化菌数量达到5 ×107个/mL,污泥液中污泥浓度达到5000mg/L;
2)脱氮层吸附饱和:向以沸石为填料的脱氮层注满水,持续加入硫酸铵使 得水中氨氮浓度维持在100mg/L不变,即沸石在该氨氮平衡浓度吸附饱和;
3)接种:将步骤1)处理后的污泥液接入步骤2)处理后的脱氮层,加入 营养剂,控制溶解氧含量为6.0mg/L;营养剂由硫酸铵、碳酸氢钠、磷酸氢二钾、 七水合硫酸亚铁、氯化钠、硫酸镁,其质量比为36:42:8:4:6:4;间隔投 入硫酸氨控制氨氮浓度为50-100mg/L、投入碳酸氢钠至pH为7.8-8.2,好氧培 养2天,取出沸石填料发现表面有较厚粘膜并在显微镜下观察发现大量微生物, 即实现了硝化菌的快速挂膜;图1为本实施例的沸石表面挂膜微生物显微照片。
4)通水试运行:先后以设计负荷水量的30%、60%、100%连续进入曝气生 物滤池,监测进出水氨氮值,出水氨氮稳定达标后即完成BAF微生物启动。
实施例3的沸石表面挂膜微生物显微照片如图1所示。
对比例:
一种曝气生物滤池微生物启动方法,该曝气生物滤池微生物为向上流曝气 生物滤池,底部均与进水及进气布水管上方铺设高度为0.2米粒径为15-20mm 的鹅卵石作为承托层;承托层上部填充5.0米的陶粒,陶粒的粒径为3-5mm,孔 隙率为45%,比表面积5m2/g;
取城市生活污水厂硝化污泥,污泥浓度为2000mg/L,投入曝气生物滤池, 闷曝3天,维持溶解氧2.0-5.0mg/L。按照碳:氮:磷质量比为100:5:1加入 葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾作为营养剂;
接种:将硝化污泥接入陶粒,按照碳:氮:磷质量比为100:5:1加入葡 萄糖、尿素、磷酸二氢钾作为营养剂,进行好氧培养;在显微镜下观察发现大 量微生物挂膜;通水试运行:先后以设计负荷水量的25%、50%、75%、100% 连续进入曝气生物滤池,上述每个阶段维持3天后,监测进出水氨氮值,出水 氨氮稳定达标后即完成BAF微生物启动。
性能检测
实施例1-3和对比例1的曝气生物滤池微生物启动方法的污水处理情况如下 表所示:
表1污水处理情况
由上表可知,本申请提供的启动方法,挂膜时间在1个星期之内,且硝化 污泥的富集培养与硝化菌挂膜可以分开进行,从而可以将挂膜启动时间缩短至 2-3天,极大的缩短了该生物滤池连续处理的停机时间,提高了氨氮处理能力。 本发明提供的启动方法,挂膜后氨氮去除率高达88-94%,处理负荷高达0.86-0.95 kg NH+ 4-N/(m3·d),相对于传统的以陶粒为脱氮层载体填料的去氨氮能力提高了 2-3倍。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的 范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换 均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种曝气生物滤池微生物启动方法,其特征在于,包括:
1)污泥处理:将城市生活污水厂硝化污泥,加入营养剂和微量元素,好氧闷曝;污泥浓度为1500-2500mg/L;所述微量元素包括锰、锌、钴、硼、钼、铜和镍;调节pH至8.0-9.0、控制氨氮浓度为80-100mg/L、温度为30-35℃,对污泥中的硝化菌进行富集培养;
2)脱氮层沸石吸附饱和:向以沸石为填料的脱氮层注满水,持续加入硫酸铵使得水中氨氮浓度维持在80-120mg/L不变,即沸石在该氨氮平衡浓度吸附饱和;
3)接种:将步骤1)处理后的污泥接入步骤2)处理后的脱氮层,加入营养剂,控制氨氮浓度为50-100mg/L、调节pH为7.5-8.5,好氧培养数日,得到硝化菌的挂膜;
其中,所述营养剂包括硫酸铵、碳酸氢钠、磷酸氢二钾、亚铁盐、钠盐和镁盐,所述营养剂中硫酸铵与碳酸氢钠总占比为76-87wt%。
2.如权利要求1所述的曝气生物滤池微生物启动方法,其特征在于,所述营养剂中,所述亚铁盐为硫酸亚铁、所述钠盐为氯化钠、所述镁盐为硫酸镁;亚铁盐占营养剂的3-5wt%,钠盐占营养剂的4-6wt%;镁盐占营养剂的3-5wt%。
3.如权利要求1所述的曝气生物滤池微生物启动方法,其特征在于,步骤1)中,微量元素由MnSO4·4H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、H3BO4、Na2MoO4·2H2O、CuSO4·5H2O和NiCl2·6H2O组成;其中,Mn:Zn、Co、B、Mo、Cu、Ni摩尔占比为20-25%、15-20%、10-15%、10-15%、8-15%、5-10%、5-10%。
4.如权利要求1所述的曝气生物滤池微生物启动方法,其特征在于,步骤1)中,微量元素与营养剂的重量比为2-6:100。
5.如权利要求1所述的曝气生物滤池微生物启动方法,其特征在于,步骤1)中,使用碳酸钠或碳酸氢钠调节pH值。
6.如权利要求1所述的曝气生物滤池微生物启动方法,其特征在于,步骤1)中,培养至硝化菌数量为106-108个/mL。
7.如权利要求1所述的曝气生物滤池微生物启动方法,其特征在于,步骤2)中,所述沸石为天然沸石或活化沸石。
8.如权利要求7所述的曝气生物滤池微生物启动方法,其特征在于,步骤2)中,所述天然沸石粒径为3-5mm,孔隙率为50-60%,比表面积50-100m2/g;SiO2/Al2O3比为3.5-4.5,阳离子交换量为150-200mmol/g。
9.如权利要求7所述的曝气生物滤池微生物启动方法,其特征在于,步骤2)中,所述活化沸石的粒径为3-5mm,孔隙率为60%-75%,比表面积120-200m2/g;SiO2/Al2O3比小于4.5,阳离子交换量为250-400mmol/g。
10.如权利要求1所述的曝气生物滤池微生物启动方法,其特征在于,步骤3)中,好氧培养的溶氧量为4.0-6.0mg/L。
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