异养硝化-好氧反硝化复合菌剂作为菌藻共生好氧颗粒污泥强化剂中的应用及方法

1.本发明涉及污水处理领域，具体涉及异养硝化-好氧反硝化复合菌剂作为菌藻共生好氧颗粒污泥强化剂中的应用及方法。


背景技术：

2.菌藻共生好氧颗粒污泥技术是近年来出现的一种新型污水处理技术，由于其占地面积小、自动化程度高、运行能耗物耗低并且可以实现碳减排等优点受到广泛关注。但是，该技术在实际应用中也存在以下问题：(1)基于菌藻共生好氧颗粒污泥技术的序批式反应器(sbr)在运行过程中藻流失严重，需要定期投藻，影响系统的稳定性；(2)基于菌藻共生好氧颗粒污泥技术的序批式反应器(sbr)在运行过程中，好氧颗粒污泥随着运行时间的推移，粒径不断变小，甚至出现破裂，影响系统的稳定性和处理效果，这也是影响好氧颗粒污泥技术应用的关键因素之一；(3)基于菌藻共生好氧颗粒污泥技术的序批式反应器(sbr)抗冲击负荷能力较差，特别是在进水氨氮浓度突然升高的情况下，耐高氨氮性能差，影响系统的稳定性和处理效果；(4)基于菌藻共生好氧颗粒污泥技术的序批式反应器(sbr)在处理低碳源废水时，由于好氧条件下部分碳源无效氧化导致系统对总氮的去除率较低，有待于进一步改善。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种异养硝化-好氧反硝化复合菌剂作为菌藻共生好氧颗粒污泥强化剂中的应用，通过在菌藻共生好氧颗粒污泥体系中加入异养硝化-好氧反硝化复合菌剂解决藻流失问题，好氧颗粒污泥破碎问题，系统耐高氨氮性能差的问题以及系统低碳条件下总氮去除率低的问题。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.异养硝化-好氧反硝化复合菌剂作为菌藻共生好氧颗粒污泥强化剂中的应用，所述异养硝化-好氧反硝化复合菌剂由贪铜菌(cupriavidus sp)swa1、粪产碱杆菌(alcaligenes faecalis)、不动杆菌(acinetobacter)和苍白杆菌(ochrobacterum sp)tac-2复合而成。
6.本发明优选的，所述强化剂为降低藻流失、降低好氧颗粒污泥破碎或/和提高总氮去除率。
7.2、利用异养硝化-好氧反硝化复合菌剂作为菌藻共生好氧颗粒污泥强化剂处理污水的方法，向通入处理废水的菌藻共生好氧颗粒污泥体系序批式反应器中在搅拌曝气阶段加入异养硝化-好氧反硝化复合菌剂，所述异养硝化-好氧反硝化复合菌剂由贪铜菌(cupriavidus sp)swa1、粪产碱杆菌(alcaligenes faecalis)、不动杆菌(acinetobacter)和苍白杆菌(ochrobacterum sp)tac-2复合而成。
8.优选的，所述异养硝化-好氧反硝化复合菌剂中贪铜菌(cupriavidus sp)swa1、粪
产碱杆菌(alcaligenes faecalis)、不动杆菌(acinetobacter)和苍白杆菌(ochrobacterum sp)tac-2的复合比例为10～20％：5～20％：10～30％：20～50％。
9.优选的，所述序批式反应器运行条件为运行周期为6h，流入4min-8min、搅拌曝气5.3-5.5h、沉淀5～15min、排放3-5min，待机6～16min。
10.优选的，所述复合菌剂投加体积占处理水量体积20～40％％，菌的密度od
600
为1～1.2，投加次数为3～5次。
11.优选的，所述废水为农村生活污水，c/n＜3，氨氮20～120mg/l，cod 60～350mg/l，总氮30～150mg/l。
12.优选的，所述菌藻共生好氧颗粒污泥体系中含有好氧颗粒污泥和藻，所述好氧颗粒污泥浓度为2000～10000mg/l，粒径范围为450～550μm，所述藻为fachb-9蛋白核小球藻，小球藻的密度用od
680
表示，范围为1.5-1.7。
13.优选的，所述藻和好氧颗粒污泥的质量比为1：6-1:4。
14.本发明的有益效果在于：本发明公开了异养硝化-好氧反硝化复合菌剂作为菌藻共生好氧颗粒污泥强化剂中的应用，通过在c/n比＜3的污水中加入复合菌剂，提高了总氮的平均去除率，从55.6％提高到了88.7％，平均去除率提高了33.1％，效果提升显著；解决颗粒污泥易破碎的问题，对照组颗粒污泥平均粒径随运行时间降低了14.9％，而实验组颗粒污泥平均粒径随运行时间提高了16.6％；可以显著改善藻的流失问题，对照藻随运行时间流失率达到59.7％，而实验组藻随运行时间的流失率为24.3％，流失率降低了35.4％；还能显著提升对照组对高氨氮的耐受能力和总氮的去除能力，对照组在初始氨氮浓度超过200mg/l总氮去除急剧下降，而实验组在高氨氮条件下仍然保持较高的总氮去除，在300mg/l的初始氨氮条件下，对照组总氮平均去除率为35.2％，而实验组总氮平均去除率为78.6％，较对照组提升了43.4％，表明菌剂的加入可以提高污水处理能力。
附图说明
15.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
16.图1为对照组(菌藻共生好氧颗粒污泥sbr)与实验组(投加复合菌剂)的工艺流程图。
17.图2为复合菌剂生物强化前后sbr反应器对污染物的去除效果对比。
18.图3为复合菌剂生物强化前后sbr反应器中颗粒污泥粒径随运行时间变化对比。
19.图4为复合菌剂生物强化前后sbr反应器中藻浓度随运行时间变化对比。
20.图5为复合菌剂生物强化前后sbr反应器在不同初始氨氮浓度下对污染物的去除效果对比。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
22.本发明中复合菌剂ta-1由贪铜菌(cupriavidus sp)swa1、粪产碱杆菌(alcaligenes faecalis)、不动杆菌(acinetobacter)和苍白杆菌(ochrobacterum sp)
tac-2复合而成，复合比例为10～20％：5～20％：10～30％：20～50％，具体见公开号为cn109082387a的中国专利。
23.实施例1
24.处理废水为农村生活污水，c/n＜3，氨氮30-50mg/l，cod 100-200mg/l，总氮50-80mg/l；加入菌藻共生好氧颗粒污泥体系处理，反应器的运行周期为6h(每天4个周期)，包括：流入4min、反应(搅拌曝气)5.5h、沉淀5～15min、排放5min，待机；体系中好氧颗粒污泥浓度为2500mg/l，粒径范围为470-480μm，所述藻为fachb-9蛋白核小球藻，小球藻的密度用od
680
表示，范围为1.5，运行过程中在每个运行周期的搅拌曝气阶段进行投加复合菌剂ta-1，复合菌剂ta-1投加体积占处理水量体积25％，菌的密度od
600
为1，菌的投加次数为3次，工艺流程如图1所示。
25.本实施例中，藻为fachb-9蛋白核小球藻，初始接种藻与好氧颗粒污泥按照质量比1:5进行接种，接种的小球藻的密度用od
680
为1.5，反应器稳定运行后，检测处理效果。
26.对照组处理实验组相同，区别是不添加复合菌剂ta-1，处理效果如图2～5所示。
27.图2为复合菌剂生物强化前后sbr反应器对污染物的去除效果对比。如图2所示对照组nh4 -n、tn、tp的平均去除率分别为96.3％、55.6％、72.03％，加入ta-1菌的对照组nh4 -n、tn、tp去除率可达98.8％、88.7％、80.4％，其中tn平均去除率提高了33.1％，效果提升显著。
28.图3为复合菌剂生物强化前后sbr反应器中颗粒污泥粒径随运行时间变化对比。从图3可以看出，在ags 藻体系中颗粒污泥的平均粒径从488μm增长到539μm后在60h颗粒开始破碎，平均粒径变成415μm，体系加入ta-1菌后颗粒粒径从488μm增长到569μm，颗粒较为稳定。对照组颗粒污泥平均粒径随运行时间降低了14.9％，而实验组颗粒污泥平均粒径随运行时间提高了16.6％。
29.图4为复合菌剂生物强化前后sbr反应器中藻浓度随运行时间变化对比。如图4所示，随着周期的增加，由于蛋白核小球藻密度小，难以沉降，在ags中加入蛋白核小球藻后，藻开始流失藻浓度从最初的0.72g/l变成了0.29g/l。在体系中加入ta-1菌后藻流失的速率减缓藻浓度从最初的0.75g/l变成0.56g/l，对照藻随运行时间流失率达到59.7％，而实验组藻随运行时间的流失率为24.3％，流失率降低了35.4％。
30.图5为复合菌剂生物强化前后sbr反应器在不同初始氨氮浓度下对污染物的去除效果对比。如图5所示，对照组在初始氨氮浓度超过200mg/l总氮去除急剧下降，而实验组在高氨氮条件下仍然保持较高的总氮去除，在300mg/l的初始氨氮条件下，对照组总氮平均去除率为35.2％，而实验组总氮平均去除率为78.6％，较对照组提升了43.4％，表明菌剂的加入可以显著提升对照组对高氨氮的耐受能力和总氮的去除能力。
31.本发明中投加的复合菌剂ta-1的密度用od
600
表示，其范围为1.0-1.2(单位为1)，投加的复合菌剂与处理水量的体积比范围为20％-40％，复合的菌剂的投加次数范围为3-5次；好氧颗粒污泥，其在sbr反应器中的污泥浓度范围为2000-10000mg/l，颗粒污泥的粒径范围为450-550μm；接种藻泥按照质量比1：6-1:4范围进行接种，接种的小球藻的密度用od
680
表示，其范围为1.5-1.7(单位为1)均可。本发明可以复合菌剂ta-1可以处理c/n＜3，氨氮浓度范围为20-120mg/l，总氮浓度范围为30-150mg/l，cod浓度范围为60-350mg/l的污水。
32.本发明中序批式反应器运行条件为运行周期为6h，流入4min-8min、搅拌曝气5.3-5.5h、沉淀5～15min、排放3-5min，待机6～16min；复合菌剂投加体积占处理水量体积20～40％％，菌的密度od
600
为1～1.2，投加次数为3-5次；所述废水为农村生活污水，c/n＜3，氨氮20～120mg/l，cod 60～350mg/l，总氮30～150mg/l；所述菌藻共生好氧颗粒污泥体系中含有好氧颗粒污泥和藻，所述好氧颗粒污泥浓度为2000～10000mg/l，粒径范围为450～550μm，所述藻为fachb-9蛋白核小球藻，小球藻的密度用od
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表示，范围为1.5-1.7均可实现发明目的。
33.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。