本發(fā)明涉及污水生物處理領(lǐng)域，特別是涉及一種培養(yǎng)高濃度懸浮態(tài)菌藻共生體的方法。

背景技術(shù)：

目前污水的生物處理技術(shù)主要依賴細(xì)菌對污染物的轉(zhuǎn)化能力。在利用菌藻系統(tǒng)處理污水方面，低濃度菌藻共生體系長期以來存在于諸如氧化塘等低負(fù)荷、大水力停留時間的工藝中，主要用于處理活性污泥工藝的出水。目前，菌藻共生體系處理生活污水的效率仍然偏低，其表現(xiàn)為菌藻反應(yīng)器所需要的水力停留時間需要2～5天。菌藻反應(yīng)器較低效率的原因在于反應(yīng)器內(nèi)較低的生物濃度。目前懸浮態(tài)共生體系濃度集中在0.3～0.6g/l之間，該濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于活性污泥工藝中達(dá)到的濃度。由于藻類和細(xì)菌易于從常規(guī)反應(yīng)器中流失，很大一部分研究采用生物膜工藝以提高反應(yīng)器中的菌藻生物量。然而生物膜法中大量使用的填料會嚴(yán)重干擾光的傳播，且生物膜表面的微生物會對底層微生物起到遮光作用，這使得采用生物膜方式構(gòu)建的菌藻共生體的污水處理效率難以提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種培養(yǎng)高濃度懸浮態(tài)菌藻共生體的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中菌藻共生體的污水處理效率低等問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種培養(yǎng)高濃度懸浮態(tài)菌藻共生體的方法，包括如下步驟：

1)選取膜生物反應(yīng)器，膜生物反應(yīng)器中設(shè)有阻止菌藻流出的過濾裝置；

2)向膜生物反應(yīng)器中接種污泥和藻種；

3)向膜生物反應(yīng)器中持續(xù)加入含有有機(jī)物、氨氮以及磷酸鹽的污水，污泥和藻種在水體中混合，形成懸浮態(tài)菌藻共生體，污水在反應(yīng)器中的水力停留時間為4～48h，生物停留時間4天以上，得到菌藻共生體。

進(jìn)一步地，步驟2)中，所述污泥選自富含微生物的泥材料。

優(yōu)選地，步驟2)中，所述污泥選自河流、湖泊底部的淤泥，或者污水生物處理設(shè)施中的污泥。

污泥可以采用常規(guī)污水處理廠中的污泥，或者富含微生物的自然界中的淤泥、土壤等介質(zhì)。只要污泥中含有一定量的微生物，在接種之后，即可大量繁殖，起到去除污水中有機(jī)物的作用。

進(jìn)一步地，步驟2)中，所述藻種選自藍(lán)藻、綠藻、硅藻中的至少一種。可以采用單一藻種，如藍(lán)藻，綠藻等；或者采用人工強(qiáng)化處理設(shè)施中自然生長的混合藻，如污水處理廠中二沉池壁上的藻。所述藻種優(yōu)選為混合藻。

進(jìn)一步地，步驟2)中，污泥和藻種的接種濃度各為0.5-5g/l。

進(jìn)一步地，步驟3)中，污水中有機(jī)物濃度為50-10000mg/l，氨氮濃度為10-500mg/l，磷酸鹽濃度為5-100mg/l。

其中，有機(jī)物具體可以為乙酸鹽等。

進(jìn)一步地，向膜生物反應(yīng)器中的菌藻共生體提供200～500μmol/(m²·s)的光照強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，膜生物反應(yīng)器中氧氣濃度為0～0.5mg/l。

進(jìn)一步地，膜生物反應(yīng)器中氧氣濃度為0～0.05mg/l。

進(jìn)一步地，對膜生物反應(yīng)器中的液體進(jìn)行攪拌，攪拌速度為1～200rpm。

進(jìn)一步地，對膜生物反應(yīng)器中的液體進(jìn)行攪拌，攪拌速度為10～200rpm。

進(jìn)一步地，步驟3)中，進(jìn)入膜生物反應(yīng)器的污水溫度為15～30℃，ph為6.5-7.5。上述溫度和ph范圍適宜微生物生長。

進(jìn)一步地，步驟3)中，生物停留時間為4-30天。生物停留時間是指反應(yīng)器中菌藻共生體的總量與每日排出量的比值。

進(jìn)一步地，按步驟3)持續(xù)操作2-4個月，直到實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器中菌藻共生體的濃度為3-6g/l。如果菌藻共生體的濃度過高，會造成菌太多，藻太少，進(jìn)而造成二者的協(xié)調(diào)作用喪失。接種只是在初期進(jìn)行，當(dāng)反應(yīng)器中的菌藻共生體濃度達(dá)到3-6g/l之后，只需要維持即可，不需要不斷接種。

如上所述，本發(fā)明的一種培養(yǎng)高濃度懸浮態(tài)菌藻共生體的方法，具有以下有益效果：本發(fā)明培養(yǎng)的高濃度懸浮態(tài)菌藻共生體濃度遠(yuǎn)超過所有已報道的文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)出以高濃度懸浮態(tài)菌藻共生體為核心的生物反應(yīng)器，其轉(zhuǎn)化污染物的效率超過所有已報道的懸浮態(tài)菌藻反應(yīng)器。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明實(shí)施例采用的培養(yǎng)高濃度懸浮態(tài)菌藻共生體反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明實(shí)施例的反應(yīng)器中生物濃度增長曲線圖。

零件標(biāo)號說明

1—進(jìn)水泵

2—反應(yīng)器

3—光源

4—菌藻共生體

5—過濾裝置

6—攪拌裝置

7—出水泵

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

實(shí)施例1

本實(shí)施例采用2l的燒杯作為反應(yīng)器，本實(shí)施例中反應(yīng)器結(jié)構(gòu)如圖1所示，反應(yīng)器2為膜生物反應(yīng)器，選用裂帛制成的過濾器作為過濾裝置5，安裝于反應(yīng)器2的出水口，起到過水但不過微生物的作用。向反應(yīng)器2中接種常規(guī)污泥以及藻種，本實(shí)施例接種市政污水廠中好氧池活性污泥以及沉淀池壁上的混合藻，污泥和藻種的接種濃度均為2g/l。反應(yīng)器2內(nèi)水體溫度為25℃，ph在6.5～7.5之間，反應(yīng)器。向反應(yīng)器執(zhí)行下述操作：采用進(jìn)水泵1持續(xù)性的向反應(yīng)器2中泵入含有有機(jī)物以及氮磷的污水，污水在反應(yīng)器中經(jīng)過處理后，經(jīng)過濾裝置5過濾后排出，過濾裝置5可以起到阻止菌藻共生體隨水體流出，出水管道上設(shè)有出水泵7，為水的排出提供動力。進(jìn)水中乙酸鹽濃度300mgcod/l、氨氮40mg/l、磷酸鹽15mg/l。反應(yīng)器2的水力停留時間為24小時。由于過濾裝置5的存在，反應(yīng)器2不會通過過濾裝置5向外排放微生物，采用光強(qiáng)為200μmol/(m²·s)的光源3向反應(yīng)器2提供光照。反應(yīng)器2的頂部呈開口結(jié)構(gòu)，當(dāng)菌藻共生體濃度過高時，可以通過該開口將過多的菌藻共生體從上部開口排出，使得菌藻共生體維持在合理濃度，污水處理過程中不需要人工曝氣，采用藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣作為細(xì)菌的氧氣來源，即可滿足細(xì)菌的氧氣需求，測得反應(yīng)器2的水體溶解氧濃度在0～0.05mg/l之間。反應(yīng)器2中采用攪拌裝置6對水體進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速100rpm。按照該操作方法持續(xù)操作約3個月，直到反應(yīng)器2中的菌藻共生體4濃度達(dá)到4g/l左右。反應(yīng)器對進(jìn)水cod和氨氮的去除效率為100％，磷酸鹽去除效率為50％。反應(yīng)器內(nèi)生物濃度隨時間的變化曲線如圖2所示。

綜上所述，本發(fā)明的一種培養(yǎng)高濃度懸浮態(tài)菌藻共生體的方法，具有以下有益效果：本發(fā)明培養(yǎng)的高濃度懸浮態(tài)菌藻共生體濃度遠(yuǎn)超過所有已報道的文獻(xiàn)資料；由本發(fā)明培養(yǎng)出以高濃度懸浮態(tài)菌藻共生體為核心的生物反應(yīng)器，其轉(zhuǎn)化污染物的效率超過所有已報道的懸浮態(tài)菌藻反應(yīng)器。例如，采用水力停留時間為24小時構(gòu)建的反應(yīng)器對氨氮、有機(jī)物的轉(zhuǎn)化能力為100％。已報道的懸浮態(tài)菌藻反應(yīng)器要達(dá)到這個效率需要3～6天的水力停留時間。本發(fā)明采用的反應(yīng)器構(gòu)型不同于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明只采用一個反應(yīng)器而非采用一系列反應(yīng)器，本發(fā)明培養(yǎng)的是懸浮態(tài)菌藻共生體而非附著態(tài)的菌藻共生體，也不是呈顆粒狀聚集態(tài)的菌藻共生體，也不采用曝氣操作，不需要向光反應(yīng)器中投加二氧化碳和臭氧，不需要后續(xù)絮凝沉淀池，也不需要前置兩個生物反應(yīng)器做預(yù)處理，本發(fā)明培養(yǎng)的是菌藻共生體而不是單獨(dú)的藻類，本發(fā)明不需要單獨(dú)通入氧氣，節(jié)省能耗，同時在單一的反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)有機(jī)物、氨氮、磷酸鹽的去除，無需進(jìn)行多級處理，有效提高污水處理效率。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。