一种基于微生物强化的生物曝气滤池的制作方法

文档序号:11244086阅读:671来源:国知局

本发明涉及环境工程技术领域,具体是一种基于微生物强化的生物曝气滤池。



背景技术:

规模化养殖场每天排放的废水量大、集中,并且废水中含有大量的污染物,如重金属、残留的兽药和大量的病原体,如果不经过处理就排放于环境或直接农用,将会造成当地生态环境和农田的严重污染。

畜禽养殖废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水,且中含有较多的氮磷钾成分,普通的化学处理和物理技术处理效果并不好,治理难度大,难以达到安全排放标准。

目前在污水处理系统中经常使用曝气生物滤池。曝气生物滤池简称baf,是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺,于90年代初得到较大发展,最大处理规模达几十万吨每天,并发展为可以脱氮除磷。该工艺具有去除ss、cod、bod、硝化、脱氮、除磷、去除aox(有害物质)的作用。曝气生物滤池是集生物氧化和截留悬浮固体一体的新工艺。

现有技术如授权公告号为cn103936141b的中国发明专利,公开了一种曝气生物滤池,所述曝气生物滤池的池体内依次布置有:滤料层,该滤料层布置有滤料;对滤料层中滤料进行承托的承托板,该承托板紧邻滤料层布置;用于布水布气的滤砖层,该滤砖层由平铺的多块滤砖组成并且紧邻所述承托板布置。该曝气生物滤池以物理过滤、吸附为主,微生物氧化分解为辅,cod和氨氮去除率较低。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种通过添加功能微生物,来提高对cod和氨氮去除率的基于微生物强化的生物曝气滤池。

本发明针对背景技术中提到的问题,采取的技术方案为:adh-1的分类命名为假单胞菌adh-1(pseudomonassp.adh-1),保藏号为cctccno:m2017218,于2017年4月28日保藏于中国典型培养物保藏中心(cctcc)。aoz-1的分类命名为肠杆菌aoz-1(enterobactersp.aoz-1),保藏号为cctccno:m2017219,于2017年4月28日保藏于中国典型培养物保藏中心(cctcc)。bsk-4的分类命名为地衣芽孢杆菌bsk-4(bacilluslicheniformisbsk-4),保藏号为cctccno:m2017220,于2017年4月28日保藏于中国典型培养物保藏中心(cctcc)。bsk-9的分类命名为短小芽孢杆菌bsk-9(bacilluspumilusbsk-9),保藏号为cctccno:m2017221,于2017年4月28日保藏于中国典型培养物保藏中心(cctcc)。上述保藏中心位于中国武汉的武汉大学。

生物曝气滤池结构为:自上而下依次为填料层、承托板和滤砖层,三者之间紧邻布置;滤砖层由滤砖组成。滤砖具有可进行两次布水布气的双腔结构。滤砖具有顶部的间隙,顶部间隙的分布密度为180~300个/m2。进入曝气生物滤池的水和气通过间隙向上排出,从而能够实现更好的布水布气。滤砖为长方体,滤砖为长方体,顶面面积:承托板顶面面积为1:50~100。承托板的高度:生物曝气滤池高度为1:80~200,并且承托板的长宽尺寸和滤砖层相同。反洗气、水同时进入滤砖经过两次配水配气后,均匀的由滤砖顶部间隙排出。上述生物曝气池现场安装简单,施工周期短,成本低廉,配水配气效果好,滤池反洗更加均匀。

作为优选,在填料层装有填料,填料成份及其重量份为:沸石27~30份、青石8~13份、活性炭8~13份和功能性微生物微囊2~4份;功能性微生物微囊成份及其重量分为:琼脂2~3份、海藻酸钠3~5份、硅藻土26~34份、菌粉bsk40.7~1.4份、菌粉bsk90.7~1.4份、aoz-1菌液0.7~1.4份和adh-1菌液0.7~1.4份。对有机物和含氮化合物的吸附率高,功能性微生物对其利用率高,增强生物曝气滤池的污水处理能力。

作为优选,adh-1和aoz-1属于异养硝化细菌,保藏号分别为cctccno:m2017218和cctccno:m2017219。

作为优选,bsk4和bsk9属于好氧反硝化细菌,保藏号分别为cctccno:m2017220和cctccno:m2017221。

作为优选,异养硝化细菌的筛选步骤为:采用生理盐水重悬活性污泥上清液,用硝化细菌负极培养基转接,然后转接到亚硝酸盐培养基上摇瓶筛选,最后在以氯化铵为氮源的固体培养基上梯度稀释分离,挑选单菌落接种到异样硝化培养基上培养,得到异养硝化细菌adh-1和aoz-1。

作为优选,好氧反硝化细菌的筛选步骤为:采用生理盐水重悬活性污泥上清液,接种到好氧反硝化细菌富集培养基中,然后在btb平板上稀释培养,挑选使btb固体培养基变蓝的菌落,将其接种到好氧反硝化性能测定培养基上培养,并进行检测,得到好氧反硝化细菌bsk4和bsk9。

填料制备步骤为:

1)原料处理:取沸石和青石在太阳下晾晒6~8h,然后送人球磨机球磨,磨细后过50~100目筛,再加入活性炭,并放在搅拌机里混合均匀;

2)填料造粒:将混合均匀的原料放在圆盘造粒机上造粒,粒径为5~10mm,造粒时喷淋水量控制在原材料重量的10~14%,最后将填料粒子摊晾2~4h;

3)高温胀烧:将晾好的粒子送入温度为900~1000℃的高温炉中胀烧,烧结20~30min,待其自然冷却至室温,出炉;

4)混合:在高温胀烧后的粒子中加入功能性微生物微囊,并在搅拌机内混合均匀,高温胀烧后的粒子孔隙率高,功能性微生物微囊在粒子上的附着能力强;

5)装料:将混合好的填料送入生物曝气滤池内。

与现有技术相比,本发明的优点在于:1)生物曝气滤池内填料的多种组合以及配比比例,能够满足不同水质处理需求,确保各类水质出水达标;2)在生物曝气滤池内进行功能微生物的投加,利用微生物的生物活性,增强污水处理能力,确保出水稳定;3)填料孔隙率高,比表面积大,对有机物和含氮化合物的吸附率高,功能性微生物对其氧化分解率高,cod去除率提高50%以上,氨氮去除率提高60%以上;4)本发明的生物曝气滤池现场安装简单,施工周期短,成本低廉,配水配气效果好,滤池反洗更加均匀。

附图说明

图1为本发明生物曝气滤池的示意图。

附图标记说明:21填料层;22承托板;23滤砖层;25滤砖。

具体实施例

下面通过实施例对本发明方案作进一步说明:

实施例1:

生物曝气滤池结构为:自上而下依次为填料层21、承托板22和滤砖层23,三者之间紧邻布置;滤砖层23由滤砖25组成。滤砖25具有可进行两次布水布气的双腔结构。滤砖25具有顶部的间隙,顶部间隙的分布密度为180~300个/m2。进入曝气生物滤池的水和气通过间隙向上排出,从而能够实现更好的布水布气。滤砖25为长方体,滤砖25为长方体,顶面面积:承托板22顶面面积为1:50~100。承托板22的高度:生物曝气滤池高度为1:80~200,并且承托板22的长宽尺寸和滤砖层23相同。反洗气、水同时进入滤砖经过两次配水配气后,均匀的由滤砖顶部间隙排出。上述生物曝气池现场安装简单,施工周期短,成本低廉,配水配气效果好,滤池反洗更加均匀。

在填料层21装有填料,填料成份及其重量份为:沸石27~30份、青石8~13份、活性炭8~13份和功能性微生物微囊2~4份;功能性微生物微囊成份及其重量分为:琼脂2~3份、海藻酸钠3~5份、硅藻土26~34份、菌粉bsk40.7~1.4份、菌粉bsk90.7~1.4份、aoz-1菌液0.7~1.4份和adh-1菌液0.7~1.4份。对有机物和含氮化合物的吸附率高,功能性微生物对其利用率高,增强生物曝气滤池的污水处理能力。

adh-1和aoz-1属于异养硝化细菌,保藏号分别为cctccno:m2017218和cctccno:m2017219。

bsk4和bsk9属于好氧反硝化细菌,保藏号分别为cctccno:m2017220和cctccno:m2017221。

异养硝化细菌的筛选步骤为:采用生理盐水重悬活性污泥上清液,用硝化细菌负极培养基转接,然后转接到亚硝酸盐培养基上摇瓶筛选,最后在以氯化铵为氮源的固体培养基上梯度稀释分离,挑选单菌落接种到异样硝化培养基上培养,得到异养硝化细菌adh-1和aoz-1。

好氧反硝化细菌的筛选步骤为:采用生理盐水重悬活性污泥上清液,接种到好氧反硝化细菌富集培养基中,然后在btb平板上稀释培养,挑选使btb固体培养基变蓝的菌落,将其接种到好氧反硝化性能测定培养基上培养,并进行检测,得到好氧反硝化细菌bsk4和bsk9。

填料制备步骤为:

1)原料处理:取沸石和青石在太阳下晾晒6~8h,然后送人球磨机球磨,磨细后过50~100目筛,再加入活性炭,并放在搅拌机里混合均匀;

2)填料造粒:将混合均匀的原料放在圆盘造粒机上造粒,粒径为5~10mm,造粒时喷淋水量控制在原材料重量的10~14%,最后将填料粒子摊晾2~4h;

3)高温胀烧:将晾好的粒子送入温度为900~1000℃的高温炉中胀烧,烧结20~30min,待其自然冷却至室温,出炉;

4)混合:在高温胀烧后的粒子中加入功能性微生物微囊,并在搅拌机内混合均匀,高温胀烧后的粒子孔隙率高,功能性微生物微囊在粒子上的附着能力强;

5)装料:将混合好的填料送入生物曝气滤池内。

实施例2:

生物曝气滤池结构为:自上而下依次为填料层21、承托板22和滤砖层23,三者之间紧邻布置;滤砖层23由滤砖25组成。滤砖25具有可进行两次布水布气的双腔结构。滤砖25具有顶部的间隙,顶部间隙的分布密度为240个/m2。进入曝气生物滤池的水和气通过间隙向上排出,从而能够实现更好的布水布气。滤砖25为长方体,滤砖25为长方体,滤砖的尺寸为:长×宽×高=1000×240×240mm。承托板22的高度为20mm,并且承托板22的长宽尺寸和滤砖层23相同。反洗气、水同时进入滤砖经过两次配水配气后,均匀的由滤砖顶部间隙排出。上述生物曝气池现场安装简单,施工周期短,成本低廉,配水配气效果好,滤池反洗更加均匀。

在填料层21装有填料,填料成份及其最优选重量份为:沸石28份、青石10份、活性炭10份和功能性微生物微囊3份;功能性微生物微囊成份及其最优选重量分为:琼脂2.4份、海藻酸钠3.8份、硅藻土30份、菌粉bsk41份、菌粉bsk91份、aoz-1菌液1份和adh-1菌液1份。对有机物和含氮化合物的吸附率高,功能性微生物对其利用率高,增强生物曝气滤池的污水处理能力。

adh-1和aoz-1属于异养硝化细菌,保藏号分别为cctccno:m2017218和cctccno:m2017219。

bsk4和bsk9属于好氧反硝化细菌,保藏号分别为cctccno:m2017220和cctccno:m2017221。

异养硝化细菌的筛选步骤为:采用生理盐水重悬活性污泥上清液,用硝化细菌负极培养基转接,然后转接到亚硝酸盐培养基上摇瓶筛选,最后在以氯化铵为氮源的固体培养基上梯度稀释分离,挑选单菌落接种到异样硝化培养基上培养,得到异养硝化细菌adh-1和aoz-1。

好氧反硝化细菌的筛选步骤为:采用生理盐水重悬活性污泥上清液,接种到好氧反硝化细菌富集培养基中,然后在btb平板上稀释培养,挑选使btb固体培养基变蓝的菌落,将其接种到好氧反硝化性能测定培养基上培养,并进行检测,得到好氧反硝化细菌bsk4和bsk9。

填料制备步骤为:

1)原料处理:取沸石和青石在太阳下晾晒6h,然后送人球磨机球磨,磨细后过80目筛,再加入活性炭,并放在搅拌机里混合均匀;

2)填料造粒:将混合均匀的原料放在圆盘造粒机上造粒,粒径为8mm,造粒时喷淋水量控制在原材料重量的13%,最后将填料粒子摊晾3h;

3)高温胀烧:将晾好的粒子送入温度为1000℃的高温炉中胀烧,烧结25min,待其自然冷却至室温,出炉;

4)混合:在高温胀烧后的粒子中加入功能性微生物微囊,并在搅拌机内混合均匀,高温胀烧后的粒子孔隙率高,功能性微生物微囊在粒子上的附着能力强;

5)装料:将混合好的填料送入生物曝气滤池内。

实施例3:

生物曝气滤池结构为:自上而下依次为填料层21、承托板22和滤砖层23,三者之间紧邻布置;滤砖层23由滤砖25组成。滤砖25具有可进行两次布水布气的双腔结构。滤砖25具有顶部的间隙,顶部间隙的分布密度为260个/m2。进入曝气生物滤池的水和气通过间隙向上排出,从而能够实现更好的布水布气。滤砖25为长方体,滤砖25为长方体,顶面面积:承托板22顶面面积为1:80。承托板22的高度:生物曝气滤池高度为1:160,并且承托板22的长宽尺寸和滤砖层23相同。反洗气、水同时进入滤砖经过两次配水配气后,均匀的由滤砖顶部间隙排出。上述生物曝气池现场安装简单,施工周期短,成本低廉,配水配气效果好,滤池反洗更加均匀。

在填料层21装有填料,填料成份及其重量份为:沸石28份、青石11份、活性炭10份和功能性微生物微囊3份;功能性微生物微囊成份及其重量分为:琼脂2.6份、海藻酸钠4.3份、硅藻土30份、菌粉bsk41份、菌粉bsk91份、aoz-1菌液0.7~1.4份和adh-1菌液1份。对有机物和含氮化合物的吸附率高,功能性微生物对其利用率高,增强生物曝气滤池的污水处理能力。

adh-1和aoz-1属于异养硝化细菌,保藏号分别为cctccno:m2017218和cctccno:m2017219。

bsk4和bsk9属于好氧反硝化细菌,保藏号分别为cctccno:m2017220和cctccno:m2017221。

adh-1和aoz-1两种异养硝化细菌的筛选方法为:

1)取活性污泥离心,用生理盐水重悬,按百分之一接种量用硝化细菌富集培养基转接四次,相应的转速从160rpm/min-120rpm/min-80rpm/min-40rpm/min,当菌液浓度od600达到0.6左右立刻转接;

2)然后转接到亚硝酸盐培养基上摇瓶,进行性能筛选以抑制不能利用亚硝酸盐的菌株的生长;

3)最后在以氯化铵作为氮源的固体培养基上梯度稀释分离,挑取单菌落接种到异养硝化培养基上培养24h,检测是否有亚硝酸盐和硝酸盐的生成,同时评估脱氮能力;

4)在硝化速率培养基上进行性能测定,并且用沼液做模拟试验,观测脱氮效果,筛选出最优菌株。

bsk4和bsk9两种好氧反硝化细菌的筛选方法为:

1)取活性污泥,离心去上清,等体积生理盐水重悬,1%的接种量接种到好氧反硝化细菌富集培养基中,做两个平行,连续富集4次,每次当培养浊度(od600)超过0.8即可转接,转接量1%;

2)在btb平板上梯度稀释(10-3,10-4,10-5,10-6),培养两天后,选取稀释梯度合适的平板,挑取使btb固体培养基变蓝的菌落,接种到好氧反硝化性能测定培养基上,连续培养两天,进行od600,tn,no3--n,no2--n指标检测;

3)选取硝酸盐和总氮去除能力较强的1-2株菌,进行产气和btb复检实验,并进行生理生化功能检测,16srdna扩增测序以确定菌株种属,功能基因nirs,nirk,nosz功能基因扩增跑胶,并切割阳性条带回收dna,用相同的引物扩增测序分析,建立发育树;

4)通过好氧反硝化和厌氧反硝化速率测定,和不同氮源代谢速率分析,最后出水稀释的沼液进行菌株实际脱氮性能测试。

填料制备步骤为:

1)原料处理:取沸石和青石在太阳下晾晒7.5h,然后送人球磨机球磨,磨细后过80目筛,再加入活性炭,并放在搅拌机里混合均匀;

2)填料造粒:将混合均匀的原料放在圆盘造粒机上造粒,粒径为8mm,造粒时喷淋水量控制在原材料重量的12%,最后将填料粒子摊晾3h;

3)高温胀烧:将晾好的粒子送入温度为950℃的高温炉中胀烧,烧结27min,待其自然冷却至室温,出炉;

4)混合:在高温胀烧后的粒子中加入功能性微生物微囊,并在搅拌机内混合均匀,高温胀烧后的粒子孔隙率高,功能性微生物微囊在粒子上的附着能力强;

5)装料:将混合好的填料送入生物曝气滤池内。

滤砖25顶面面积:承托板(22)顶面面积不仅限于1:50~100,还应包括1:52,1:54,1:56,……,1:96,1:98,1:100。

承托板22的高度:生物曝气滤池高度不仅限于1:80~200,还应包括1:82,1:84,1:86,……,1:196,1:198,1:200。

本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知,在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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