食品廢水中菌群改造應(yīng)用生物強化技術(shù)

食品廢水中菌群改造應(yīng)用生物強化技術(shù)

園區(qū)廢水中的工業(yè)廢水(占比可從30%~90%)往往含有許多難以生物降解的污染物明顯，含有大量食品廢水的污水具有有機(jī)物特點、TN、脂肪及懸浮物含量高等特點著力提升。我國地方城鎮(zhèn)污水處理廠大多含有屠宰深刻內涵、肉類加工、食品發(fā)酵等廢水融合，尋求更加經(jīng)濟(jì)高效的污水處理新方法勢在必行深入闡釋。

　　目前，我國對城鎮(zhèn)污水處理主體工藝的改造一般有4種方式：一是對原有的活性污泥工藝進(jìn)行調(diào)整完成的事情，二是生物強化技術(shù)物聯與互聯，三是增加化學(xué)處理過程，四是增加深度處理改造層面。生物強化技術(shù)是一種通過向廢水處理系統(tǒng)中投加從自然界中篩選的高效功能菌株供給，達(dá)到對某一種或某一類有害物質(zhì)的去除或某方面性能改進(jìn)目的的環(huán)境生物新技術(shù)優勢與挑戰。該技術(shù)的應(yīng)用方式主要分為直接投加功能菌株和投加固定化微生物兩種，具有微生物菌劑生長繁殖快投入力度、分解效率高創造、作用針對性強不難發現、工程造價低貢獻法治、能耗低等優(yōu)點。目前利用微生物直投法對污水廠菌群改造的研究少見報道發展需要，大多數(shù)研究者僅限于小型試驗攻堅克難，缺少將生物強化技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)場工程的研究實例。本實驗采用實驗室篩選得到的高效產(chǎn)蛋白酶重要組成部分、淀粉酶菌株及異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌株流程，制備成復(fù)合微生物菌劑，對蘇州市某工業(yè)園區(qū)污水處理廠活性污泥(含有大量食品和印染工業(yè)廢水)進(jìn)行菌群改造勃勃生機，增加有效菌群數(shù)量助力各業，改善其出水TN、氨氮(NH3-N)提供有力支撐、COD以及活性污泥性能應用，提高系統(tǒng)活性污泥耐沖擊負(fù)荷。希望在節(jié)約能源的同時品率，二沉池出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)相貫通。

　　1、材料與方法

　　1.1 菌株來源及性能

　　采用本實驗室脫氮積極影響、脫碳菌庫中篩選出的8株菌自動化方案，通過模擬含食品廢水的工業(yè)園區(qū)污水進(jìn)行定向馴化，復(fù)配制得復(fù)合微生物菌劑越來越重要。復(fù)合菌劑的脫氮線上線下、脫碳、除磷及產(chǎn)酶活性已在定向馴化過程中測得醒悟，實驗結(jié)果見表1數據顯示。8株菌均為兼性菌，單株菌可將NH3-N直接轉(zhuǎn)化為氮氣能運用，脫氮途徑簡捷達到、速度快，可實現(xiàn)同步生化/硝化/反硝化過程不可缺少。7株菌可高效產(chǎn)蛋白酶蓬勃發展、淀粉酶，將大分子有機(jī)物水解成小分子物質(zhì)積極回應。所測結(jié)果中蛋白酶活性定義為：在一定溫度和pH值條件下重要性，每分鐘催化酪蛋白又進了一步，水解生成1μg酪氨酸的酶量，為一個酶活力單位多元化服務體系。淀粉酶活性定義為：在40℃規劃，一定pH值條件下，5min內(nèi)水解1mg淀粉的酶量便利性，為一個酶活力單位全面展示，均以U/mL表示。L1-1深刻認識、L2-3核心技術、WXZ-17(見表1中菌株命名上帶*者)為反硝化聚磷菌，其除磷原理為主動性，以硝基氮或亞硝基氮為電子接受體的聚磷菌(常規(guī)聚磷菌是以氧氣為電子接受體)創造性，可實現(xiàn)在有氧條件下既脫氮又除磷。

　　1.2 實驗方法

　　1.2.1 微生物菌劑的活化

　　嚴(yán)格配制培養(yǎng)基道路。將所配得培養(yǎng)基經(jīng)121℃高溫滅菌20min規模設備，取出冷卻后，在無菌操作室內(nèi)從斜管中挑一環(huán)接種指導，再經(jīng)30℃競爭力、160r/min恒溫?fù)u床培養(yǎng)24h。培養(yǎng)所得菌液經(jīng)3倍離心復(fù)配后規則製定，獲得目標(biāo)菌液製造業。菌液質(zhì)量濃度為1.225g/L。

　　活化培養(yǎng)基(g/L)：葡萄糖1關規定，乙酸鈉0.5發展基礎，酵母膏0.25，CaCl20.075建強保護，MgSO4·7H2O0.2同期，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O0.04，NH4Cl0.0625使命責任，NaNO30.0625效果，蛋白胨0.0625，KH2PO40.0021合規意識，K2HPO40.0028密度增加。

　　1.2.2 復(fù)合微生物菌劑的現(xiàn)場擴(kuò)培

　　1)現(xiàn)場擴(kuò)培。

　　將活化所得菌劑20L裝入塑料桶內(nèi)帶至現(xiàn)場創新內容。為短時間內(nèi)獲得大量菌劑機遇與挑戰，不考慮嚴(yán)格滅菌條件，通過4個不同體積的擴(kuò)培罐逐級進(jìn)行培養(yǎng)，直至復(fù)合菌劑體積容量達(dá)到30m3集成技術。

　　培養(yǎng)基：擴(kuò)培罐A就能壓製、B、C大部分、D所采用的培養(yǎng)基配制方法同活化培養(yǎng)基強大的功能。30m3擴(kuò)培池所采用的培養(yǎng)基配制方法為葡萄糖4kg/m3(COD約為4000mg/L)，尿素0.5kg/m3(TN約為100mg/L)解決方案，磷肥60g/m3(TP約為4mg/L)優勢。

　　2)實驗裝置。

　　復(fù)合微生物菌劑現(xiàn)場擴(kuò)培實驗裝置見圖1幅度。擴(kuò)培罐由圓柱形有機(jī)玻璃柱加工而成結構。在反應(yīng)器壁的垂直方向設(shè)置排取樣口重要的作用，用以取樣和排菌貢獻。以黏砂塊作為微孔曝氣器，采用鼓風(fēng)曝氣穩中求進。距反應(yīng)器底部一定高度設(shè)有排菌口統籌。曝氣管由穿孔膠管連接而成，壓縮空氣經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計控制流量后協同控製，再經(jīng)曝氣管釋放到反應(yīng)器振奮起來。進(jìn)水直接由反應(yīng)器頂部加入。

　　本實驗有5種規(guī)格的擴(kuò)培罐：擴(kuò)培罐A直徑24cm利用好，高46cm深入各系統，有效容積為18L。擴(kuò)培罐B直徑40cm系列，高80cm作用，有效容積為100L。擴(kuò)培罐C直徑79cm慢體驗，高80cm著力增加，有效容積為390L。擴(kuò)培罐D(zhuǎn)直徑110cm科技實力，高107cm處理，有效容積為1000L。30m3擴(kuò)培池長3米在此基礎上，寬2米助力各行，深5米，有效容積為30m3自主研發。

　　1.2.3 復(fù)合微生物菌劑的投放

　　將復(fù)合微生物菌劑從A/O池的進(jìn)口端通過管道注入確定性。投放時間為每日8：00，投放菌劑占全部污泥的體積比約為1：10。自2017年4月25日起投放先進的解決方案，7月16日停止加菌拓展，繼續(xù)運行兩個月，共計147d宣講活動。由于外源微生物投加到新鮮污泥中會與污泥中原有的微生物種群形成一種選擇性和競爭性的生長繁殖不斷進步，菌劑的生長需要一定的適應(yīng)期，只有外源菌通過自身繁殖增加有效菌群含量效率，才能實現(xiàn)脫氮規模、脫碳、除磷講道理，故將實驗期間數(shù)據(jù)分為4個階段發展目標奮鬥，后續(xù)以二沉池數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

　　1)加菌前：4月20日—4月24日更多的合作機會，共計5d延伸。

　　2)菌群適應(yīng)期：4月25日—5月7日，共計13d服務好。

　　3)菌群穩(wěn)定期：5月8日—7月16日新趨勢，共計70d。

　　4)停止加菌：7月17日—9月18日共謀發展，共計64d學習。

　　其中2)、3)聽得懂、4)作為實驗運行期應用優勢。

　　1.2.4取樣方式

　　1)擴(kuò)培罐A、B全方位、C高效節能、D菌液取樣方法：用錐形瓶從處于曝氣狀態(tài)下的擴(kuò)培罐中移取適量體積且充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蟮木骸?/p>

　　2)30m3擴(kuò)培池菌液取樣方法：用重物將帶繩子的小桶垂入擴(kuò)培池，從處于曝氣狀態(tài)下的擴(kuò)培池中移取適量體積且攪拌均勻后的菌液深刻認識，倒入錐形瓶核心技術。

　　3)調(diào)節(jié)池、生化池及二沉池取樣方法：用重物將帶繩子的小桶垂入池中主動性，每日早8點從處于曝氣狀態(tài)下的池中移取適量體積且充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蟮奈勰鄤撛煨?，倒入錐形瓶。

　　1.3 分析項目及檢測方法

　　CODCr測定采用重鉻酸鉀法測定道路，NH3-N測定采用水楊酸法性能，TN測定采用過硫酸鹽氧化法，均使用美國哈希水質(zhì)測定儀測定對外開放。pH值技術創新、DO采用WTW便攜式測定儀測定深入交流研討。菌體量采用光密度法，測量含菌培養(yǎng)液在600nm波長處的吸光值廣泛應用。

　　2關註度、結(jié)果與分析

　　2.1 復(fù)合微生物菌劑對生化池TN去除效果的影響

　　圖2為微生物菌劑添加前后進(jìn)出水TN去除情況。由于進(jìn)水夾雜高氮食品工業(yè)廢水哪些領域，排放無規(guī)律敢於挑戰，導(dǎo)致TN頻繁波動。加菌前建立和完善，調(diào)節(jié)池進(jìn)水TN質(zhì)量濃度為10~74mg/L提供了遵循，二沉池出水TN質(zhì)量濃度為7~25mg/L，說明TN的偶有升高現(xiàn)象直接抑制或影響生化池微生物的代謝作用大型，導(dǎo)致出水TN超標(biāo)服務效率。投加菌劑9d后，調(diào)節(jié)池進(jìn)水TN質(zhì)量濃度為9~78mg/L重要意義，二沉池出水TN質(zhì)量濃度降至0.4~5.2mg/L統籌發展。菌群穩(wěn)定期二沉池出水TN去除率是93.48%。加菌前背景值構建，二沉池出水TN去除率是55.10%創新科技。加菌后TN去除有了很明顯改善，在原有基礎(chǔ)上提高近70%共創輝煌，接下來的2個月基本維持在這個水平，說明菌劑對污泥的適應(yīng)性強進一步，活性好大部分。進(jìn)入菌群穩(wěn)定期后，TN基本穩(wěn)定實際需求，呈小范圍波動解決方案，原因是系統(tǒng)內(nèi)有效菌群含量增加，對含氮化合物降解能力加強善謀新篇。菌群穩(wěn)定期后期增產，TN濃度漸趨平緩，表明所構(gòu)建的菌群穩(wěn)定有效方法，脫氮效果好高產。進(jìn)水隱藏的TN偶然變化是難以控制的，實驗后可以達(dá)到穩(wěn)定的TN出水水質(zhì)發揮作用，均達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)良好。實驗結(jié)果充分說明，復(fù)配菌劑對TN去除已經(jīng)開始發(fā)揮明顯功效銘記囑托，因而生化池中的活性污泥抗沖擊負(fù)荷能力顯著提升引領。

　　2.2 復(fù)合微生物菌劑對生化池NH3-N去除效果的影響

　　二沉池NH3-N去除情況如圖3。自2017年4月25日開始投加微生物菌劑，第10天表現(xiàn)出脫氮效果應用前景，NH3-N達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)有很大提升空間，充分說明實驗啟動很成功。菌群穩(wěn)定期二沉池出水NH3-N去除率是83.15%首次，對比加菌前背景值的有效手段，二沉池出水NH3-N去除率是50.6%。加菌后NH3-N去除效果有了很明顯改善方案，在原有基礎(chǔ)上提高60%以上關鍵技術，接下來的2個月基本維持在這個水平。

　　2.3 復(fù)合微生物菌劑對生化池COD的影響

　　二沉池COD變化情況如圖4深入。自投加微生物菌劑第5天起技術研究，COD逐天降低，可能由于菌劑能分泌出大量胞外水解酶開展研究，促進(jìn)污水中大分子有機(jī)物分解成小分子物質(zhì)姿勢，再被其他微生物進(jìn)一步分解利用。菌群適應(yīng)期首要任務，系統(tǒng)內(nèi)污泥COD雖略有波動綠色化，但后期基本穩(wěn)定在35mg/L左右，實驗期間COD變化范圍為27~48mg/L發展，平均值為34.82mg/L保持穩定。菌群穩(wěn)定期二沉池出水COD去除率91.40%。加菌前背景值二沉池出水COD去除率85.32%面向，加菌后有極其穩(wěn)定的COD出水水質(zhì)支撐作用。實驗結(jié)果充分說明，利用菌劑進(jìn)行脫碳過程中建設項目，不但不會對水質(zhì)造成影響最為突出，反而能夠提高系統(tǒng)對COD的去除率，該結(jié)果與已有研究一致自動化。

　　2.4 復(fù)合微生物菌劑對生化池污泥濃度的影響

　　實驗前為了保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)提升，不得不加大回流污泥量，生化池中的污泥濃度(MLSS)基本維持在8000mg/L左右不折不扣，甚至有時達(dá)到10000mg/L支撐能力。隨之而來的問題就是需要更大的曝氣量，而實驗開始前生化池風(fēng)機(jī)的充氧能力已經(jīng)達(dá)到最高限有效保障。生物強化實驗的另一重要目的就是提高活性污泥的降解性能大數據，在保證出水水質(zhì)提高的前提下，減少污泥濃度講實踐，起到節(jié)能作用數字技術。由于實驗數(shù)據(jù)過多奮戰不懈，故選取生化池東線每10天污泥濃度數(shù)據(jù)為一組，計算均值措施，并繪制污泥濃度變化折線圖大大縮短，見圖5。

　　從圖5可以看出緊密相關，污泥總的變化趨勢從初期8000~10000mg/L更默契了，到加菌結(jié)束后穩(wěn)定在5500~7000mg/L。4月20日—6月1日期間培訓，數(shù)據(jù)的升高可能是由于實驗初期不合理波動，剛加入系統(tǒng)的菌劑與系統(tǒng)內(nèi)的土著微生物存在競爭關(guān)系，菌群結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定重要工具，再加上進(jìn)水濃度較高積極拓展新的領域，系統(tǒng)內(nèi)的微生物處理能力有限，導(dǎo)致菌株對有機(jī)物降解不*更優質，進(jìn)而系統(tǒng)中的微生物以底泥的形式存留下來相對開放，表現(xiàn)為污泥濃度升高。在復(fù)配菌劑生長成熟和反應(yīng)池內(nèi)土著微生物形成菌群后(約6月1日前后)脫穎而出，出水TN拓展應用、NH3-N、COD穩(wěn)定達(dá)標(biāo)結構，污泥濃度基本上呈現(xiàn)緩慢管理、持續(xù)式下降，回流污泥量回歸正常水平哪些領域，直至9月初污泥濃度保持在6000mg/L左右橋梁作用，有效降低了氧的消耗。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因求索，一方面是由于添加外源菌使系統(tǒng)內(nèi)的菌群結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，生物強化作用增加規模，土著微生物對污染物的利用更加充分穩定發展，加快了對死泥的分解利用。另一方面菌劑的添加使系統(tǒng)內(nèi)活性污泥活性更好聯動，生命周期延長增持能力，死泥的產(chǎn)生量較少。復(fù)配菌劑使系統(tǒng)中活性污泥的抗負(fù)荷能力增強行業內卷，進(jìn)而出水水質(zhì)變好追求卓越。新形成的菌群同時還具有顯著提高進(jìn)水對系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力，提高出水水質(zhì)的作用參與能力。投加的微生物菌劑成為優(yōu)勢菌種合理需求，在高效脫氮是目前主流、脫碳情況下減少溶解氧的消耗，故可適當(dāng)降低回流量高質量，進(jìn)而降低污泥濃度充分發揮。生化池中不再需要更多的曝氣量擬合系統(tǒng)，解決了能耗過大的問題管理。

　　3設計、結(jié)論

　　1)復(fù)合菌劑注入生化池后，菌種在生化池中能夠很好地存活改進措施，在短期內(nèi)迅速繁殖成為優(yōu)勢菌群就此掀開。對摻雜食品廢水的工業(yè)污水中的高TN、NH3-N今年、COD均有較好的去除作用穩步前行。

　　2)面對排放無規(guī)律、成分復(fù)雜的工業(yè)廢水良好，投加菌劑9d后逐步顯現，二沉池出水TN質(zhì)量濃度為0.4~5.2mg/L，TN去除率是93.48%引領。加菌前自動化裝置，背景值二沉池出水TN去除率55.10%，在原有基礎(chǔ)上提高近70%應用前景。進(jìn)水隱藏的TN偶然變化是難以控制的高質量，實驗后可以達(dá)到穩(wěn)定的TN出水水質(zhì)，即達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)激發創作。實驗結(jié)果充分說明前景，復(fù)配菌劑已經(jīng)開始發(fā)揮明顯功效，因而生化池中的活性污泥抗沖擊負(fù)荷能力顯著提升增幅最大。

　　3)于生化池投加菌劑第10天起共享應用，NH3-N含量逐日降低。第15天時標準，NH3-N基本穩(wěn)定示範推廣，呈小范圍波動。加菌后NH3-N去除有了很明顯改善即將展開，在原有基礎(chǔ)上提高60%以上大幅增加，且停止加菌后的2個月基本維持在這個水平，說明菌劑可有效脫氮傳承。

　　4)于生化池投加菌劑第5天起等特點，COD逐日降低。15d后多種，系統(tǒng)內(nèi)污泥COD含量雖略有波動將進一步，但后期基本穩(wěn)定在35mg/L左右充分發揮。加菌后二沉池出水COD去除率是91.40%，對比加菌前有極其穩(wěn)定的COD出水水質(zhì)動力，這是由于菌劑能分泌出大量的胞外水解酶同時，促進(jìn)污水中的大分子有機(jī)物分解成小分子物質(zhì)，再被其他微生物進(jìn)一步分解利用效高性。

　　5)復(fù)配菌劑生長成熟并和曝氣池內(nèi)土著微生物形成共生菌群后模式，停止加菌2個月，并在此期間控制回流污泥提升，從而將生化池中污泥濃度持續(xù)降低(從9000mg/L降低到6000mg/L左右)高品質。復(fù)合菌劑在高效脫氮、脫碳情況下支撐能力，能夠減少溶解氧的消耗資源優勢，降低污泥濃度，解決了污水廠廢水處理中能耗過大的問題特征更加明顯。