本發(fā)明涉及微生物水處理領(lǐng)域,具體涉及一種海洋活性污泥產(chǎn)品及其制備方法和水處理應(yīng)用。
背景技術(shù):
高鹽有機(jī)廢水是目前工業(yè)上較難處理的水體之一,由于廢水中含有大量無機(jī)鹽離子,導(dǎo)致高鹽有機(jī)廢水難以被微生物降解,而采用物理、化學(xué)處理技術(shù)的成本較高,因此尋求高效的生物處理技術(shù)來凈化高鹽有機(jī)廢水是一個(gè)環(huán)保技術(shù)難題。
現(xiàn)有技術(shù)中記載了“一種強(qiáng)化生物厭氧處理高鹽高濃有機(jī)廢水的方法”(申請?zhí)朿n201610198750.3),通過設(shè)計(jì)反應(yīng)器和采用微生物馴化技術(shù),能處理鹽濃度在5g/l以下的高鹽有機(jī)廢水;由于工業(yè)上的高鹽有機(jī)廢水的鹽濃度常高于30g/l,該方法難以用來處理工業(yè)上的高鹽有機(jī)廢水,也難以運(yùn)用到處理海洋有機(jī)廢水(世界大洋的平均鹽度為3.5%),實(shí)用性不強(qiáng)。
現(xiàn)有技術(shù)中記載了“一種處理高鹽廢水的厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行方法”(申請?zhí)朿n201410095868.4),通過采用鹽度快速馴化技術(shù),實(shí)現(xiàn)了逐步提高微生物菌落的耐鹽能力,能處理鹽濃度在35g/l以下的高鹽有機(jī)廢水;但該方法使用的微生物菌落的耐鹽能力有限,不適用于更高鹽度的有機(jī)廢水處理,且馴化過程不可控,根據(jù)不同種類的高鹽廢水采用的馴化過程也需要改變,適用面不廣。
現(xiàn)有技術(shù)中記載的“一種高鹽廢水mbbr處理系統(tǒng)中懸浮填料的掛膜方法”(申請?zhí)朿n201510580959.1),通過向反應(yīng)器內(nèi)加入嗜鹽微生物菌劑,并調(diào)節(jié)環(huán)境條件參數(shù),促使嗜鹽微生物菌落掛膜附著在填料表面,形成嗜鹽微生物生態(tài)環(huán)境,有較好的對高鹽有機(jī)廢水的降解能力;但該方法采用的嗜鹽微生物菌劑的生態(tài)系統(tǒng)過于單一,培養(yǎng)難度較大,適用面不廣。
因此,尋求更為高效的高鹽有機(jī)廢水生物處理技術(shù),通過采用更為優(yōu)化的耐鹽微生物生態(tài)系統(tǒng),提高微生物對高鹽濃度有機(jī)廢水的降解能力,且能適用于多種工業(yè)有機(jī)含有廢水的廣泛需求,是當(dāng)前需要解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷,本發(fā)明目的在于提供一種海洋活性污泥產(chǎn)品及其制備方法和水處理應(yīng)用,通過直接從海泥、海水混合物中培養(yǎng)出新型的活性污泥產(chǎn)品(即微生物生態(tài)系統(tǒng)),用于多種高鹽有機(jī)廢水的處理,實(shí)現(xiàn)高效、實(shí)用的微生物水處理。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
第一方面,本發(fā)明提供了一種海洋活性污泥產(chǎn)品,其特征在于:所述海洋活性污泥產(chǎn)品富含源自海洋或其他鹽環(huán)境的耐、嗜鹽微生物,所述海洋活性污泥產(chǎn)品以顆粒絮狀的活性污泥形態(tài)或分離復(fù)合菌劑的形態(tài)存在,所述海洋活性污泥產(chǎn)品的溶解氧(do)含量為0.1~4.0mg/l(低于0.5mg/l為厭氧環(huán)境)、環(huán)境溫度為0~50度(長期儲藏優(yōu)選為4度)、鹽濃度為2~34%、ph值為5~9,且以所述活性污泥形態(tài)存在時(shí),其污泥體積指數(shù)(svi)為50~200ml/g、混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(mlvss)為1.2~7.5g/l。
活性污泥法是一種最常用的生物處理方法,運(yùn)營價(jià)格極低,降解廢水采用的微生物是基于絮狀污泥載體生存的微生物生態(tài)系統(tǒng)。本發(fā)明中,海洋活性污泥即從海泥、海水或其他鹽環(huán)境中分離培養(yǎng)的耐、嗜鹽微生物群體,其中固態(tài)載體主要為原始海泥和耐、嗜鹽微生物生產(chǎn)的生物有機(jī)物大分子的混合物,為了滿足工業(yè)、研究等不同的應(yīng)用方式,本發(fā)明提供的海洋活性污泥產(chǎn)品以顆粒絮狀的活性污泥形態(tài)或分離復(fù)合菌劑的形態(tài)存在。還應(yīng)當(dāng)說明的是,根據(jù)定制的復(fù)合耐、嗜鹽微生物群體種類的不同,所述海洋活性污泥產(chǎn)品中的溶解氧(do)含量為0.1~0.5mg/l(對于厭氧耐、嗜鹽微生物)、0.5~4.0mg/l(對于好氧耐、嗜鹽微生物)或0.1~4.0mg/l(對于好厭氧兼性耐、嗜鹽微生物);儲藏的環(huán)境溫度為優(yōu)選為4度,但基于海洋微生物菌群種類繁多,在0~50度下保存都是可行的,隨菌種種類設(shè)定;根據(jù)應(yīng)用的水體鹽濃度、ph值不同,定向生產(chǎn)的所述海洋活性污泥產(chǎn)品中的鹽濃度優(yōu)選為2~34%,ph值優(yōu)選為5~9;此外,當(dāng)所述海洋活性污泥產(chǎn)品以活性污泥形態(tài)存在時(shí),為了防止污泥膨脹或包證產(chǎn)品的最佳污泥濃度,其污泥體積指數(shù)(svi)優(yōu)選為50~200ml/g、混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(mlvss)優(yōu)選為1.2~7.5g/l,這個(gè)范圍同時(shí)也便于分裝和保存。
也就是說,本發(fā)明提供的一種海洋活性污泥產(chǎn)品,通過將活性污泥法和耐、嗜鹽微生物降解技術(shù)聯(lián)合運(yùn)營,生產(chǎn)出海洋活性污泥產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)活性污泥在高鹽有機(jī)廢水生物處理上的應(yīng)用,適用范圍較廣。
第二方面,本發(fā)明提供了所述一種海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:取用未滅菌海泥作為微生物生長載體、海水配置培養(yǎng)液;在生物反應(yīng)器中培養(yǎng)30~180天,獲得海洋活性污泥;指向性改變海洋活性污泥的生存環(huán)境,富集優(yōu)勢菌群;將海洋活性污泥按產(chǎn)品規(guī)格分裝,或分離獲得復(fù)合菌劑。
在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方式中,所述海泥的初始污泥體積指數(shù)(svi)為5~35ml/g,所述海水的鹽度為2~34%,配置的所述培養(yǎng)液中c、n、p的元素比優(yōu)選為100:5:1,其對應(yīng)化學(xué)需氧量(cod)濃度為100~600mg/l。應(yīng)當(dāng)說明的是,所述海泥的初始污泥體積指數(shù)(svi)、鹽度取決于取樣點(diǎn),一般地區(qū)的海泥的svi較低,在5~20ml/g間,而在污染或養(yǎng)分較為豐富的海域,取樣的海泥的svi較高,能達(dá)到20~35ml/g;全世界大洋的平均鹽度為3.5%,一般近海地區(qū)取樣的海泥、海水鹽度為2~3.5%,而一些極端鹽水體環(huán)境如死海,高達(dá)34%(2011年數(shù)據(jù)),死海與附近交匯水域的鹽度則在3.5~34%之間;配置的所述培養(yǎng)液中c、n、p的元素比在100:5:1時(shí)為最佳培養(yǎng)條件,改變c、n、p比值對微生物群落會有一定的影響,c、n、p比值在后續(xù)定向培養(yǎng)或馴化過程中隨要求改變;其對應(yīng)化學(xué)需氧量(cod)濃度若低于100mg/l會導(dǎo)致營養(yǎng)不夠,微生物生態(tài)系統(tǒng)得不到充足的養(yǎng)分,導(dǎo)致培養(yǎng)周期長或培養(yǎng)失敗,而cod若高于600mg/l則超過培養(yǎng)微生物的需求,優(yōu)勢微生物生長太快,生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定,同時(shí)也造成了培養(yǎng)基的浪費(fèi)。
在培養(yǎng)所述海洋活性污泥的過程中,用于培養(yǎng)海洋活性污泥的營養(yǎng)液的換新次數(shù)為2~7次/周,培養(yǎng)環(huán)境的溶解氧(do)含量為0.1~4.0mg/l(低于0.5mg/l為厭氧培養(yǎng)),培養(yǎng)環(huán)境的溫度為20~40度。應(yīng)當(dāng)說明的是,培養(yǎng)活性污泥過程需要按周期定時(shí)換新營養(yǎng)液以保證微生物有充足的營養(yǎng)生長,在培養(yǎng)初期,換新次數(shù)應(yīng)為每日一次(即7次/周),逐步降低到2次/周至培養(yǎng)完成;而培養(yǎng)環(huán)境的do含量根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)菌體所需設(shè)置,作為厭氧培養(yǎng)時(shí),do含量為0.1~0.5mg/l,作為好氧培養(yǎng)時(shí),do含量為0.5~4.0mg/l,對于好厭氧兼性耐、嗜鹽微生可采用do為0.1~4.0mg/l均可,但do含量影響生態(tài)系統(tǒng)中好、厭氧鹽微生的比例,根據(jù)實(shí)際定制控制;同時(shí)由于海洋微生物的適宜生存環(huán)境在20~40度,因此培養(yǎng)環(huán)境的溫度優(yōu)選在這個(gè)溫度范圍,否則影響培養(yǎng)速度。
在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方式中,所述指向性改變海洋活性污泥的生存環(huán)境主要包括改變培養(yǎng)溶液中的有機(jī)物成分、無機(jī)鹽離子成分、鹽濃度、ph值、溫度、溶氧量、攪拌速度,通過改變生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境富集對應(yīng)的所述優(yōu)勢菌群。應(yīng)當(dāng)說明的是,指向性改變海洋活性污泥的生存環(huán)境是一個(gè)類似馴化的過程,通過定制將海洋活性污泥中的優(yōu)勢菌種富集,用以處理對應(yīng)條件下的高鹽有機(jī)廢水,指向性參數(shù)包括改變培養(yǎng)溶液中的有機(jī)物成分,即當(dāng)使用其他有機(jī)物,特別是有毒害性的有機(jī)物(如苯酚、聚乙烯衍生物等)作為微生物碳源時(shí),僅能講解這些有機(jī)物的海洋微生物能生存下來,通過一定時(shí)間的培養(yǎng),海洋活性污泥中則富集了能降解所述有機(jī)物成分或其衍生物的微生物菌群;對于無機(jī)鹽離子成分,當(dāng)水體中含有其他無機(jī)鹽,特別是有毒害性的有機(jī)物(如汞離子、鉻離子、亞硝酸根離子等)時(shí),僅能耐受這些無機(jī)鹽離子的海洋微生物能生存下來,通過一定時(shí)間的培養(yǎng),海洋活性污泥中則富集了能耐受這些無機(jī)鹽離子的微生物菌群;作為無機(jī)鹽離子成分的一種,當(dāng)鹽濃度(特指氯化鈉)改變時(shí),則海洋活性污泥中則富集了能生存在特定鹽濃度下的微生物菌群;對于ph值,雖然大部分海洋微生物適宜于相對中性環(huán)境(ph值為6.5~8.5),其中也不乏各種耐酸、耐堿海洋微生物,從而條件水體環(huán)境的ph值,通過一定時(shí)間的培養(yǎng)后,海洋活性污泥中則富集了能生存在特定ph下的微生物菌群;對于溫度,由于溫度對細(xì)胞活性的影響因菌種而異,所以在特定溫度下富集海洋活性污泥中的優(yōu)勢菌群,有利于提高海洋活性污泥的適用面,但由于大部分海洋微生物能存活在5~45度的環(huán)境下,溫度對微生物的影響相對其他因素其作用較??;對于溶氧量(do),作為厭氧培養(yǎng)時(shí),do含量為0.1~0.5mg/l,作為好氧培養(yǎng)時(shí),do含量為0.5~4.0mg/l,對于好厭氧兼性耐、嗜鹽微生可采用do為0.1~4.0mg/l均可,故do含量影響生態(tài)系統(tǒng)中好、厭氧鹽微生的比例;而攪拌速度主要影響微生物和活性污泥間的結(jié)合,黏性大的微生物更能附著在活性污泥上,由于活性污泥吸附了更多地營養(yǎng)物質(zhì),則采用較大的攪拌速度時(shí),通過一定時(shí)間的培養(yǎng)后,海洋活性污泥中部分黏性較大的微生物菌群的比例會有所提高。
在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方式中,所述海洋活性污泥的分裝規(guī)格為50~200ml/g的污泥體積指數(shù)(svi)、1.2~7.5g/l的混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(mlvss),所述分離過程即通過篩濾脫泥、離心過濾及濃縮獲得的懸浮菌液。應(yīng)當(dāng)說明的是,海洋活性污泥的分裝規(guī)格決定了產(chǎn)品的保質(zhì)期和性價(jià)比,當(dāng)分裝后的海洋活性污泥的svi低于50ml/g時(shí),其活性太低,微生物數(shù)量太少,當(dāng)分裝后的海洋活性污泥的svi高于200ml/g時(shí),由于部分污泥膨脹,大量使用時(shí)會造成生物反應(yīng)器的顆粒懸浮物難以沉降,從而影響水處理效果;當(dāng)mlvss含量低于1.2g/l,分裝的海洋活性污泥的量太少,對應(yīng)的水處理功效則不夠,而當(dāng)mlvss含量高于7.5g/l時(shí),分裝的海洋活性污泥的量太多,則其中的微生物數(shù)目也很多,由于單位體積內(nèi)存留的營養(yǎng)物質(zhì)不夠,因此mlvss過高會導(dǎo)致產(chǎn)品的保質(zhì)期縮短。
本發(fā)明提供的一種海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法,首次將嗜鹽微生物培養(yǎng)技術(shù)和活性污泥培養(yǎng)技術(shù)融合運(yùn)用,制備得到了新型的、用于高鹽有機(jī)廢水處理的微生物凈化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)高的廢水降解能力、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行費(fèi)用和溫度的運(yùn)行系統(tǒng),且適用面廣。
第三方面,本發(fā)明還提供了所述一種海洋活性污泥產(chǎn)品的水處理應(yīng)用方法,用于低鹽濃度(鹽度為2~10%)廢水降解時(shí),對于已有高鹽生物水處理系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)改良劑時(shí),將所述海洋活性污泥產(chǎn)品直接加入到生物反應(yīng)器中;對于新建高鹽生物水處理系統(tǒng)的原始菌群時(shí),將所述海洋活性污泥產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行3~7天活化擴(kuò)大培養(yǎng)后,分批次加入到生物反應(yīng)器中。應(yīng)當(dāng)說明的是,由于目標(biāo)廢水的鹽濃度不高,海洋微生物能無障礙的生存并繁殖在目標(biāo)廢水中,并取得高效的降解速率;當(dāng)作為所述改良劑應(yīng)用時(shí),由于反應(yīng)器中有一定的微生物系統(tǒng)基礎(chǔ),加入的海洋活性污泥產(chǎn)品只是為了給原生態(tài)系統(tǒng)添加新的耐、嗜鹽菌群,可以直接投加;當(dāng)作為新生物反應(yīng)器中的原始菌群時(shí),加入的海洋活性污泥產(chǎn)品優(yōu)選單獨(dú)進(jìn)行3~7天活化擴(kuò)大培養(yǎng),再分批次加入到反應(yīng)器中,以較大限度的增加海洋微生物的菌量,防止在水處理過程中過度的環(huán)境沖擊造成微生物難以大量繁殖而延長生物反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間,需要額外說明的是,由于海洋微生物在適宜條件下2~3天即可富集繁殖,則所述活化擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)間應(yīng)大于3天,而超過7天則浪費(fèi)過多資源和時(shí)間,沒有必要。
此外,當(dāng)海洋活性污泥用于鹽度為10~34%及以上的超高鹽生物處理系統(tǒng)時(shí),應(yīng)將所述海洋活性污泥產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行3~7天活化擴(kuò)大培養(yǎng),進(jìn)行分級馴化后再分批次加入到生物反應(yīng)器中。應(yīng)當(dāng)說明的是,為防止在水處理過程中過度的環(huán)境沖擊造成微生物難以大量繁殖而影響生物反應(yīng)器的水處理效果,則需要進(jìn)行活化擴(kuò)大培養(yǎng)(同理需3~7天);又由于鹽度過高,超過一半海洋微生物的耐受范圍,只有少部分海洋微生物能生存并繁殖在所述的超高鹽生物處理系統(tǒng)中,因此需要分級馴化(所述分級馴化為水處理術(shù)語,指梯度地提高不利于微生物生長的環(huán)境因子,以提高微生物的耐受力)后再分批次加入到生物反應(yīng)器中,以提高海洋微生物的耐鹽能力。
本發(fā)明提供的海洋活性污泥產(chǎn)品的水處理方法,通過結(jié)合水處理經(jīng)驗(yàn)技術(shù),提高了海洋活性污泥產(chǎn)品的水處理能力和應(yīng)用面,實(shí)用性較強(qiáng)。
本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的所述海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法流程圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中制備海洋活性污泥產(chǎn)品的設(shè)備示意圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例二、三和四中制備的海洋活性污泥產(chǎn)品在不同溫度下處理高鹽有機(jī)廢水的cod降解率。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例二、三和四中制備的海洋活性污泥產(chǎn)品在不同ph下處理高鹽有機(jī)廢水的cod降解率。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例二、三和四中制備的海洋活性污泥產(chǎn)品在不同攪拌速度下處理高鹽有機(jī)廢水的cod降解率。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例二、三和四中制備的海洋活性污泥產(chǎn)品中分離出的優(yōu)勢菌種在固體培養(yǎng)基上的菌落照片。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例五中制備的海洋活性污泥產(chǎn)品在不同鹽濃度或苯酚起始量下降解苯酚的能力。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例一
本實(shí)施例提供一種海洋活性污泥產(chǎn)品,其特征在于:所述海洋活性污泥產(chǎn)品富含源自海洋或其他鹽環(huán)境的耐、嗜鹽微生物,所述海洋活性污泥產(chǎn)品以顆粒絮狀的活性污泥形態(tài)或分離復(fù)合菌劑的形態(tài)存在,所述海洋活性污泥產(chǎn)品的溶解氧(do)含量為0.1~4.0mg/l(低于0.5mg/l為厭氧環(huán)境)、環(huán)境溫度為0~50度(長期儲藏優(yōu)選為4度)、鹽濃度為2~34%、ph值為5~9,且以所述活性污泥形態(tài)存在時(shí),其污泥體積指數(shù)(svi)為50~200ml/g、混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(mlvss)為1.2~7.5g/l。
針對本發(fā)明的海洋活性污泥產(chǎn)品,本發(fā)明設(shè)計(jì)了該海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的所述海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法流程圖,如圖1所示,本實(shí)施例提供的海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
s1:取用未滅菌海泥作為微生物生長載體、海水配置培養(yǎng)液;
s2:在生物反應(yīng)器中培養(yǎng)30~180天,獲得海洋活性污泥;
s3:指向性改變海洋活性污泥的生存環(huán)境,富集優(yōu)勢菌群;
s4:將海洋活性污泥按產(chǎn)品規(guī)格分裝,或分離獲得復(fù)合菌劑。
運(yùn)用本發(fā)明提供的海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法,培養(yǎng)過程中采用的設(shè)備如圖2所示:圖2為本發(fā)明實(shí)施例中制備海洋活性污泥產(chǎn)品的設(shè)備示意圖,主要包括儲料箱和培養(yǎng)箱,儲料箱用以配置培養(yǎng)海洋活性污泥的營養(yǎng)培養(yǎng)液,培養(yǎng)箱為裝載和培養(yǎng)海洋活性污泥。
應(yīng)當(dāng)說明的是,活性污泥法是一種最常用的生物處理方法,運(yùn)營價(jià)格極低,降解廢水采用的微生物是基于絮狀污泥載體生存的微生物生態(tài)系統(tǒng)。本發(fā)明中,海洋活性污泥即從海泥、海水或其他鹽環(huán)境中分離培養(yǎng)的耐、嗜鹽微生物群體,其中固態(tài)載體主要為原始海泥和耐、嗜鹽微生物生產(chǎn)的生物有機(jī)物大分子的混合物,為了滿足工業(yè)、研究等不同的應(yīng)用方式,本發(fā)明提供的海洋活性污泥產(chǎn)品以顆粒絮狀的活性污泥形態(tài)或分離復(fù)合菌劑的形態(tài)存在。還應(yīng)當(dāng)說明的是,根據(jù)定制的復(fù)合耐、嗜鹽微生物群體種類的不同,所述海洋活性污泥產(chǎn)品中的do含量為0.1~0.5mg/l(對于厭氧耐、嗜鹽微生物)、0.5~4.0mg/l(對于好氧耐、嗜鹽微生物)或0.1~4.0mg/l(對于好厭氧兼性耐、嗜鹽微生物);儲藏的環(huán)境溫度為優(yōu)選為4度,但基于海洋微生物菌群種類繁多,在0~50度下保存都是可行的,隨菌種種類設(shè)定;根據(jù)應(yīng)用的水體鹽濃度、ph值不同,定向生產(chǎn)的所述海洋活性污泥產(chǎn)品中的鹽濃度優(yōu)選為2~34%,ph值優(yōu)選為5~9;此外,當(dāng)所述海洋活性污泥產(chǎn)品以活性污泥形態(tài)存在時(shí),為了防止污泥膨脹或包證產(chǎn)品的最佳污泥濃度,其svi優(yōu)選為50~200ml/g、mlvss優(yōu)選為1.2~7.5g/l,這個(gè)范圍同時(shí)也便于分裝和保存。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施例中提供的海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例二
本實(shí)施例提供了一種海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
s1:取用威海金海灣浴場未滅菌的海泥作為微生物生長載體,取用威海金海灣浴場未滅菌的海水配置培養(yǎng)液,海泥的初始污泥體積指數(shù)(svi)為12ml/g,所述取樣的海體環(huán)境的鹽度為2.8%,配置的所述培養(yǎng)液包含葡萄糖0.21g/l、淀粉0.17g/l、氯化銨0.06g/l、磷酸二氫鉀0.003g/l(c、n、p的元素比約為100:5:1),其對應(yīng)化學(xué)需氧量(cod)濃度為400mg/l;
s2:在生物反應(yīng)器中培養(yǎng)90天,獲得海洋活性污泥;在培養(yǎng)所述海洋活性污泥的過程中不攪拌,營養(yǎng)液的換新次數(shù)為前30天7次/周,中30天4次/周,后30天2次/周,培養(yǎng)環(huán)境的溶解氧(do)含量為2.0mg/l,培養(yǎng)環(huán)境的溫度為30度;
s3:指向性改變海洋活性污泥的生存環(huán)境,富集優(yōu)勢菌群;該過程中,葡萄糖換為等量蔗糖(有機(jī)物成分)、氯化銨換為等量硝酸銨(無機(jī)鹽成分)、鹽濃度增加到5%、ph值調(diào)節(jié)至7、溫度調(diào)節(jié)至25度、溶氧量調(diào)節(jié)到3.0mg/l、添加100rmp的磁力攪拌;
s4:將海洋活性污泥按產(chǎn)品規(guī)格分裝;所述海洋活性污泥的分裝規(guī)格為100ml/g的svi、2.5g/l的mlvss。
實(shí)施例三
本實(shí)施例提供了一種海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
s1:取用渤海地區(qū)未滅菌的海泥作為微生物生長載體,取用黃海地區(qū)未滅菌的海水配置培養(yǎng)液,海泥的初始污泥體積指數(shù)(svi)為35ml/g,所述取樣的海體環(huán)境的鹽度為2%,配置的所述培養(yǎng)液包含蔗糖0.05g/l、蛋白胨0.05g/l、硝酸銨0.015g/l、磷酸氫二鉀0.001g/l(其對應(yīng)cod濃度約為100mg/l);
s2:在生物反應(yīng)器中培養(yǎng)30天,獲得海洋活性污泥;在培養(yǎng)所述海洋活性污泥的過程中不攪拌,營養(yǎng)液的換新次數(shù)為前10天7次/周,中10天5次/周,后10天3次/周,培養(yǎng)環(huán)境的do含量為0.1mg/l,培養(yǎng)環(huán)境的溫度為40度;
s3:指向性改變海洋活性污泥的生存環(huán)境,富集優(yōu)勢菌群;該過程中,蔗糖換為等量乳糖、蛋白胨換為等量奶粉(有機(jī)物成分)、磷酸氫二鉀換為等量氯化鉀(無機(jī)鹽成分)、鹽濃度增加到7%、ph值調(diào)節(jié)至6、溫度調(diào)節(jié)至20度、溶氧量調(diào)節(jié)到1.0mg/l、添加150rmp的磁力攪拌;
s4:將海洋活性污泥按產(chǎn)品規(guī)格分裝;所述海洋活性污泥的分裝規(guī)格為200ml/g的svi、7.5g/l的mlvss。
實(shí)施例四
本實(shí)施例提供了一種海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
s1:取用死海未滅菌的海泥作為微生物生長載體,取用死海未滅菌的海水配置培養(yǎng)液,海泥的初始svi為5ml/g,所述取樣的海體環(huán)境的鹽度為34%,配置的所述培養(yǎng)液包含葡萄糖0.31g/l、淀粉0.27g/l、氯化銨0.06g/l、磷酸二氫鉀0.003g/l(其對應(yīng)cod濃度為600mg/l);
s2:在生物反應(yīng)器中培養(yǎng)120天,獲得海洋活性污泥;在培養(yǎng)所述海洋活性污泥的過程中不攪拌,營養(yǎng)液的換新次數(shù)為前30天7次/周,中60天5次/周,后30天4次/周,培養(yǎng)環(huán)境的do含量為4.0mg/l,培養(yǎng)環(huán)境的溫度為20度;
s3:指向性改變海洋活性污泥的生存環(huán)境,富集優(yōu)勢菌群;該過程中,葡萄糖換為等量半乳糖(有機(jī)物成分)、氯化銨換為等量硝酸銨(無機(jī)鹽成分)、鹽濃度降低到20%、ph值調(diào)節(jié)至8、溫度調(diào)節(jié)至25度、溶氧量調(diào)節(jié)到2.0mg/l、添加80rmp的磁力攪拌;
s4:所述未分裝的海洋活性污泥的分裝規(guī)格為50ml/g的svi、1.2g/l的mlvss,將海洋活性污泥通過篩濾脫泥、離心過濾及濃縮,獲得的懸浮菌液(復(fù)合菌劑)。
為研究制得的海洋活性污的水處理能力,泥根據(jù)上述實(shí)施例二、實(shí)施例三、實(shí)施例四制備得到的海洋活性污泥產(chǎn)品,進(jìn)行了水處理能力測定:
在對比實(shí)驗(yàn)中,使用的所述海洋活性污泥的量為100l(實(shí)施例四使用復(fù)合菌劑提取前的海洋活性污泥),svi為70ml/g,mlvss為3g/l;使用的待處理高鹽有機(jī)廢水的鹽度為5%,且含有葡萄糖0.21g/l、淀粉0.17g/l、氯化銨0.06g/l、磷酸二氫鉀0.003g/l,其對應(yīng)cod濃度為400mg/l;水處理12小時(shí)后測定水體中的cod降解率(測定方法為高錳酸鹽法:gb/t11892-1989),實(shí)驗(yàn)參數(shù)的改變包括環(huán)境溫度(20~45度)、ph(3~11)、和攪拌速度(60~220rpm),通過改變環(huán)境條件測定海洋活性污泥較適宜的運(yùn)行環(huán)境。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例二、三和四中制備的海洋活性污泥產(chǎn)品在不同溫度下(ph值固定為7、無攪拌)處理高鹽有機(jī)廢水的cod降解率。如圖3所示,在20~45度下,實(shí)施例二制備的海洋活性污泥的cod去除率大于實(shí)施例三、四的cod去除率,實(shí)施例三為最低,且在35度時(shí),各實(shí)施例的cod去除率最高,均在80%以上。說明海洋活性污泥中的細(xì)菌能在20~45度下表現(xiàn)出生物降解活性,且實(shí)施例二海洋活性污泥中的微生物系統(tǒng)的生物降解能力要大于實(shí)施例三、四(實(shí)施例三為最低);同時(shí)也說明了不同條件下培養(yǎng)出的活性污泥產(chǎn)品有著不同的微生物生態(tài)系統(tǒng),且其對溫度的敏感程度不一。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例二、三和四中制備的海洋活性污泥產(chǎn)品在不同ph下(溫度固定為25度、無攪拌)處理高鹽有機(jī)廢水的cod降解率。如圖4所示,在ph3~11下,實(shí)施例二制備的海洋活性污泥的cod去除率大于實(shí)施例三、四的cod去除率,實(shí)施例三在ph為3、5或11時(shí)為最低,實(shí)施例四在ph為7~9時(shí)為最低,且在ph為7時(shí),各實(shí)施例的cod去除率最高,均在80%以上。說明海洋活性污泥中的細(xì)菌能在ph3~11下表現(xiàn)出生物降解活性,且總體上實(shí)施例二海洋活性污泥中的微生物系統(tǒng)的生物降解能力要大于實(shí)施例三、四;而在偏海洋環(huán)境ph條件下(ph7~9),實(shí)施例三的海洋活性污泥表現(xiàn)的生物降解能力要高于實(shí)施例四的海洋活性污泥,說明實(shí)施例三的海洋活性污泥在此ph范圍內(nèi)生物活性較高,但在其他ph值時(shí),實(shí)施例三的海洋活性污泥的cod去除率大幅下降,而實(shí)施例四的海洋活性污泥表現(xiàn)的生物降解能力要高于實(shí)施例三的海洋活性污泥,這說明實(shí)施例四的海洋活性污泥的抗ph(酸堿)變化能力要略強(qiáng)一些;以上也說明了不同條件下培養(yǎng)出的活性污泥產(chǎn)品對ph的敏感程度不一。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例二、三和四中制備的海洋活性污泥產(chǎn)品在不同攪拌速度下(溫度固定為25度、ph固定為7)處理高鹽有機(jī)廢水的cod降解率。如圖5所示,在60~220rpm的攪拌速度下,實(shí)施例二制備的海洋活性污泥的cod去除率大于實(shí)施例三、四的cod去除率,實(shí)施例三為最低,且在200rpm的攪拌速度時(shí),各實(shí)施例的cod去除率最高,均在75%以上,說明攪拌速度對各實(shí)施例的cod去除率有一定的影響;但各實(shí)施例在不同攪拌速度下的cod去除率改變趨勢幾乎相同,說明不同攪拌速度主要影響的是宏觀系統(tǒng)的處理速率(水力周期、微生物附著比、懸浮顆粒濃度),對微觀微生物生態(tài)能力影響不大。
為初步確認(rèn)以上實(shí)施例海洋活性污泥產(chǎn)品中的菌種的不同,其優(yōu)勢菌種被蛋白胨-瓊脂固體培養(yǎng)基分離,圖6為本發(fā)明實(shí)施例二、三和四中制備的海洋活性污泥產(chǎn)品中分離出的優(yōu)勢菌種在固體培養(yǎng)基上的菌落照片,根據(jù)圖6所示,實(shí)施例二制備的海洋活性污泥中的優(yōu)勢菌種在培養(yǎng)基上顯示黃色菌落,實(shí)施例三制備的海洋活性污泥中的優(yōu)勢菌種在培養(yǎng)基上顯示乳白色菌落,實(shí)施例四制備的海洋活性污泥中的優(yōu)勢菌種在培養(yǎng)基上顯示黃綠色菌落,直觀的表面這些優(yōu)勢菌種不是一種,進(jìn)一步的第三方檢測數(shù)據(jù)表示所述黃色菌落的菌種為蛋白菌屬、所述乳白菌落的菌種為桿菌屬、所述乳白菌落的菌種為弧菌屬。
在本發(fā)明的實(shí)施方法中,培養(yǎng)活性污泥的參數(shù)非常重要,對于步驟s1應(yīng)當(dāng)說明的是,所述海泥的初始svi優(yōu)選為5~35ml/g,所述海水的鹽度為2~34%,配置的所述培養(yǎng)液中c、n、p的元素比優(yōu)選為100:5:1,其對應(yīng)cod濃度為100~600mg/l;所述海泥的初始svi、鹽度取決于取樣點(diǎn),一般地區(qū)的海泥的svi較低,在5~20ml/g間,而在污染或養(yǎng)分較為豐富的海域,取樣的海泥的svi較高,能達(dá)到20~35ml/g;全世界大洋的平均鹽度為3.5%,一般近海地區(qū)取樣的海泥、海水鹽度為2~3.5%,而一些極端鹽水體環(huán)境如死海,高達(dá)34%(2011年數(shù)據(jù)),死海與附近交匯水域的鹽度則在3.5~34%之間;配置的所述培養(yǎng)液中c、n、p的元素比在100:5:1時(shí)為最佳培養(yǎng)條件,改變c、n、p比值對微生物群落會有一定的影響,c、n、p比值在后續(xù)定向培養(yǎng)或馴化過程中隨要求改變;其對應(yīng)cod濃度若低于100mg/l會導(dǎo)致營養(yǎng)不夠,微生物生態(tài)系統(tǒng)得不到充足的養(yǎng)分,導(dǎo)致培養(yǎng)周期長或培養(yǎng)失敗,而cod若高于600mg/l則超過培養(yǎng)微生物的需求,優(yōu)勢微生物生長太快,生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定,同時(shí)也造成了培養(yǎng)基的浪費(fèi)。
在培養(yǎng)所述海洋活性污泥的進(jìn)一步實(shí)施過程中,對于步驟s2應(yīng)當(dāng)說明的是,用于培養(yǎng)海洋活性污泥的營養(yǎng)液的換新次數(shù)為2~7次/周,培養(yǎng)環(huán)境的do含量為0.1~4.0mg/l(低于0.5mg/l為厭氧培養(yǎng)),培養(yǎng)環(huán)境的溫度為20~40度;培養(yǎng)活性污泥過程需要按周期定時(shí)換新營養(yǎng)液以保證微生物有充足的營養(yǎng)生長,在培養(yǎng)初期,換新次數(shù)應(yīng)為1次/日,逐步降低到2次/周至培養(yǎng)完成;而培養(yǎng)環(huán)境的do含量根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)菌體所需設(shè)置,作為厭氧培養(yǎng)時(shí),do含量為0.1~0.5mg/l,作為好氧培養(yǎng)時(shí),do含量為0.5~4.0mg/l,對于好厭氧兼性耐、嗜鹽微生可采用do為0.1~4.0mg/l均可,但do含量影響生態(tài)系統(tǒng)中好、厭氧鹽微生的比例,根據(jù)實(shí)際定制控制;同時(shí)由于海洋微生物的適宜生存環(huán)境在20~40度,因此培養(yǎng)環(huán)境的溫度優(yōu)選在這個(gè)溫度范圍,否則影響培養(yǎng)速度。
在培養(yǎng)所述海洋活性污泥的進(jìn)一步實(shí)施過程中,對于步驟s3應(yīng)當(dāng)說明的是,所述指向性改變海洋活性污泥的生存環(huán)境主要包括改變培養(yǎng)溶液中的有機(jī)物成分、無機(jī)鹽離子成分、鹽濃度、ph值、溫度、溶氧量、攪拌速度,通過改變生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境富集對應(yīng)的所述優(yōu)勢菌群;其中,指向性改變海洋活性污泥的生存環(huán)境是一個(gè)類似馴化的過程,通過定制將海洋活性污泥中的優(yōu)勢菌種富集,用以處理對應(yīng)條件下的高鹽有機(jī)廢水,指向性參數(shù)包括改變培養(yǎng)溶液中的有機(jī)物成分,即當(dāng)使用其他有機(jī)物,特別是有毒害性的有機(jī)物(如苯酚、聚乙烯衍生物等)作為微生物碳源時(shí),僅能講解這些有機(jī)物的海洋微生物能生存下來,通過一定時(shí)間的培養(yǎng),海洋活性污泥中則富集了能降解所述有機(jī)物成分或其衍生物的微生物菌群;對于無機(jī)鹽離子成分,當(dāng)水體中含有其他無機(jī)鹽,特別是有毒害性的有機(jī)物(如汞離子、鉻離子、亞硝酸根離子等)時(shí),僅能耐受這些無機(jī)鹽離子的海洋微生物能生存下來,通過一定時(shí)間的培養(yǎng),海洋活性污泥中則富集了能耐受這些無機(jī)鹽離子的微生物菌群;作為無機(jī)鹽離子成分的一種,當(dāng)鹽濃度(特指氯化鈉)改變時(shí),則海洋活性污泥中則富集了能生存在特定鹽濃度下的微生物菌群;對于ph值,雖然大部分海洋微生物適宜于相對中性環(huán)境(ph值為6.5~8.5),其中也不乏各種耐酸、耐堿海洋微生物,從而條件水體環(huán)境的ph值,通過一定時(shí)間的培養(yǎng)后,海洋活性污泥中則富集了能生存在特定ph下的微生物菌群;對于溫度,由于溫度對細(xì)胞活性的影響因菌種而異,所以在特定溫度下富集海洋活性污泥中的優(yōu)勢菌群,有利于提高海洋活性污泥的適用面,但由于大部分海洋微生物能存活在5~45度的環(huán)境下,溫度對微生物的影響相對其他因素其作用較小;對于do,作為厭氧培養(yǎng)時(shí),do含量為0.1~0.5mg/l,作為好氧培養(yǎng)時(shí),do含量為0.5~4.0mg/l,對于好厭氧兼性耐、嗜鹽微生可采用do為0.1~4.0mg/l均可,故do含量影響生態(tài)系統(tǒng)中好、厭氧鹽微生的比例;而攪拌速度主要影響微生物和活性污泥間的結(jié)合,黏性大的微生物更能附著在活性污泥上,由于活性污泥吸附了更多地營養(yǎng)物質(zhì),則采用較大的攪拌速度時(shí),通過一定時(shí)間的培養(yǎng)后,海洋活性污泥中部分黏性較大的微生物菌群的比例會有所提高。
在培養(yǎng)所述海洋活性污泥的進(jìn)一步實(shí)施過程中,對于步驟s4應(yīng)當(dāng)說明的是,所述海洋活性污泥的分裝規(guī)格為50~200ml/g的svi、1.2~7.5g/l的mlvss,所述分離過程即通過篩濾脫泥、離心過濾及濃縮獲得的懸浮菌液。應(yīng)當(dāng)說明的是,海洋活性污泥的分裝規(guī)格決定了產(chǎn)品的保質(zhì)期和性價(jià)比,當(dāng)分裝后的海洋活性污泥的svi低于50ml/g時(shí),其活性太低,微生物數(shù)量太少,當(dāng)分裝后的海洋活性污泥的svi高于200ml/g時(shí),由于部分污泥膨脹,大量使用時(shí)會造成生物反應(yīng)器的顆粒懸浮物難以沉降,從而影響水處理效果;當(dāng)mlvss含量低于1.2g/l,分裝的海洋活性污泥的量太少,對應(yīng)的水處理功效則不夠,而當(dāng)mlvss含量高于7.5g/l時(shí),分裝的海洋活性污泥的量太多,則其中的微生物數(shù)目也很多,由于單位體積內(nèi)存留的營養(yǎng)物質(zhì)不夠,因此mlvss過高會導(dǎo)致產(chǎn)品的保質(zhì)期縮短。
通過以上說明,本發(fā)明實(shí)施例提供的一種海洋活性污泥產(chǎn)品,首次將嗜鹽微生物培養(yǎng)技術(shù)和活性污泥培養(yǎng)技術(shù)融合運(yùn)用,制備得到了新型的、用于高鹽有機(jī)廢水處理的微生物凈化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)活性污泥在高鹽有機(jī)廢水生物處理上的應(yīng)用,達(dá)到了高的廢水降解能力、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行費(fèi)用和溫度的運(yùn)行系統(tǒng),實(shí)用性較高。
為了進(jìn)一步擴(kuò)展海洋活性污泥產(chǎn)品的適用范圍,本發(fā)明實(shí)施例提供了所述海洋活性污泥產(chǎn)品的水處理應(yīng)用方法,下面結(jié)合具體實(shí)施例對其作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例五
本實(shí)施例提供了一種海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法和水處理應(yīng)用方法,其特征在于,包括如下步驟:
s1:取用東海地區(qū)未滅菌的海泥作為微生物生長載體,取用東海地區(qū)未滅菌的海水配置培養(yǎng)液,海泥的初始svi為20ml/g,所述取樣的海體環(huán)境的鹽度為3%,配置的所述培養(yǎng)液包含淀粉0.2g/l、乳糖0.2g/l、氯化銨0.03g/l、磷酸二氫鉀0.003g/l(其對應(yīng)cod濃度約為400mg/l);
s2:在生物反應(yīng)器中培養(yǎng)90天,獲得海洋活性污泥;在培養(yǎng)所述海洋活性污泥的過程中不攪拌,營養(yǎng)液的換新次數(shù)為前30天7次/周,中30天4次/周,后30天2次/周,培養(yǎng)環(huán)境的do含量為1mg/l,培養(yǎng)環(huán)境的溫度為25度;
s3:指向性改變海洋活性污泥的生存環(huán)境,富集優(yōu)勢菌群;該過程中,淀粉換為等量苯酚(有機(jī)物成分)、磷酸二氫鉀換為等量氯化鉀(無機(jī)鹽成分)、鹽濃度增加到3.5%、ph值調(diào)節(jié)至7、溫度調(diào)節(jié)至20度、溶氧量調(diào)節(jié)到2mg/l、添加100rmp的磁力攪拌;
s4:將海洋活性污泥按產(chǎn)品規(guī)格分裝;所述海洋活性污泥的分裝規(guī)格為100ml/g的svi、2.5g/l的mlvss。
s5:用于鹽度為3.5~10%的已有高鹽生物水處理系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)改良劑時(shí),將所述海洋活性污泥產(chǎn)品直接加入到生物反應(yīng)器中;其中使用的所述海洋活性污泥的量為100l,使用的待處理高鹽有機(jī)廢水的鹽度為3.5~10%(多組比較),且含有苯酚1g/l;水處理12小時(shí)后測定各組水體中的苯酚殘留量;
s6:用于鹽度為2%的新建高鹽生物水處理系統(tǒng)的原始菌群時(shí),將所述海洋活性污泥產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行3~7天活化擴(kuò)大培養(yǎng)后,分3次等量加入到生物反應(yīng)器中;其中使用的所述海洋活性污泥的量為100l,使用的待處理高鹽有機(jī)廢水的鹽度初始為2%(加入鹽度3.5%的海洋活性污泥后鹽度會升高,在2~3.5%之間),且含有苯酚0、0.5、1.0、1.5、2.0g/l(五組對比);水處理12小時(shí)后測定各組水體中的苯酚去除率。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例五中制備的海洋活性污泥產(chǎn)品在不同鹽濃度(步驟s5)或苯酚起始量下(步驟s6)降解苯酚的能力,如圖7所述,對于步驟s5的實(shí)驗(yàn),當(dāng)鹽度從3.5%開始升高時(shí),海洋活性污泥的苯酚處理能力緩慢下降,但在鹽度6%及以下的實(shí)驗(yàn)中,殘留苯酚量在2mg/l中,而當(dāng)鹽度超過6.5%及以上時(shí),海洋活性污泥的苯酚降解能力急劇下降,不能再用于該高鹽含酚廢水的處理;對于步驟s6的實(shí)驗(yàn),當(dāng)苯酚起始濃度在0~1g/l時(shí),海洋活性污泥的苯酚處理能力較高,接近100%,但當(dāng)苯酚起始濃度在1g/l以上時(shí),海洋活性污泥的苯酚降解能力急劇下降,苯酚去除能力不足,需要重新考慮工藝的設(shè)計(jì)。
應(yīng)當(dāng)說明的是,采用本實(shí)施例提供的所述海洋活性污泥產(chǎn)品的水處理應(yīng)用方法,用于低鹽濃度(鹽度為2~10%)廢水降解時(shí),由于目標(biāo)廢水的鹽濃度不高,海洋微生物能無障礙的生存并繁殖在目標(biāo)廢水中,取得高效的降解速率;當(dāng)作為所述改良劑應(yīng)用時(shí),由于反應(yīng)器中有一定的微生物系統(tǒng)基礎(chǔ),加入的海洋活性污泥產(chǎn)品只是為了給原生態(tài)系統(tǒng)添加新的耐、嗜鹽菌群,可以直接投加;當(dāng)作為新生物反應(yīng)器中的原始菌群時(shí),加入的海洋活性污泥產(chǎn)品優(yōu)選單獨(dú)進(jìn)行3~7天活化擴(kuò)大培養(yǎng),再分批次加入到反應(yīng)器中,以較大限度的增加海洋微生物的菌量,防止在水處理過程中過度的環(huán)境沖擊造成微生物難以大量繁殖而延長生物反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間,需要額外說明的是,由于海洋微生物在適宜條件下2~3天即可富集繁殖,則所述活化擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)間應(yīng)大于3天,而超過7天則浪費(fèi)過多資源和時(shí)間,沒有必要。
實(shí)施例六
本實(shí)施例提供了一種海洋活性污泥產(chǎn)品的制備方法和水處理應(yīng)用方法,其特征在于,包括如下步驟:
s1:取用青海地區(qū)(鹽湖,屬于非海洋水體的高鹽環(huán)境)未滅菌的湖泥作為微生物生長載體,取用南海地區(qū)未滅菌的海水配置培養(yǎng)液,湖泥的初始svi為25ml/g,所述取樣的海體環(huán)境的鹽度為3.2%,配置的所述培養(yǎng)液包含葡萄糖0.3g/l、蔗糖0.2g/l、氯化銨0.02g/l、磷酸二氫鉀0.002g/l(其對應(yīng)cod濃度約為500mg/l);
s2:在生物反應(yīng)器中培養(yǎng)80天,獲得海洋活性污泥;在培養(yǎng)所述海洋活性污泥的過程中不攪拌,營養(yǎng)液的換新次數(shù)為前30天7次/周,中30天3次/周,后20天2次/周,培養(yǎng)環(huán)境的do含量為0.5mg/l,培養(yǎng)環(huán)境的溫度為20度;
s3:指向性改變海洋活性污泥的生存環(huán)境,富集優(yōu)勢菌群;該過程中,蔗糖換為等量奶粉(有機(jī)物成分)、氯化銨換為等量氯化鉀(無機(jī)鹽成分)、鹽濃度增加到5%、ph值調(diào)節(jié)至7.5、溫度調(diào)節(jié)至25度、溶氧量調(diào)節(jié)到2.5mg/l、添加50rmp的磁力攪拌;
s4:將海洋活性污泥按產(chǎn)品規(guī)格分裝;所述海洋活性污泥的分裝規(guī)格為80ml/g的svi、3g/l的mlvss;
s5:用于鹽度為10%的高鹽生物處理系統(tǒng)時(shí),將所述海洋活性污泥產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行3天活化擴(kuò)大培養(yǎng),進(jìn)行分級馴化后再分2次加入到生物反應(yīng)器中;其中使用的所述海洋活性污泥的量為50l,含葡萄糖0.3g/l、蔗糖0.2g/l;水處理12小時(shí)后測定水體中的cod去除率;
s6:用于鹽度為34%的超高鹽生物處理系統(tǒng)時(shí),將所述海洋活性污泥產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行7天活化擴(kuò)大培養(yǎng),進(jìn)行分級馴化后再分5次加入到生物反應(yīng)器中;其中使用的所述海洋活性污泥的量為50l,含葡萄糖0.3g/l、蔗糖0.2g/l;水處理12小時(shí)后測定水體中的cod去除率。
測量結(jié)果表明,對于本實(shí)施例步驟s5的實(shí)驗(yàn),由于鹽度(10%)僅為培養(yǎng)步驟s3中采用的鹽度(5%)的兩倍,測得的12小時(shí)cod去除率為84±5%,表明該海洋活性污泥中的微生物能適應(yīng)兩倍的鹽度,并有較好的廢水降解能力;而對于本實(shí)施例步驟s6的實(shí)驗(yàn),由于鹽度(34%)為培養(yǎng)步驟s3中采用的鹽度(5%)的6.8倍,測得的12小時(shí)cod去除率僅為21±7%,表明大部分該海洋活性污泥中的微生物不能適應(yīng)超高的鹽度,但仍有部分耐、嗜鹽微生物表現(xiàn)出活性,取得一定的cod去除率,理論上處理此超高鹽度的有機(jī)廢水也是可行的,但需要用更長的水處理時(shí)間或換用更有效培養(yǎng)的、含更多耐、嗜鹽微生物菌群的海洋活性污泥。
應(yīng)當(dāng)說明的是,所述分級馴化為水處理術(shù)語,指梯度地提高不利于微生物生長的環(huán)境因子,以提高微生物的耐受力。同時(shí),在本實(shí)施例的水處理過程中,由于海洋活性污泥用于鹽度為10~34%及以上的超高鹽生物處理系統(tǒng),應(yīng)將所述海洋活性污泥產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行3~7天活化擴(kuò)大培養(yǎng),進(jìn)行分級馴化后再分批次加入到生物反應(yīng)器中,且為防止在水處理過程中過度的環(huán)境沖擊造成微生物難以大量繁殖而影響生物反應(yīng)器的水處理效果,需要進(jìn)行活化擴(kuò)大培養(yǎng)(3~7天);又由于鹽度過高,超過一半海洋微生物的耐受范圍,只有少部分海洋微生物能生存并繁殖在所述的超高鹽生物處理系統(tǒng)中,因此需要分級馴化后再分批次加入到生物反應(yīng)器中,以提高海洋微生物的耐鹽能力。
本發(fā)明提供的海洋活性污泥產(chǎn)品的水處理方法,通過結(jié)合水處理經(jīng)驗(yàn)技術(shù),提高了海洋活性污泥產(chǎn)品的水處理能力和應(yīng)用面,實(shí)用性較強(qiáng)。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例,可以理解的是,上述實(shí)施例是示例性的,不能理解為對本發(fā)明的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型,而并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。