一種菌劑強(qiáng)化潛流濕地去除尾水中氨氮和總氮的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種菌劑強(qiáng)化潛流濕地去除尾水中氨氮和 總氮的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，國內(nèi)部分污水處理廠尾水就近排入附近的湖塘、河道，造成地表水體水質(zhì) 污染，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象日益嚴(yán)重。水平潛流人工濕地是協(xié)同土壤、濾料、植物通過物理、化 學(xué)、生物作用凈化水質(zhì)的一種污水處理技術(shù)，大多應(yīng)用于污水處理廠尾水深度處理。但潛流 濕地底部長期處于厭氧環(huán)境，而且進(jìn)入濕地系統(tǒng)的尾水與一般城市以及農(nóng)村生活污水相 比，尾水的C0D濃度較低即用于生物降解的碳源較低，這種厭氧和低碳源環(huán)境阻礙了反硝化 細(xì)菌在濕地內(nèi)部的繁殖生長，使氨氮和硝態(tài)氮大量滯留于水中，從而使氨氮和總氮去除率 較低。為了解決這一難題，國內(nèi)外學(xué)者提出了多種解決方案，大致可以歸為兩大類:一類是 增強(qiáng)潛流濕地系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)氧，例如在濕地底部增設(shè)空氣導(dǎo)管或安裝電極板電解產(chǎn)生氧氣； 一類是選用高效的吸附填料增強(qiáng)對(duì)氮的吸附，例如氧化鐵、鋼渣。但以上方法改進(jìn)人工濕地 脫氮效率仍較低，且需要增加能源消耗和更換填料等操作較為繁瑣。
[0003] 反硝化細(xì)菌是能夠在微生物酶作用下還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮(N2)或一氧化 二氮(N20)的一種具有反硝化功能的微生物。公開號(hào)為CN102757132A的發(fā)明專利報(bào)道，裴 海燕等利用反硝化聚磷菌CL-3(Pseudomonasoleovorans)與根際微生物豐富的蘆_在潛 流式人工濕地中協(xié)同處理農(nóng)村生活污水，使系統(tǒng)對(duì)C0D、氨氮和總磷有良好的去除效果。本 發(fā)明人將由本實(shí)驗(yàn)室獲得的一株具有好氧除磷和缺氧反硝化能力的惡臭假單胞菌B8 (Pseudomonasputida，該菌株保藏號(hào)為CGMCC9168)制得的細(xì)菌制劑投加到水平潛流式人 工濕地系統(tǒng)中，其能與濕地基質(zhì)表面及其孔隙中的生物膜共存，并成為優(yōu)勢菌群，進(jìn)而強(qiáng)化 濕地系統(tǒng)的脫氮功能，從而可以有效的降低低碳源尾水中氨氮和總氮濃度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服潛流濕地處理低碳源、含氮的尾水脫氮效果不高這一難 題，而提供一種菌劑強(qiáng)化潛流濕地去除尾水中氨氮和總氮的方法。即在潛流式人工濕地中 投加B8制劑，使其與濕地基質(zhì)表面及其孔隙中的生物膜共存，并成為優(yōu)勢菌群，進(jìn)而強(qiáng)化濕 地系統(tǒng)的脫氮功能，從而可以有效的降低尾水中氨氮和總氮濃度。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006] 1、城市污水處理廠達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)-級(jí)B 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的尾水作為待處理廢水進(jìn)入潛流濕地系統(tǒng)。
[0007] 2、將B8制劑投加于水平潛流式人工濕地系統(tǒng)中，其具體操作為:將B8制劑(菌劑活 菌數(shù)為6.25X107~8.55X107cfu/mL)依次以待處理尾水水量(V/V)的0.2% (投加2天，處理 尾水投菌量1 · 25X1011~1 · 71X10ncfu/m3)、0.4% (投加2天，處理尾水投菌量2 · 50X1011 ~3 · 42X10ncfu/m3)、0 · 8% (投加2天，處理尾水投菌量5 · 00X1011~6 · 84X10ncfu/m3)、 1.0%(投加2天，處理尾水投菌量6.26\1011~8.56\1011。如/!11 3)、2.0%(投加6天，處理尾 水投菌量1.25X1012~1.71X1012cfu/m3)通過計(jì)量栗與尾水混合均勻后，讓其連續(xù)14天流 入水平潛流式人工濕地中，從而使B8與濕地基質(zhì)表面及其孔隙中的生物膜共存，并成為優(yōu) 勢菌群。
[0008] 3、停止投菌后對(duì)濕地系統(tǒng)脫氮效果監(jiān)測，具體操作為：采用進(jìn)水-濕地深度凈化 24h-排空的運(yùn)行模式進(jìn)行運(yùn)行，取樣后8h內(nèi)測定進(jìn)水、出水水質(zhì)（監(jiān)測指標(biāo)有氨氮和總氮）。
[0009] 本發(fā)明提供了 1株菌株，其命名為B8,經(jīng)16SrDNA測序及同源性比較鑒定為惡臭假 單胞菌屬(Pseudomonasputida)，已于2014年5月16日被保存在位于北京市朝陽區(qū)北辰西 路1號(hào)院3號(hào)的中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)(登記入冊編號(hào)為:CGMCC9168)。利用上述菌 種制備B8制劑，其制備方法已在專利號(hào)為CN201410472759.X的專利中進(jìn)行了具體敘述，本 發(fā)明引用了上述方法制備的菌劑。
[0010]本發(fā)明的主要原理：
[0011]將B8引入潛流濕地系統(tǒng)中，以進(jìn)水-處理-排空的方式來運(yùn)行，特別是進(jìn)水和排空 操作能有效的將空氣引入濕地床內(nèi)部，促使B8可以在濕地內(nèi)生長與繁殖。B8能夠在缺氧條 件下，通過微生物酶作用來還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮或一氧化二氮，其反硝化過程可以 用方程式表示為 :2N03-+10e-+12H+-N2+6H20,且B8在缺氧環(huán)境中，能將銨離子用亞硝酸根氧 化為氮?dú)?，用方程式表示?ΝΗ4++Ν0：Γ4Ν2+2Η20。
[0012] 本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：
[0013] (1)向水平潛流式人工濕地投加Β8制劑有效提高了污水中氨氮和總氮的去除效 果。
[0014] (2)本發(fā)明可以減緩更換填料的頻率，運(yùn)行管理方便，有效的節(jié)省投資。
[0015] (3)本發(fā)明使用的Β8制劑的菌種來源于安徽省天長市污水處理廠的氧化溝外溝中 活性污泥，其對(duì)于污水處理廠尾水的處理具有一定的適應(yīng)性。
[0016] (4)低碳源達(dá)標(biāo)（《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002-級(jí)Β水質(zhì)標(biāo) 準(zhǔn))尾水通過菌劑強(qiáng)化，達(dá)到了對(duì)尾水中氨氮和總氮的較優(yōu)的去除效果，使生態(tài)法深度處理 尾水成為可能。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明的一種菌劑強(qiáng)化潛流濕地去除尾水中氨氮和總氮的方法由Β8制劑的制備、 人工濕地的接菌、人工濕地的穩(wěn)定運(yùn)行3步，現(xiàn)分別敘述如下：
[0018] 1、Β8菌劑的制備
[0019] 用滅過菌的接種筆挑取1環(huán)保藏于斜面培養(yǎng)基的惡臭假單胞菌Β8,接種于裝有高 溫蒸汽滅菌后pH6.5的50mLDNJPU培養(yǎng)基的100mL錐形瓶中，于搖床(設(shè)置培養(yǎng)溫度30°C， 搖床轉(zhuǎn)速120r/min)搖晃培養(yǎng)20h，得到B8制劑（菌劑活菌數(shù)為6.25X107~8.55X107cfu/ mL)〇
[0020] 2、人工濕地的接菌
[0021] 城市污水處理廠達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)-級(jí)B水 質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的尾水作為待處理廢水進(jìn)入潛流濕地系統(tǒng)處理。將制得的B8制劑投加于水平潛流式 人工濕地系統(tǒng)中，其具體操作為:將B8制劑依次以待處理尾水水量(V/V)的0.2% (投加2天， 處理尾水投菌量1.25X1011~1.71X10ncfu/m3)、0.4% (投加2天，處理尾水投菌量2.50X1011~3 ·42X10ncfu/m3)、0 · 8% (投加2天，處理尾水投菌量5 · 00X1011~6 · 84X10ncfu/ 1113)、1.0%(投加2天，處理尾水投菌量6.26\1011~8.56\10 11〇作/1113)、2.0%(投加6天，處 理尾水投菌量1.25X1012~1.71X1012cfu/m3)通過計(jì)量栗與尾水混合均勻后，讓其連續(xù)14 天流入水平潛流式人工濕地系統(tǒng)前端配水池中，繼而讓水體自流至潛流濕地停留24h后，再 讓水體排出。從而使B8與濕地基質(zhì)表面及其孔隙中的生物膜共存，并成為優(yōu)勢菌群，得到B8 菌劑強(qiáng)化潛流濕地系統(tǒng)。
[0022] 3、人工濕地的穩(wěn)定運(yùn)行
[0023]人工濕地的接菌操作完畢后，對(duì)B8強(qiáng)化潛流濕地系統(tǒng)和未加菌劑潛流濕地系統(tǒng)脫 氮效果進(jìn)行監(jiān)測與對(duì)比，具體操作為:均采用運(yùn)行模式為進(jìn)水-濕地深度凈化24h-排空的人 工濕地系統(tǒng)對(duì)污水處理廠尾水進(jìn)行深度凈化，取樣后8h內(nèi)測定進(jìn)水、出水水質(zhì)(監(jiān)測指標(biāo)有 氨氮和總氮）。
[0024]以下提供4個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 本實(shí)施例處理污水處理廠尾水12m3/d。人工濕地(濕地填料孔隙率為30.75%)的 接菌操作完畢后，運(yùn)行B8制劑強(qiáng)化潛流濕地系統(tǒng)6天后，對(duì)其脫氮效果進(jìn)行監(jiān)測，具體操作 為:采用運(yùn)行模式為進(jìn)水-濕地深度凈化24h-排空的人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水處理廠尾水進(jìn)行 深度凈化。
[0027]表1潛流濕地系統(tǒng)構(gòu)建、運(yùn)行及處理水質(zhì)狀況
[0028]
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 本實(shí)施例處理污水處理廠尾水21m3/d。人工濕地(濕地填料孔隙率為34.34%)的 接菌操作完畢后，運(yùn)行B8制劑強(qiáng)化潛流濕地系統(tǒng)19天后，對(duì)其脫氮效果進(jìn)行監(jiān)測，具體操作 為:采用運(yùn)行模式為進(jìn)水-濕地深度凈化24h-排空的人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水處理廠尾水進(jìn)行 深度凈化。
[0031] 表2潛流濕地系統(tǒng)構(gòu)建、運(yùn)行及處理水質(zhì)狀況
[0032]
[0033] 實(shí)施例3
[0034] 本實(shí)施例處理污水處理廠尾水56m3/d。人工濕地(濕地填料孔隙率為33.67%)的 接菌操作完畢后，運(yùn)行B8制劑強(qiáng)化潛流濕地系統(tǒng)23天后，對(duì)其脫氮效果進(jìn)行監(jiān)測，具體操作 為:采用運(yùn)行模式為進(jìn)水-濕地深度凈化24h-排空的人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水處理廠尾水進(jìn)行 深度凈化。
[0035]表3潛流濕地系統(tǒng)構(gòu)建、運(yùn)行及處理水質(zhì)狀況
[0036]
[0037] 實(shí)施例4
[0038] 本實(shí)施例處理污水處理廠尾水84m3/d。人工濕地(濕地填料孔隙率為33.19% )的 接菌操作完畢后，運(yùn)行B8制劑強(qiáng)化潛流濕地系統(tǒng)41天后，對(duì)其脫氮效果進(jìn)行監(jiān)測，具體操作 為:采用運(yùn)行模式為進(jìn)水-濕地深度凈化24h-排空的人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水處理廠尾水進(jìn)行 深度凈化。
[0039] 表4潛流濕地系統(tǒng)構(gòu)建、運(yùn)行及處理水質(zhì)狀況
[0040]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種菌劑強(qiáng)化潛流濕地去除尾水中氨氮和總氮的方法，其特征在于:將制得的B8制 劑投加于水平潛流式人工濕地系統(tǒng)中，即將B8制劑和待處理尾水水量通過計(jì)量栗與尾水混 合均勻后，讓其連續(xù)14天流入水平潛流式人工濕地系統(tǒng)前端配水池中，繼而讓水體自流至 潛流濕地停留24h后，再讓水體排出從而進(jìn)行啟動(dòng)運(yùn)行。人工濕地的啟動(dòng)完畢后，對(duì)B8強(qiáng)化 潛流濕地系統(tǒng)和未加菌劑潛流濕地系統(tǒng)脫氮效果進(jìn)行監(jiān)測與對(duì)比，再采用運(yùn)行模式為進(jìn) 水-濕地深度凈化24h-排空的人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水處理廠尾水進(jìn)行深度凈化，取樣后8h內(nèi) 測定進(jìn)水、出水水質(zhì)指標(biāo)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種菌劑強(qiáng)化潛流濕地去除尾水中氨氮和總氮的方法的啟動(dòng) 操作，其特征在于:將B8制劑依次以待處理尾水水量(V/V)的0.2% (投加2天，處理尾水投菌 量1.25X1011~1.71\1011〇如/1113)、0.4%(投加2天，處理尾水投菌量2.50\10 11~3.42\ lOUcfu/m3)、0 · 8% (投加2天，處理尾水投菌量5 · 00X1011~6 · 84X10ncfu/m3)、1 · 0% (投加 2天，處理尾水投菌量6.26X1011~8.56\1011〇化/1113)、2.0%(投加6天，處理尾水投菌量 1.25X1012~1.71X1012cfu/m3)通過計(jì)量栗與尾水混合均勻后，讓其連續(xù)14天流入水平潛 流式人工濕地系統(tǒng)前端配水池中，繼而讓水體自流至潛流濕地停留24h后，再讓水體排出。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的B8菌劑，其特征按照下述步驟進(jìn)行：用滅過菌的接種筆挑取1 環(huán)保藏于斜面培養(yǎng)基的惡臭假單胞菌B8,接種于裝有高溫蒸汽滅菌后pH6.5的50mLDNJPU 培養(yǎng)基的l〇〇mL錐形瓶中，于搖床(設(shè)置培養(yǎng)溫度30°C，搖床轉(zhuǎn)速120r/min)搖晃培養(yǎng)20h，得 到B8制劑（菌劑活菌數(shù)為6.25X107~8.55X107cfu/mL)。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種菌劑強(qiáng)化潛流濕地去除尾水中氨氮和總氮的方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。在潛流式人工濕地中投加B8制劑，使其與濕地基質(zhì)表面及其孔隙中的生物膜共存，并成為優(yōu)勢菌群，進(jìn)而強(qiáng)化濕地系統(tǒng)的脫氮功能，從而可以有效的降低尾水中氨氮和總氮濃度，克服潛流濕地處理低碳源、含氮的尾水脫氮效率低下這一難題。本發(fā)明具有投資少、成本低、處理效果穩(wěn)定、運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)。CGMCC No. 916820140516
【IPC分類】C02F3/32, C02F3/34
【公開號(hào)】CN105461080
【申請?zhí)枴緾N201510827970
【發(fā)明人】張文藝, 陳晶, 何敏, 張偉, 熊慧琴
【申請人】常州大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月25日