[发明专利]一种高效降解烟碱的好氧颗粒污泥的培养装置及快速培养方法

说明书

本发明涉及一种高效降解烟碱的好氧颗粒污泥的培养装置及快速培养方法。该装置由SBAR反应器、数控水浴锅、空气压缩机、气体转子流量计、电子继电器、砂芯曝气头等组成。利用本发明构建的SBAR反应器，进行培养降解烟碱的好氧颗粒污泥，反应器温度在25℃左右，进水的初始pH值控制在7.0左右。在好氧颗粒污泥的培养过程中烟碱的降解能力、COD降解率都逐渐提高，污泥的平均粒径逐步增大、反应器中的生物相也呈现出了从低级到高级的演变规律。利用烟碱降解菌进行烟草薄片废水的处理中，培养驯化了高效降解烟碱的好氧颗粒污泥，结合SBAR反应器的运行，实现烟碱的快速去除，为利用微生物处理烟碱薄片废水的研究奠定了良好的基础。

技术领域

本发明涉及一种高效降解烟碱的好氧颗粒污泥的培养装置及快速培养方法，属于高浓度烟碱污水生物处理技术领域。

背景技术

烟碱是烟草薄片生产废水中主要的化学性质稳定、难降解有毒有害有机污染物，且极易溶于水，该废水中烟碱若未经完全降解而排入环境，会对水体生态系统和周边人群健康造成严重威胁。研究表明，利用微生物降解烟碱是低成本高效率且对环境影响小的烟碱处理方法。因此，筛选并运用烟碱高效降解菌，快速构建烟碱降解的好氧污泥颗粒，完善废水生物处理系统的调控机制，是烟草薄片废水生物生态处理的核心研究内容。

在世界上，我国是世界上生产烟草量最大的国家，而生产1吨烟草薄片的废水量达到70吨左右，这些废水具有较高的色度、复杂的化学组分以及质量浓度高达0.4～2.0g·L-1的烟碱，如何对这类难降解的高浓度有机废水进行处理，是社会亟待解决的难题。在处理这些废水中，将烟碱高效快速去除是处理烟碱废水的关键环节。国内外研究学者，在这个问题上有所投入，目前一般处理烟草薄片废水的方法主要有物理化学法、生物化学法以及两者结合的处理方法，但这些方法在处理废水的过程中均存在一些不足，一方面对烟碱的去除效果并不显著；另一方面处理成本高，且可能产生二次污染。因此利用微生物去除烟碱的方法，由于低成本且工艺环保，是一种近年来关注度较好的绿色环保技术。使用微生物对烟碱进行有效降解，是目前顺应新形势下《再造烟叶生产企业清洁生产评价准则》，实现烟草工业的清洁生产，对实施《水污染防治行动计划》具有重要的推动作用。

本发明在利用烟碱降解菌进行烟草薄片废水的处理中，培养驯化了高效降解烟碱的好氧颗粒污泥，结合SBAR反应器的运行，实现烟碱的快速去除，为利用微生物处理烟碱薄片废水的研究奠定了良好的基础。

发明内容

本发明的目的是筛选并运用烟碱高效降解菌，快速构建烟碱降解的好氧污泥颗粒，完善废水生物处理系统的调控机制。为达到上述目的，本发明提供一种高效降解烟碱的好氧颗粒污泥的培养装置及快速培养方法。

本发明所述的高效降解烟碱的好氧颗粒污泥的培养装置，该装置包括SBAR反应器、数控水浴锅、ACO电磁式空气压缩机、气体转子流量计、电子继电器、砂芯曝气头；所述SBAR反应器从内而外由三部分组成：最内层是SBAR反应器上升管，其内管直径5cm，高70cm，内管底部与反应器底面留有2cm的空隙；中间层是内循环部分的沉降管，其内管直径8cm，高100cm；最外层是控温层，控温层通过管道与数控水浴锅连接形成循环水路，；砂芯曝气头位于反应器底部的中心位置，通过空气压缩机进行曝气并由气体流量计控制曝气量，使SBAR反应器内的水流形成从内管上升，外管下降的一个循环回路；SBAR反应器外侧分别设有5个不同高度的出水取样口、1个配水进水口、1个水浴水进水口和1个水浴水出水口，出水取样口、配水进水口及水浴水进水口分别连接一蠕动泵，通过蠕动泵控制进水、出水和水浴循环水的流量和流速，通过电子继电器控制蠕动泵和空气压缩机的工作，以实现对整个运行周期的自动控制。

进一步地，本发明SBAR反应器的总高度为105cm，直径16cm，有效容积为4L。

本发明还提供了一种高效降解烟碱的好氧颗粒污泥的快速培养方法，包括以下步骤：