[发明专利]一种耐盐除碳微生物颗粒材料快速培育方法

说明书

本发明公开了一种耐盐除碳微生物颗粒材料快速培育方法及应用，属于生物处理技术领域。培育方法主要包括如下步骤：1)普通活性污泥接种；2)模拟基质投加(固定高COD负荷及高盐分水平)；3)工艺运行模式选择(固定严苛的水力选择条件)；4)耐盐除碳微生物颗粒成功培育。本发明不同于传统梯度提高盐分及逐步增加选择压的办法，在初始COD及盐负荷值都较高下，严苛的水力选择压更加适合微生物颗粒材料的合成，这种组合方式在仅10天左右便可获得耐盐除碳微生物颗粒材料。本发明操作方法简单，运行成本低廉，制备时间短；原料普遍，所制材料耐受高盐，并兼具高除碳活性及高沉降性能，具有较广泛的应用价值。

技术领域

本发明涉及环境工程废水生物处理技术领域，尤其涉及一种耐盐除碳微生物颗粒材料的快速培育方法。

背景技术

我国现阶段高盐有机废水年排放量巨大、类型多样，已经成为典型的污染源。根据《全国环境统计公报》，2015年全国废水排放总量735.3亿吨，化学需氧量(COD)排放量2223.5万吨。由于含有高盐分和各种有机物，基于物理或化学原理的处理工艺存在成本高昂，处理效果不佳等缺点，而生物除碳技术由于经济、高效、环保等优点被广泛应用于各种污水处理系统中。

培育耐盐活性污泥是生物处理高盐有机废水的重要研究领域，但絮状活性污泥耐盐度有限，对冲击负荷敏感，且污泥容易上浮和流失。近年来，新型耐盐生物去污除碳材料与技术的开发受到广泛关注，其中耐盐微生物颗粒材料具备结构密实、沉降性能优越，盐分忍耐度高，微生物菌群丰富、功能菌高效持留的优势，而且占地面积小、排泥量少、对有毒物质耐受性强，抗冲击能力强，已经证明是处理高盐有机物废水的有效技术之一，但如何快速获得耐盐高效微生物颗粒材料是研究重点。

微生物颗粒材料制备过程的机理十分复杂，影响因素众多，因此研究者提出多种生物颗粒化过程的机理，比如胞外聚合物假说，丝状菌假说，晶核假说，金属阳离子假说以及微生物自凝聚假说。而微生物颗粒化过程模型主要包括：(1)微生物或细菌之间相互碰撞，或细菌向固体表面粘附，形成最初的颗粒凝聚核；(2)碰撞而聚集的微生物保持稳定接触而进一步形成聚集体；(3)粘附或凝聚的微生物聚集体中的细菌持续生长、繁殖、分泌粘附物质等，逐渐形成初生颗粒体；(4)在外部作用力等的影响下，初生颗粒体形成一个稳定的三维空间结构。微生物或细菌表面总是带负电，而菌体表面附着的胞外聚合物含有较多负电基团物质，根据DLVO理论，颗粒之间易产生静电斥力及斥力势能，破坏微生物聚集状态。金属阳离子通过电中和作用降低静电斥力，或者通过架桥作用与负电基团相连接，而在高浓度Na⁺或K⁺的刺激下微生物趋向于分泌更多的胞外聚合物，从而促进微生物之间聚集。

现有技术公开了微生物颗粒材料的多种培养方法，例如，申请号为CN201410268969.7的发明名称为“一种好氧耐盐颗粒污泥培养方法”，其中公开了利用投加粉末活性炭，并逐步提高盐分，最终培育耐盐微生物颗粒的方法；该法接种污泥需取自污水厂的脱水污泥，并且事先投加1～2kg·m^-3的粉末活性炭，无疑增加运行成本及处理费用；另外该方法通过逐步提高盐度至20±5g·L^-1的方法，微生物颗粒培育花费时间较长(10周左右)。

申请号为CN 201711330613.1的发明名称为“一种好氧颗粒污泥培养方法及培养装置”，其中公开了一种好氧颗粒污泥培养方法及培养装置，该方法通过将活性污泥与PAC及海泡石混合，并在曝气供氧的上游环节设置厌氧搅拌的过程(共6个阶段)，最后在90天左右获得微生物颗粒。相比之下，本培育方法的优势在于：操作过程简单(不需厌氧搅拌)，培育时间更短(仅10天左右)，适应更高盐浓度(最大50g·L^-1)，除碳活性高。