_流化床接种优势菌种处理屠宰废水启动研究 (1)

第27卷第6期2014年12月四川理工学院学报(自然科学版)JournalofSichuanUniversityofScience＆Engineering(NaturalScienceEdition)Vol.27No.6Dec.2014收稿日期:2014-09-27基金项目:自贡市重点科技计划项目(2013X12)作者简介:刘少北(1986-)，男，四川巴中人，助教，硕士，主要从事流态化技术及多相流反应工程方面的研究，(E-mail)suselsb@163．com文章编号:1673-1549(2014)06-0051-04DOI:10．11863/j．suse．2014．06．13流化床接种优势菌种处理屠宰废水启动研究刘少北，曾涛，林海波，刘鹏，谢君科(四川理工学院机械工程学院，四川自贡643000)摘要:从若干菌群中选育分离出高效降解屠宰废水的优势菌种，将低温保存的优势菌种活化与流化床内的载体混合，在启动过程中逐步提高进口浓度、水力停留时间、空气流量来完成流化床载体接种优势菌种形成生物膜。结果表明:表观气速不超过1.08cm/s、水力时间不超过4h有利于活性炭挂膜;启动成功后，有机容积负荷达6.34kgCOD/(m3·d)，COD去除率保持在85%以上。关键词:优势菌种;生物流化床;屠宰废水;反应器启动中图分类号:X703.1文献标志码:A引言从1978年我国第一台处理石化废水的纯氧生物流化床开始，生物流化床相继在石化废水、焦化废水、含酚废水、油脂废水、制药废水、燃料废水、造纸废水及生活污水等领域取得广泛应用［1-2］。流化床的启动特性在水处理中起至关重要的作用，新投入使用的流化床设备都必须经过微生物培养驯化启动的过程，让其具有生物特性。很多研究者［3-5］以活性污泥为菌种来源，对流化床进行启动试验，逐渐形成了以“快速排泥挂膜”为主的启动方法。黄青华等［6］对不同进水方式下内循环流化床生物膜厚度与活性进行了研究;呼晓明等［7］采用逐渐增加进口氨氮浓度和调节其他运行参数实现流化床短程硝化的快速启动。屠宰废水易产生恶臭污染大气，滋生病菌危害人的健康，其高浓度的有机物、氮、磷流入江河易造成水体富营养化，普通活性污泥法存在氨氮难以达标等问题［8］。针对氨氮去除难点，不再采用普通活性污泥为菌源，而是将实验室选育的优势菌种与表面多孔、吸附性好的颗粒活性炭耦合，优势菌种在颗粒活性炭表面固化形成生物膜，完成流化床启动，讨论启动参数对挂膜的影响。1实验材料及流程1.1菌种接种用4株菌种来自生物工程学院实验室。该菌种是针对屠宰废水处理而选育的，针对性强，处理效果比一般的活性污泥接种好。但自培菌一般都是通过分离提纯以后低温保存，菌种处于休眠期，在接种之前需要将其唤醒、扩大培养。在无菌环境下取出冷冻中的菌种，放入到牛肉膏－蛋白胨培养基中混匀，分配到培养瓶，放入26℃恒温摇床放大培养，培养24h后，将培养瓶的培养液摇匀，均分到两个培养瓶，加入新的培养基，继续培养，以满足硝化菌时代周期较长的要求［9］。1.2废水与载体试验的废水为屠宰废水，含有丰富的有机物、氮、磷及微量元素，有利于微生物细胞膜的合成，BOD/COD＞0.4，可生化性能好。载体选用活性炭颗粒，表面具有一定的孔隙度及粗糙度，表面积较大;具有较好的传质特性;具有较好的生物、化学及热力学稳定性，载体本身不参与系统内生物化学反应;载体具有可再用性;活性炭还具有一定的吸附降解作用。活性炭作为载体的优势在其他试验中也得到证实［10-11］。1.3实验流程三相内循环生物流化床(简称3－流化床)处理屠宰废水试验流程如图1所示。1:空气泵2:流量计3:反应器4:滤网5:配水箱6:蠕动泵7:沉淀池图1试验工艺流程图3－流化床反应器采用有机玻璃筒体粘接而成，总容积约25L、内筒直径70mm、高1530mm;外筒直径105mm、高1300mm。上部筒体与外筒成60°锥角联结、外径300mm、高400mm。屠宰废水通过滤网进入配水箱，通过蠕动泵进入反应器;流化动力由空气泵提供，废水在流化床内循环流动过程中与载体上的生物膜接触，有机物被微生物降解，在上部筒体三相分离区通过脱气、溢流到沉淀池出水。采用快速排泥法启动，将扩大培养后含有活化优势菌种的培养液和2.5L体积的活性炭混合静置3－4h，混合液导入到流化床内，泵入屠宰废水(浓度为平均浓度30%)到三相分离脱气面，再静止6－8h，小气量闷曝24h后，连续进水，逐渐增加进口水浓度、水力停留时间、曝气量，直止挂膜成功。2结果与讨论2.1进口浓度屠宰废水原液有机浓度高，滋生的微生物也较多，有害物质也较多，为了让接种的优势菌种在竞争过程中占主导优势，将原液稀释。进水浓度大致分为400mg/L、800mg/L、1200mg/L左右，三个阶段逐渐增加进口浓度，让接种的菌种有一个