高效复合生态链微生物菌群处理污水的研究城市综合污水的处理范俊

第25卷第4期2加3年7月南京工业大学学报JOURNALOFNANllNGUNIVERSIT丫OFTECHN01DGYVol.25N0.4vluJ人X)3高效复合生态链微生物菌群处理污水的研究—城市综合污水的处理范俊,沈树宝,杨维本,陈英文(南京工业大学制药与生命科学学院,江苏南京21《XX刃)摘要:考察了几种高效复合微生物群在不同水力停留时间下对城市污水的处理效果,用空白活性污泥作对照,对出水c口刀cr值及c。。cr的去除率进行了对比和分析。结果表明,在单一菌体与活性污泥混合处理时,光合细菌一活性污泥系统混合处理效果最佳,水力停留时间在6h时,去除率大于如%;在多菌体与活性污泥混合综合处理时,高效复合微生物菌群结合活性污泥系统,随着进水`口刀cr的提高,及〕。ct去除率始终保持在如%以上,具有良好的去除效果和相应的耐冲击性。关键词:高效复合微生物菌群;城市污水;活性污泥;生化;处理中图分类号:xl72文献标识码:A文章编号:1671一7麟3《2X()3)以一0010一以城市污水的生化处理是污水处理的重要部分,也是国际上城市污水处理的前沿课题。近年来,国内外对适用于单一工业污水净化和污染物处理的微生物的研究已有不少报道[’〕,但对于适合城市污水处理厂综合污水处理的高效复合微生物菌群的研究却报道甚少。为提高生化处理的处理效率,有必要应用生态学原理,筛选和构建符合生态共生、共荣、共作用的生态链高效复合微生物菌群及产生特殊作用酶的菌株。本实验将研究符合生态链的系列微生物代谢降解藕合技术和相应的复合菌剂,对城市污水处理厂综合污水活性污泥法处理时的制约微生物区系进行分析,为工业化生产菌种、人工控制及菌种优化组合共代谢处理城市综合污水提供科学依据。1材料与方法1.1材料1.1.1模拟城市污水葡萄糖0.巧g,可溶性淀粉0.巧g,c姚cooNa0.209,蛋白陈0.159,牛肉膏o,089,(N践)25040.巧g,KHZI场0.079,NaZC几0.069,尿素0.印g,十二烷基苯磺酸钠(sDs)0.019,自来水1仪幻mL;配成的模拟城市污水水质指标:`口。crOJhl嗯/L,州6.0~7.001.1.2培养基川放线菌培养基:可溶性淀粉5.009,吮HR人0.30g,CaCO33.009,NaCI0.509,(N氏)25042.X()g,Mg厌)47姚00.509,模拟污水1X(x〕mL,121℃灭菌20inIn,PH7.0。酵母菌培养基:麦芽粉加3倍水,65℃糖化4h,过滤取汁,用糖度计测试为13BX/20℃,121℃灭菌加min,pH6.0。光合细菌培养基z[]:N氏cl0.759,NaHc几1.00g,凡HR人0.509,C姚COONa1.759,M邪120.4()g,NaCI2.009,生长因子smL,模拟污水10仪)rnL,121℃灭菌20而n,pH7.0~8.0。小球藻培养基:NaNo31.509,从班场0.以g,M蟒〔)4.7从00.田759,CaC犯·2玩00.0369,柠檬酸0.(x万g,eF一EDTA溶液lmL(FeC132.789,NaZEDTA18.69,加蒸馏水配至I)L,模拟污水l以x〕rnL,12一℃灭菌2()而n,州7.0~8.0。1.1.3试剂重铬酸钾标准溶液;硫酸亚铁铁标准溶液;试亚铁灵指示剂;硫酸汞。收稿日期:2X()3刀1切基金项目:国家自然科学基金(NO.2卯7印19和No.ZD17印18),江苏省自然科学基金(oN.BK男123和oN.BKZX()叩1),作者简介:范俊(1979一),江苏南京人,硕士,主要研究生物环境工程。第4期范俊等:高效复合生态链微生物菌群处理污水的研究—城市综合污水的处理1·2CODcr测定方法`。。cr测定方法采用重铬酸钾氧化法〔3〕。r.3微生物的扩增培养4[]1.3.1放线菌、酵母菌培养将放线菌(&呷勿哪娜)、酵母菌(枷.~俪)接种至三角瓶,摇床培养;摇床转速为175r/min,温度控制在25℃。1.3.2光合细菌培养圈将光合细菌(你.邵坛`~。)接种至密闭细口玻璃瓶(3)L,室温,光照培养;光照强度为2(l叉〕1,间隙摇动。1.3.3小球藻培养将小球藻接种至细口玻璃瓶(3)L中,曝气培养;气量为2口(而n’)L,室温,自然光照条件。、1.3.4活性污泥培养实验所用活性污泥采自南京城东污水处理厂,用模拟城市污水曝气培养;气量为su(min·)L。1.4实验装置及流程单一菌体与活性污泥混合处理实验装置:每套以3个塑料桶(各I)L和若干乳胶管连接而成,共4套装置(图1);多菌体与活性污泥混合综合处理实验装置:以5个塑料桶(各I)L和若干乳胶管连接而成(见图2)。lllllll222333334444444444444曝曝气气气气气气气气}}}}}}}万万么么555551一废水池2一高效复合微生物群3一一级光照反应池4一二级好氧反应池5一沉淀池图2多菌体与活性污泥混合综合处理实验装皿iFg,2hTemld喇e而corl洲,~acitvesludgesystem1.6接种与驯化将活性污泥分别装人4个好氧反应池中,泥量为3岁L。每天分别投加离心分离后的不同菌种,接种量约1岁(L湿重),曝气量为3U(而n·)L。当镜检有大量菌胶团和指标性原生动物,并且出水c。刀cr稳定后,开始测定c口刀cr去除率。2结果与讨论lllll222222222223333333333333333333333333曝曝气气气舞典排羹羹羹羹1一废水池2一反应池3一沉淀池图1单一菌体与活性污泥混合处理实验装置iFg.1hTesill乡e而cn〕l卜atCive如妙systeln1.5实验工艺路线本实验采用如下两条工艺路线对模拟城市污水进行处理。(l)单一菌体与活性污泥混合处理工艺:}亘哑亘亘困川亘戛亘应诬卜画趣卜匡困(2)多菌体与活性污泥混合综合处理工艺:医画巫亚困~座亘画砸困~匡夔豆墓应哑…~匝豆画川亘困2.1单一微生物与活性污泥混合处理(l)各系统微生物观察情况系统I(光合细菌一活性污泥):混合液悬浮固体(Ml另S)2粼刃mg/L,泥色褐黑,污泥沉降比(固体体积分数)80%,声7.仇系统11(酵母菌一活性污泥):混合液悬浮固体3姗nlg/L,泥色褐黄,污泥沉降比50%,pH6.;5系统111(放线菌一活性污泥):混合液悬浮固体2。以〕m留L,泥褐色,絮状,污泥沉降比80%,PH6.0;系统W(小球藻一活性污泥):混合液悬浮固体2仪。mg/L,泥较散,污泥沉降比团%,pH7.0;系统v(活性污泥):混合液悬浮固体3仪旧nlg/L,泥色褐黄,污泥沉降比80%,pH7.0。(2)a,Dcr去除率随水力停留时间(HRI,)的变化情况(图3),进水`。。cr为溯n娜L,t=25℃。由图3可以看出:处理效果最好的是光合细菌一活性污泥系统,水力停留时间(HRT)在6h时,去除率大于90%,高于其它复合系统。酵母菌一活性污泥系统和藻类一活性污泥系统在相应的适宜的水力停留时间内也有比较理想的处理效果。结合实际南京工业大学学报第25卷000一了5、j芝叫并馥来沪户一.—.苟叫侨毯报2一护一l。L二二ZUU3伏」40050()60(]进水甲/(吨·--L,)7008001一系统12一系统n3一系统1114一系统VIS一系统V1一二级处理2一一级处理图3水力停留时间对出水C口。cr去除率的影响iFg.31、ee任eCtofHR汗ond刃uent及)l〕。~al洒。图5进水及功。对出水仪)。。去除率的影晌iFg.5{几ee肠况tof臼心uenlCODcron洲uentCODcr况n刃v川幻戒田工程应用,可以选择各处理系统所需的水力停留时间在6h。2.2多菌体与活性污泥混合综合处理混合菌液配方为:光合细菌5岁L、酵母菌2.5『L、放线菌1.5岁L、小球藻1.0『L。在光照条件(光照强度2侧X)1)下用混合菌液对模拟城市污水进行一级处理,混合液悬浮固体(M巧)S保持在8仪x〕m留;L再以好氧活性污泥曝气对一级处理流出液进行二级处理(曝气量为2口(而n’)L),混合液悬浮固体(Ml另S)保持在3仪幻mg/L。在水温20~30℃、水力停留时间为6h条件下(与前面单菌处理水力停留时间相一致),改变进水c口刀cr,考察其对出水的影响(图4、5)。由图4、5可以看出:一级光照处理c口。cr受进水`口刀cr影响较大,而二级好氧处理c口。cr则受进水`口。cr影响相对较小。随着进水c口刀cr的不断提高,出水C口刀cr也相应提高,但其总的C口。cr去除率不仅没有下降,反而呈现上升趋势,始终保持在卯%以上,说明该系统具有良好的耐冲击性。多菌混合光照处理降低了活性污泥降解所需水力停留时间,在总体水力停留时间为6h(进水C口刀cr为以幻mg/)L时,单一活性污泥的coDer去除率在82%,多菌体与活性污泥复合系统C口刀cr去除率在90%以上,而此时多菌体与活性污泥复合系统的活性污泥处理阶段的水力停留时间仅为3h。3讨论oo5400ǎló·旨粉汪书习门.-—一——.一.一2r一一一oLee竺二2oo3004005月刃仅洲〕进水甲攻咙·L一,)1一一级处理2一二级处理图4进水`口刀。对出水`口刀ct的影响iFg.41卜ee压兜tofillnuentCODcr朋d叮u呱C口Dcr光合细菌一活性污泥处理系统的C口。c法除率随水力停留时间的增加而增高,说明其有很强的去除能力和相应的耐受性,但是其递增速率却比较平缓,可能在好氧情况下光合细菌需要一段时间以获得生长优势。实验过程发现,酵母菌一活性污泥处理系统的产泥量很大,可能因为酵母菌可产生促进细菌分裂的活性化物质,导致细菌大量繁殖〔’〕。藻类在处理初期的coDer去除率偏低,随着水力停留时间的上升,其C口刀cr去除率上升明显,可能由于小球藻改善了活性污泥的微环境,提高了活性污泥的处理效果l[]。在多菌复合一活性污泥处理阶段,一级光照处理的C口刀cr去除率较低,而经过二级好氧处理,C口刀cr的去除率明显上升,随着进水`口。cr的不断提第4期范俊等:高效复合生态链微生物菌群处理污水的研究—城市综合污水的处理高,总的C口刀cr去除率呈现上升趋势。这可能是在一级光照处理中大量难以好氧生化降解的分子被多菌复合体系降解为易于好氧生化降解分子,两个不同处理阶段形成了高效复合生态链的原因所致。另外,对混合菌体的配比,菌体快速、廉价、高效的扩增方式还需进一步研究。是制约微生物区系,加人适当数量的光合细菌有利于c口刀cr的去除。(3)混合微生物群体对`。刀cr的去除率的实验表明:光合细菌不是单独降解c口。c;的良好菌群,必须结合好氧菌群的协同作用才能发挥良好效果。4结论(l)通过数据对比可以发现,在传统的活性污泥法中,增加一些高效复合微生物菌群可以提高C口刀cr的去除率。(2)光合细菌一活性污泥处理系统的处理效果不论从去除能力还是长效性方面都最为突出。可以认为在城市综合废水活性污泥法处理时,光合细菌参考文献:[1〕夏北成.环境污染物生物降解[M〕.北京:化学工业出版社(环境科学与工程出版中心),2X(犯.〔2]张跃华,罗志文.EM生物制剂中光合细菌的分离鉴定及应用实验初报[J〕.佳木斯大学学报(自然科学版),2001,19(4):380-382.[3」国家环保局.水和废水检测分析方法【M〕.北京:中国环境出版社,1叨7.厂4〕无锡轻工业学院.微生物学(适用于工业发酵专业)仁M〕.北京:中国轻工业出版社,l性拍4.WastewatertraennentusigneiffcientlycouPUgnce010igalCnet而coor吧a亩sm:Studyontareti雌dtyM周ISte”,etrFANJt川,51诬NhSu~bao,YANG研Z七i一悦n,Cl诬NiYgn一wen(Collegeofljfe阮ienceandl〕I~坦ceiutcalE硒~irgn,NanjingUin一ytofTechll01嚼,NanjingZI〕I珍,ChinaA加tmct:Conlpal,ngothetactivesldu罗