污水處理過程中富集培養(yǎng)固定化硝化菌的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污水處理過程中富集培養(yǎng)固定化硝化菌的方法，以及培養(yǎng)方法中所使用的培養(yǎng)裝置。培養(yǎng)的固定化硝化菌不僅可直接用于處理高氨氮濃度的工業(yè)廢水，而且可以用于傳統(tǒng)活性污泥污水處理廠的升級改造，屬于污水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，大量生活污水和工業(yè)廢水直接排入各種水體，雖然環(huán)境監(jiān)管機制日趨完善，但是我國水體污染問題依舊不容樂觀，在一定程度上影響經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
[0003]目前污水生物脫氮是當今世界最為經(jīng)濟有效的污水處理技術(shù)。目前實際污水處理廠的處理工藝主要以硝化反硝化生物過程為基礎(chǔ)，高濃度高活性的硝化菌是污水生物脫氮性能的有力保障。一旦活性污泥中的硝化細菌含量偏低或者硝化細菌活性受到低溫抑制，硝化反應緩慢，污水生物脫氮就難以實現(xiàn)。通常污水處理廠活性污泥中硝化細菌所占的比例一般低于5%。同時硝化細菌為自養(yǎng)型微生物，具有世代時間長、繁殖速度慢、活性受低溫影響大等特點，只有快速富集出硝化細菌占很大比例且具備耐低溫特性的固定化硝化菌，才能保證污水處理廠冬季低溫條件下的出水水質(zhì)穩(wěn)定。另外，目前國內(nèi)很多污水處理廠升級改造過程中存在用地緊張和施工周期短的情況，因此無需新增用地和改造簡單的移動床生物膜-活性污泥組合工藝已經(jīng)成為污水處理廠升級改造項目的首選工藝，如果提高移動床生物膜工藝采用的懸浮填料上生物膜的硝化菌含量，將大大強化移動床生物膜的硝化效果，尤其是在冬季低溫條件下，污水處理廠的硝化性能維持穩(wěn)定。
[0004]CN10207025A公開了一種固定化耐冷硝化細菌的制備方法，以生活污水剩余污泥為原料，培養(yǎng)液采用微量元素培養(yǎng)液和生活污水混合配制，同時投加組合式纖維填料，富集的硝化菌含量只有5%，耐低溫極限為12°C。CN102051356A公布了一種用于細胞固定化的無機載體及其制備的固定化硝化細菌，載體采用粘土燒制，以硫酸銨溶液為培養(yǎng)基富集固定化硝化菌。CN103805590A公布了一種固定化低溫硝化菌處理低溫氨氮廢水的方法，以生活污水活性污泥為原料，在6?10°C條件下培養(yǎng)，培養(yǎng)基由葡萄糖、氯化銨、碳酸氫鈉和微量元素營養(yǎng)液組成，固定載體為海藻酸鈉、聚氨脂泡沫、氯化鈣等材料。CN103319000A公開了一種耐低溫自養(yǎng)硝化菌劑的制備方法，以低溫活性污泥為原料，培養(yǎng)基由乙酸鈉、氯化銨、氯化鈣、緩沖液組成，在10°C條件下培養(yǎng)，富集的硝化菌劑沒固定在載體上，所培養(yǎng)的硝化菌種類和含量沒有提及。CN102559489A公開了一種快速富集氨氧化菌的方法，以生活污水活性污泥為原料，培養(yǎng)基由微量元素培養(yǎng)液、緩沖液和氨鹽配制而成，氨氮濃度在100?500mg/L,所富集的氨氧化菌為亞硝化單胞菌，含量為60?65%，該專利沒有在低溫條件下培養(yǎng)馴化，所富集的氨氧化菌不是生物膜形態(tài)，容易流失。CN 101240253B公開了一種高效硝化細菌的富集方法，以含油廢水或催化劑廢水活性污泥為原料，氨氮濃度控制在100?1200mg/L，加入一定量葡萄糖或甲醇將COD控制在200mg/L以內(nèi)，所富集的硝化細菌包括氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌。該專利中沒有提到所富集的硝化細菌占總菌種的含量及具體硝化菌種?！锻瑵髮W學報》1999年第27卷第3期中，屈計寧等發(fā)表的“高效硝化細菌的富集技術(shù)研宄”論文中公開了一種用氨氮濃度低于300mg/L、有機物濃度在500?1000mg/L范圍的廢水富集硝化細菌的培養(yǎng)方法。該文中所述方法不適合處理氨氮濃度高于300mg/L且有機物含量低的廢水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種污水處理過程中富集培養(yǎng)固定化硝化菌的方法，該方法不僅能夠處理氨氮含量高(100?100mg/L)、有機物含量低(COD為30?60mg/L)的工業(yè)廢水，并且在廢水處理過程中富集培養(yǎng)的固定化硝化菌可以吸附于載體上形成生物膜形態(tài)不易流失；得到的硝化菌具有較強的耐低溫特性(10?14°C )，其含量為40?45 %，硝化菌優(yōu)勢菌屬為亞硝化單胞菌屬和硝化桿菌屬，與污水處理系統(tǒng)中菌群結(jié)構(gòu)相一致。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述方法中使用的培養(yǎng)裝置，在培養(yǎng)過程中可以自動調(diào)節(jié)PH及其他培養(yǎng)條件。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種污水處理過程中富集培養(yǎng)固定化硝化菌的方法，在硝化菌培養(yǎng)反應器內(nèi)接種污水處理廠具有硝化活性的脫水污泥，然后按照序批式生物膜活性污泥法富集培養(yǎng)硝化菌；
[0009]所述的序批式生物膜活性污泥法富集培養(yǎng)硝化菌指的是，每天按照進水、曝氣、沉淀、排水和閑置工序周期性運行；
[0010]所述的進水工序時，添加的是NH4HCO3和經(jīng)過預處理的市政污水配制而成的培養(yǎng)液，培養(yǎng)液中的氨氮濃度(NH4+-N)在100?1000mg/L內(nèi)逐步提高，從而逐步提高硝化菌培養(yǎng)反應器內(nèi)生物膜的氨氮負荷；
[0011]所述的曝氣工序時，進行pH調(diào)節(jié)，將pH控制在6.5?8.0之間。
[0012]上述技術(shù)方案中，富集培養(yǎng)方法包括以下具體步驟:
[0013](I)接種污泥:在硝化菌培養(yǎng)反應器內(nèi)接種脫水污泥，脫水污泥的可揮發(fā)性污泥濃度為 2500 ?3500mg/L ；
[0014]所述的脫水污泥為城市污水處理廠運行過程中常用的含有硝化細菌的脫水污泥，該脫水污泥具有良好硝化活性。
[0015](2)配制富集培養(yǎng)液:富集培養(yǎng)液的主要成分是NH4HCO3，是由NH4HCO3和經(jīng)過預處理的市政污水配制而成的，配制成NH4+-N濃度分別為100、300、500、700、1000mg/L的富集培養(yǎng)液，不同NH4+-N濃度的富集培養(yǎng)液的化學需氧量(COD)均為30?60mg/L ；
[0016]所述的經(jīng)過預處理的市政污水是指經(jīng)過粗格柵、細格柵、曝氣沉砂池和初沉池處理后的市政污水。
[0017](3)固定化硝化菌的培養(yǎng)，培養(yǎng)過程分為掛膜馴化培養(yǎng)階段和富集純化階段，均按照序批式生物膜活性污泥法富集培養(yǎng)硝化菌，即在硝化菌培養(yǎng)反應器內(nèi)每天按照進水、曝氣、沉淀、排水和閑置工序周期性運行，每天運行3個周期，每個周期8h ;每個周期的曝氣階段用PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)硝化菌培養(yǎng)反應器內(nèi)培養(yǎng)混合物的pH，將pH控制在6.5?8.0 ;
[0018]所述的掛膜馴化培養(yǎng)階段，進水的富集培養(yǎng)液中NH4+-N的濃度為100mg/L，培養(yǎng)時 L
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