降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统的挂膜启动方法
【专利摘要】本发明公开了一种降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统的挂膜启动方法，该方法包括接种污泥的液相驯化、挂膜阶段和启动阶段。本发明先接种污泥塔外完成驯化后，以高质量浓度易生物降解基质为唯一碳源快速完成菌种挂膜，再以气液相联合法进行生物滴滤系统的启动，整个步骤工艺设计合理，尤其是通过大量实验筛选出最佳的接种污泥的液相驯化条件，菌种挂膜条件和气液相联合法进行生物滴滤系统的启动条件，可大大缩短生物滴滤系统挂膜和启动时间，提高疏水性VOCs生物滴滤系统的工作效率，具有重要的应用价值。
【专利说明】
降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统的挂膜启动方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统挂膜启动的方法，适 用于疏水性挥发性有机物的生物净化，属于废气生物处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 生物法处理有机废气是目前研究的热点之一，相对于传统处理方法，生物处理技 术具有处理效率高、基建及运行费用低、无二次污染等优点。生物过滤法和生物洗涤器已被 广泛应用于除臭，以疏水性挥发性有机物(VOCs)为降解目标物时，生物滴滤系统则表现出 更强的有机物降解能力。
[0003] 疏水性VOCs的生物可利用性主要受到两个因素的限制:一是污染物从不可被微生 物利用的非水相到可以被微生物利用的水相的传质速率;二是污染物暴露于微生物细胞膜 的浓度。生物滴滤系统能否快速启动是成败的关键之一，启动的关键步骤是挂膜，挂膜方法 一般有快速排泥法、液相间歇式法、液相连续流强化挂膜法等方法。
[0004] 现有的生物滴滤系统的挂膜启动的时间较长，一般需要8天以上，处理效率较低， 生产效率较低。
【发明内容】
[0005] 发明目的：本发明的目的是针对利用微生物降解间二氯苯效率低的问题，提供一 种组份配比科学合理、高效、经济的在液相中提高微生物降解间二氯苯效率的生物增强剂， 以及利用该生物增强剂通过合理添加方法达到提升降解效率最大化的目的。
[0006] 技术方案:为实现以上目的，本发明采取的技术方案为：
[0007] -种降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统的挂膜启动方法，它包括以下步骤：
[0008] (1)接种污泥的液相驯化：以处理石化厂污水的好氧活性污泥为接种污泥，以质量 浓度为1500~2000mg/L的液相疏水性挥发性有机物进行驯化，驯化阶段以葡萄糖作为共代 谢基质，控制葡萄糖投加的质量浓度与疏水性挥发性有机物乳化液的质量浓度比值为1: 300~400，驯化溶液中碳、氮、磷的质量比为100 : 5 :1，以疏水性挥发性有机物去除率达到 50%以上作为驯化阶段结束的标志；
[0009] (2)挂膜阶段：以葡萄糖为唯一碳源，同时在循环液槽内加入氮、磷营养元素，循环 液中葡萄糖质量浓度为4000~5000mg/L，喷淋营养液中碳:氮:磷的质量比为100:5:1;
[0010] (3)启动阶段:生物滴滤系统中通入疏水性挥发性有机物气体，挥发性有机物的质 量浓度不小于1500mg/m3,循环液槽中投加葡萄糖作为共代谢基质，葡萄糖投加的质量浓度 控制在5~10mg/L，投加生物表面活性剂鼠李糖脂，质量浓度为300~500mg/L，以强化气相 和液相中疏水性挥发性有机物的传质效果，以质量浓度为4000mg/m 3的疏水性挥发性有机 物模拟气体中污染物去除率达到50%以上为启动结束标志。
[0011] 作为优选方案，以上所述的降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统的挂膜启动方 法，步骤(2)挂膜启动条件为:温度20~30 °C，空塔停留时间为120s，营养液pH值为3~8，控 制单位时间内营养液喷淋量占填料装填体积的30-70%，营养液的喷淋量为20L/h。
[0012] 作为优选方案，以上所述的降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统的挂膜启动方 法，步骤(2)中，在挂膜的阶段，生物滴滤系统只通入空气，提供好氧菌种生长所需的氧气； 将驯化好的接种污泥通过80目的筛子筛滤后，加入生物滴滤系统的循环液槽内，同时在循 环液槽内加入葡萄糖和氮、磷等营养元素，使得循环液中葡萄糖质量浓度为4000~5000mg/ L，喷淋营养液中碳:氮:磷的质量比为100:5:1，在2~3天内迅速完成菌种挂膜。
[0013] 作为优选方案，以上所述的降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统的挂膜启动方 法，步骤(3)中，以气液相联合法进行生物滴滤系统的启动:在启动阶段，生物滴滤系统中通 入疏水性挥发性有机物气体，挥发性有机物的质量浓度不小于1500mg/m 3，同时在营养液槽 内添加无机营养元素，无机营养元素的配比为：NH4Cl 800mg/L，Na2HP〇4 200mg/L，KH2P〇4 400mg/L,MgSO4 · 7H20 340mg/L,FeSO4 · 7H20 lOmg/L,CaCl2 15mg/L,ZnSO4 · 7H20 0.5mg/ L，Na2Mo〇4 · 2H2O 0.5mg/L。
[0014] 有益效果:本发明提供的降解疏水性VOCs生物滴滤系统挂膜启动方法，本发明先 接种污泥塔外完成驯化后，以高质量浓度易生物降解基质为唯一碳源快速完成菌种挂膜， 再以气液相联合法进行生物滴滤系统的启动。整个步骤工艺设计合理，尤其是通过大量实 验筛选出最佳的接种污泥的液相驯化条件，菌种挂膜条件和气液相联合法进行生物滴滤系 统的启动条件。实验证明该方法能够在2~3d内迅速完成菌种挂膜，生物滴滤系统的启动时 间10~15天。可大大缩短生物滴滤系统挂膜和启动时间，提高疏水性VOCs生物滴滤系统的 工作效率，具有重要的应用价值。
【附图说明】
[0015] 图1为生物滴滤系统处理苯乙烯废气去除率变化图。
【具体实施方式】
[0016] 本发明采用的生物滴滤塔由直径20cm，高为180cm的有机玻璃制成，装置有效容积 为0.04m3。装置分为喷淋段、进气段和4个装填填料段，各段间以法兰连接。以改性陶粒和多 面空心球为填料，填料层高度为80cm，分4层装填，每层填料高度20cm，每层填料段上设置一 个出气采样口。
[0017] (1)接种污泥的液相驯化:接种污泥经淘洗去掉上清液和底物沉渣，加入一定量的 水形成活性污泥混合液，曝气48小时后，每天给混合液中定量加入葡萄糖和氮、磷及微量元 素，控制pH值在7左右，每48小时更换一次培养液，培养共持续6天。把培养6天后的污泥加入 到污泥培养容器中，添加事先配制好的苯乙烯乳化液，使得容器内液体驯化污泥中苯乙烯 的浓度为1500~2000mg/L。在驯化阶段，在容器内投加葡萄糖作为共代谢基质，控制葡萄糖 投加的质量浓度与苯乙烯的质量浓度比值为1:300~400;同时在容器内添加氮、磷等无机 营养液，使得液体中碳氮磷的质量比C:N:P为100:5:1。在驯化阶段，检测驯化容器中苯乙烯 的质量浓度，以一个驯化周期内苯乙烯去除率达到50%以上作为驯化阶段结束的标志。
[0018] 表1污泥驯化阶段工艺参数
[0020] (2)挂膜阶段:挂膜启动条件为:温度20~30°C，空塔停留时间为120s，营养液pH值 为7~8，控制单位时间内营养液喷淋量占填料装填体积的50 %，营养液的喷淋量为20L/h。 在挂膜的阶段，生物滴滤系统只通入空气，提供好氧菌种生长所需的氧气;将驯化好的接种 污泥通过80目的筛子筛滤后，加入生物滴滤系统的循环液槽内，同时在循环液槽内加入葡 萄糖和氮、磷等营养元素，使得循环液中葡萄糖质量浓度为4000~5000mg/L，喷淋营养液， 营养液由順4(：1、腿2?〇4、〇&(：12、？6(：1 3、]\1113〇4、2113〇4、(：113〇4和葡萄糖按比例配制，营养液中碳： 氮:磷的质量比为100:5:1，在2~3天内迅速完成菌种挂膜。
[0021] (3)采用气液相联合法挂膜启动:生物滴滤系统中通入苯乙烯气体，苯乙烯的质量 浓度不小于1500mg/m 3,循环液槽中投加葡萄糖作为共代谢基质，葡萄糖投加的质量浓度控 制在5~10mg/L，投加生物表面活性剂鼠李糖脂，质量浓度为300~500mg/L，同时在营养液 槽内添加无机营养元素(无机营养元素的配比为:NH 4Cl 800mg/L，Na2HPO4 200mg/L，KH2PO4 400mg/L,MgSO4 · 7H20 340mg/L,FeSO4 · 7H20 lOmg/L,CaCl2 15mg/L,ZnSO4 · 7H20 0.5mg/ UNa2MoO4 · 2H2O 0.5mg/L。）以强化气相和液相中疏水性苯乙烯的传质效果，如图I所示，以 质量浓度为4000mg/m3的苯乙烯去除率达到50%以上为启动结束标志。
[0022] 以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的 人了解本
【发明内容】
并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实 质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统的挂膜启动方法，其特征在于，它包括 以下步骤： (1) 接种污泥的液相驯化：以处理石化厂污水的好氧活性污泥为接种污泥，以质量浓度 为1500~2000mg/L的液相疏水性挥发性有机物进行驯化，驯化阶段以葡萄糖作为共代谢基 质，控制葡萄糖投加的质量浓度与疏水性挥发性有机物乳化液的质量浓度比值为1: 300~ 400,驯化溶液中碳、氮、磷的质量比为100: 5:1，以疏水性挥发性有机物去除率达到50%以 上作为驯化阶段结束的标志； (2) 挂膜阶段：以葡萄糖为唯一碳源，同时在循环液槽内加入氮、磷营养元素，循环液中 葡萄糖质量浓度为4000~5000mg/L，喷淋营养液中碳:氮:磷的质量比为100:5:1; (3) 启动阶段:生物滴滤系统中通入疏水性挥发性有机物气体，挥发性有机物的质量浓 度不小于1500mg/m3,循环液槽中投加葡萄糖作为共代谢基质，葡萄糖投加的质量浓度控制 在5~10mg/L，投加生物表面活性剂鼠李糖脂，质量浓度为300~500mg/L，以强化气相和液 相中疏水性挥发性有机物的传质效果，以质量浓度为4000mg/m 3的疏水性挥发性有机物模 拟气体中污染物去除率达到50%以上为启动结束标志。2. 根据权利要求1所述的降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统的挂膜启动方法，其 特征在于，步骤(2)挂膜启动条件为:温度20~30°C，空塔停留时间为120s，营养液pH值为3 ~8，控制单位时间内营养液喷淋量占填料装填体积的30-70%，营养液的喷淋量为20L/h。3. 根据权利要求1所述的降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统的挂膜启动方法，其 特征在于，步骤(2)中，在挂膜的阶段，生物滴滤系统只通入空气，提供好氧菌种生长所需的 氧气;将驯化好的接种污泥通过80目的筛子筛滤后，加入生物滴滤系统的循环液槽内，同时 在循环液槽内加入葡萄糖和氮、磷等营养元素，使得循环液中葡萄糖质量浓度为4000~ 5000mg/L，喷淋营养液中碳:氮:磷的质量比为100:5:1，在2~3天内迅速完成菌种挂膜。4. 根据权利要求1所述的降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统的挂膜启动方法，其 特征在于，步骤(2)中，营养液由NH4Cl、KH 2P〇4、CaCl2、FeCl3、MnS〇4、ZnS〇4、CuS〇4和葡萄糖按 比例配制，营养液中碳:氮:磷的质量比为100:5:1。5. 根据权利要求1所述的降解疏水性挥发性有机物生物滴滤系统的挂膜启动方法，其 特征在于，步骤(3)中，以气液相联合法进行生物滴滤系统的启动:在启动阶段，生物滴滤系 统中通入疏水性挥发性有机物气体，挥发性有机物的质量浓度不小于1500mg/m 3，同时在营 养液槽内添加无机营养元素，无机营养元素的配比为:NH4CI 800mg/L，Na2HP〇4 200mg/L， KH2PO4 400mg/L，MgS〇4.7H20 340mg/L，FeS〇4.7H20 10mg/L，CaCl2l5mg/L，ZnS〇4.7H2〇0.5 mg/L，Na2Mo〇4 · 2H2O 0.5 mg/L。
【文档编号】B01D53/84GK106039983SQ201610552886
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】杨百忍, 丁成, 李朝霞, 许琦, 金建祥
【申请人】盐城工学院