一种基于丙酮脱水的好氧颗粒污泥的液态存贮方法
【专利摘要】本发明属于环境保护【技术领域】，具体为一种基于丙酮脱水的好氧颗粒污泥的液态存贮方法。本发明以培养成熟的好氧颗粒污泥为对象，首先于高径比并配备曝气系统的柱形工艺装置中，加入纯水并开启曝气，对待存贮好氧颗粒污泥进行预处理；然后，将预处理后的好氧颗粒污泥，依次在50±5%、70±5%、90±5%、100%的丙酮溶液浸泡脱水各2±0.5h，最后装入100%丙酮中，置于4±1℃冰箱内恒温存贮。经过一年的存贮后，好养颗粒污泥的比耗氧速率(SOUR)可以达到22.04±2.3mgO2/gMLSS·h；存贮后好养颗粒污泥中活菌的比例可以保持在75.4±3.5%；在20KHz、65W的超声条件下，好氧颗粒污泥的破碎时间可以延迟持至35min。本发明可以维持好氧颗粒污泥的活性和结构稳定。
【专利说明】一种基于丙酮脱水的好氧颗粒污泥的液态存贮方法【技术领域】
[0001]本发明属于环保【技术领域】，具体涉及一种基于丙酮脱水的好氧颗粒污泥的液态存贮方法。
【背景技术】
[0002]好氧颗粒污泥是近年来环境生物处理【技术领域】的研究热点之一，目前，好氧颗粒污泥在长期运行过程中出现的不稳定性是公认的限制其大规模应用的关键问题，实现好氧颗粒污泥的存贮被发现是可能的解决途径之一，虽然不能够彻底的解决颗粒的稳定性问题，但是通过外源投加存贮颗粒可以很好的维持现有工艺的处理能力并且可以将贮存颗粒作为种泥实现工艺的快速启动。
[0003]污泥的存贮是通过某种技术手段对污泥进行预处理后可以在一定的环境条件下放置很长的时间并且不会使污泥失去原有的性质和特征的一种保藏技术。对于好氧颗粒污泥而言，前期研究表明其在存贮过程中容易失去稳定性和活性，静置造成的厌氧条件是主要原因，这增加了好氧颗粒污泥的存贮难度，对于好氧颗粒污泥而言，保证存贮的有效性首先需要保证存贮期间可以最大限度的维持好氧颗粒污泥(尤其是好氧颗粒污泥中依赖于氧存活的好氧菌)的性能，其次还要保证能够维持颗粒的特殊的立体结构。
[0004]添加有毒物质或者创造恶劣的条件是可行的另一种使微生物容易进入低代谢活性状态的方法，因为许多微 生物在应对外界不良生存环境(比如温度、盐度、氧浓度、重金属等)时，为了生存，会通过自身的代谢调控机制进入非活性可培养状态(Viable butNon-culturable, VBNC)状态，这是一种特殊的休眠状态，在VBNC状态下，微生物失去了在常规培养基上的生长繁殖能力，但是在适合的条件下又可复苏并恢复可培养性。对于好氧颗粒污泥存贮而言，这是较为理想的方式。基于此，本发明提出基于丙酮脱水方式实现好氧颗粒污泥有效存贮的方式。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种操作简单易行，并且能够长久维持好氧颗粒污泥的自身性能的好氧颗粒污泥的存贮方法。
[0006]本发明提供的好氧颗粒污泥的存贮方法，具体步骤为:
首先，把培养成熟的好氧颗粒污泥进行纯水预处理；
然后，在4±1°C条件下，把经过预处理的好氧颗粒污泥装入100%丙酮溶液中存贮。
[0007]本发明中，所述好氧颗粒污泥的纯水预处理的具体操作如下:
首先，准备一个具备一定高径比的柱形工艺装置，本发明的例子中所采用的的柱形装置，内径为6cm，高180cm，相应的高径比为30:1的柱形序批式间歇工艺装置(即SBR)，有效工作体积约2.3 L。将好氧颗粒污泥装入该柱形装置中，加入纯水至终体积为2L。
[0008]然后开始曝气，曝气量为3_5L/min，持续曝气12± Ih后，将装置内的水排出；重新加入纯水至2±0.5L，持续曝气12±lh后，将装置内的水排出；即完成预处理过程；本发明中，所述经过预处理的好氧颗粒污泥存贮的具体操作如下:
分别量取250mL、350mL、450mL、500mL丙酮置于四个蓝盖瓶中，随后定容至500mL，配置成质量浓度为50 ±5%、70 ±5%、90 ±5%、100%的丙酮溶液。将预处理后的好氧颗粒污泥依次在四个梯度的丙酮溶液中浸泡脱水各2±0.5h。随后，再量取500mL丙酮于蓝盖瓶中，将浸泡脱水的好氧颗粒污泥放入100%丙酮中，加盖封闭后放于4±1°C冰箱中存贮。
[0009]本发明的方法其结果表明，4土 TC条件下在100%丙酮溶液中颗粒的存贮可以作为好氧颗粒污泥的长期存贮的有效方式，可以维持颗粒的活性和结构稳定。存贮I年后，颗粒的活性仅失去了 21.3% ;通过死菌活菌染色鉴定发现，存贮前的初始好氧颗粒污泥中活菌的比例为92.1%，在高盐中存贮后活菌的比例仍然可以保持高达75.4% ;在20KHz、65W超声条件下，存贮后好氧颗粒污泥完全破碎的时间可以延长15min。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为存贮的初始好氧颗粒污泥。
[0011]图2为实施例1中在丙酮溶液中存贮I年后的好氧颗粒污泥。
[0012]图3为实施例1中存贮前后死菌活菌分析。
[0013]图4为实施例1中颗粒强度分析。
[0014]图5为实施例2中在丙酮溶液中存贮I年后的好氧颗粒污泥。
[0015]图6为实施 例2中存贮前后死菌活菌分析。
[0016]图7为实施例2中颗粒强度分析。
【具体实施方式】
[0017]下面通过具体实施例，进一步描述本发明。
[0018]实施例1:
对好氧颗粒污泥进行纯水预处理，随后依次采用50%、70%、90%、100%的丙酮溶液浸泡好氧颗粒污泥各2h，最后在4°C条件下，将好氧颗粒污泥存入100%丙酮中，一年后获得存贮后的好氧颗粒污泥。存贮前后的好氧颗粒污泥形态分别如图5、图6所示，可以看出形态结构维持完整。以比耗氧速率(SOUR)为指标，评价对存贮前后的好氧颗粒污泥的活性损失。结果表明，存贮前的初始好氧颗粒污泥的SOUR为28.00 mg 02/g MLSS *h，存贮后的好氧颗粒污泥SOUR可以达到22.04 mg 02/g MLSS ? h，与存贮前相比，仅失去了 21.3%的活性，即在丙酮溶液中存贮的好氧颗粒污泥可以保持很好的活性。通过评价细胞膜的完整性来判断细菌的存活率，对存贮前后好氧颗粒污泥细胞进行染色，如图3所示，绿色代表活细胞，红色代表死细胞。经过软件识别计算后，结果表明，存贮前的初始好氧颗粒污泥中活菌的比例为92.1%，在丙酮中存贮后活菌的比例仍然可以保持高达75.4%，由此证实丙酮存贮能够很好地维护细菌细胞的完整性。随机选取一定量的存贮前后的好氧颗粒污泥置于装有纯水的烧杯中，在频率为20 KHz，功率为65 W条件下，对好氧颗粒污泥进行超声处理，随后间隔一定时间测定水溶液在600nm下的吸光度值(即0D600值)，如图4所示。结果表明，存贮前的初始好氧颗粒污泥在该条件下在20min后被完全破碎，而存贮后的好氧颗粒污泥经超声处理后至35min才能够完全破碎，证实了存贮后好氧颗粒污泥的强度有所提高，好氧颗粒污泥的结构更为稳定。[0019] 实施例2:
对好氧颗粒污泥进行纯水预处理，随后依次采用55%、75%、90%、100%的丙酮溶液浸泡好氧颗粒污泥各2.5h，最后在4°C条件下，将好氧颗粒污泥存入100%丙酮中，一年后获得存贮后的好氧颗粒污泥。存贮前后的好氧颗粒污泥形态分别如图1、图5所示，可以看出形态结构维持完整。以比耗氧速率(SOUR)为指标，评价对存贮前后的好氧颗粒污泥的活性损失。结果表明，存贮前的初始好氧颗粒污泥的SOUR为28.00 mg 02/g MLSS *h，存贮后的好氧颗粒污泥SOUR可以达到20.1 mg 02/g MLSS.h，与存贮前相比，失去了 29.3%的活性，即在丙酮溶液中存贮的好氧颗粒污泥可以保持很好的活性。通过评价细胞膜的完整性来判断细菌的存活率，对存贮前后好氧颗粒污泥细胞进行染色，如图3所示，绿色代表活细胞，红色代表死细胞。经过软件识别计算后，结果表明，存贮前的初始好氧颗粒污泥中活菌的比例为92.1%，在丙酮中存贮后活菌的比例仍然可以保持高达71.9%，由此证实丙酮存贮能够很好地维护细菌细胞的完整性。随机选取一定量的存贮前后的好氧颗粒污泥置于装有纯水的烧杯中，在频率为20 KHz，功率为65 W条件下，对好氧颗粒污泥进行超声处理，随后间隔一定时间测定水溶液在600nm下的吸光度值(即0D600值)，如图4所示。结果表明，存贮前的初始好氧颗粒污泥在该条件下在20min后被完全破碎，而存贮后的好氧颗粒污泥经超声处理后至35min才能够完全破碎，证实了丙酮存贮后好氧颗粒污泥的强度有所提高，好氧颗粒污泥的结构更 为稳定。
【权利要求】
1.一种基于丙酮脱水的好氧颗粒污泥的液态存贮方法，其特征在于具体步骤如下: 首先，把培养成熟的好氧颗粒污泥进行纯水预处理； 然后，在4±1°C条件下，把经过预处理的好氧颗粒污泥装入100%丙酮溶液中存贮。
2.根据权利要求1所述的存贮方法，其特征在于所述好氧颗粒污泥的纯水预处理的具体操作如下: 首先，准备一个具备一定高径比的柱形工艺装置，其有效工作体积为2.3 L ;将好氧颗粒污泥装入该柱形装置中，加入纯水至终体积为2±0.5L ； 然后开始曝气，曝气量为3-5L/min，持续曝气12± Ih后，将装置内的水排出；重新加入纯水至2±0.5L，持续曝气12±lh后，将装置内的水排出；即完成预处理过程。
3.根据权利要求2所述的存贮方法，其特征在于所述经过预处理的好氧颗粒污泥存贮的具体操作如下: 分别量取250mL、350mL、450mL、500mL丙酮置于四个蓝盖瓶中，定容至500mL，配置成质量浓度为50±5%、70±5%、90±5%、100%的丙酮溶液；将预处理后的好氧颗粒污泥依次在四个梯度的丙酮溶液中浸泡脱水各2±0.5h;然后，再量取500mL丙酮于蓝盖瓶中，将浸泡脱水的好氧颗粒污泥放入100%丙酮中，加盖封闭后放于4±1°C冰箱中存贮。
【文档编号】C02F11/00GK103787560SQ201410021850
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】万春黎, 李杰妮, 李笃中, 张沁澜, 刘翔, 王利 申请人:复旦大学