一種活性污泥預(yù)處理藥劑及其制備方法和應(yīng)用方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于污水除磷的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種活性污泥預(yù)處理藥劑及其制備方 法和應(yīng)用方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 鑒于傳統(tǒng)生物除磷技術(shù)易受到環(huán)境條件、運(yùn)行工況等因素影響，使得除磷系統(tǒng)啟 動和恢復(fù)較慢、除磷效率不穩(wěn)定等問題產(chǎn)生，因此篩選分離出高效聚磷菌，利用其強(qiáng)化污水 污泥的生物除磷，將是未來研究的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。
[0005] 污水處理過程中產(chǎn)生的城市污泥主要由固態(tài)殘渣和水構(gòu)成，包括城市生活和工業(yè) 污水在處理過程中產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)廢物。污泥中的磷來自于污水，而水體中的磷有兩方 面途徑:天然作用和人為作用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1)通過日常生活，如洗滌產(chǎn)品、 排泄物、生活污水等含磷量較高的廢棄物質(zhì)排放到水中，對水體造成極大的污染；目前生活 污水的排放已經(jīng)超越工業(yè)廢水而成為水體富營養(yǎng)化的最大的污染源；（2)農(nóng)藥化肥的大量 使用，過量的磷隨地表徑流進(jìn)入地面水或繼續(xù)下滲而嚴(yán)重地影響了水質(zhì)，未利用部分造成 水體富營養(yǎng)化;（3)造紙、化工、制藥等行業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)廢水中都含有磷酸鹽等物質(zhì)，由于除 磷技術(shù)不夠完善，絕大多數(shù)的工業(yè)廢水并未經(jīng)過處理或處理的不充分就直接排入水體中， 導(dǎo)致大量的磷進(jìn)入水體而引起水體富營養(yǎng)化。磷在污水中主要存在形式包括:正磷酸鹽、聚 磷酸鹽和有機(jī)磷三種形態(tài)。生活污水中聚磷酸鹽和有機(jī)磷占總磷的70%左右，其中約10%左 右以固體形式存在。
[0006] 針對水體的除磷要求，常用的方法包括化學(xué)除磷和生物除磷。化學(xué)除磷是指投加 一些化學(xué)藥劑，使水體中的溶解態(tài)磷轉(zhuǎn)化為不可溶解態(tài)，繼而沉降去除?；瘜W(xué)除磷成本較 高，且容易造成二次污染，不宜長期使用。生物除磷主要是指利用微生物去除水體中過量的 磷。采用微生物法去除水體中的磷在國內(nèi)外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，這充分說明了微生物具有脫磷的能 力，如假單胞菌屬(Pseudomonas)等。土壤化學(xué)中利用土壤解磷微生物VA菌根溶解不溶性磷 酸鹽來提高肥力，將植物難以吸收利用的磷轉(zhuǎn)化為可吸收利用的形態(tài)，正是基于微生物對 磷的作用。
[0007] 現(xiàn)有發(fā)明將改性水萌蘆氣囊作為絮凝沉淀藥劑成分之一，受此啟發(fā)，我們將水萌 蘆新鮮葉片作為厭氧/好氧發(fā)酵底物，制取微生物培養(yǎng)基特有底物，采用水萌蘆固液分離--擠壓汁、擠壓渣分開厭氧發(fā)酵，以培養(yǎng)環(huán)境中底物的特異性來提升聚磷菌性能。
[0008] 水萌蘆鮮草含氮素0.24%，磷酸0.07%，氧化鉀0.11%，粗蛋白質(zhì)1.2%，粗脂肪0.2%， 粗纖維1.1%，無氮浸出物2.3%，灰分1.3%，水分占93.90%。除用作豬飼料和制作堆肥外，因其 對砷敏感，還可作為監(jiān)測水體中砷污染程度的指示植物?？捎靡宰鳛閮艋钗鬯凸I(yè) 廢水用途，但須妥善解決植物殘體腐爛引起的再污染。
[0009]水萌蘆根系發(fā)達(dá)，吸收力強(qiáng)，能富集水中養(yǎng)分。水萌蘆根的可生物降解性低，在厭 氧發(fā)酵過程中，無論是SC0D還是VFA，在水萌蘆根發(fā)酵液中的濃度均遠(yuǎn)低于水萌蘆莖和葉， 且纖維素、半纖維素的降解率也不及莖、葉的50%。分析表明水萌蘆根部木質(zhì)素含量過高可 能是造成水萌蘆根可生物降解性能差的主要因素，此項(xiàng)可以作為曝氣污泥稀釋使用。
[0010]乙酸鈉是生物除磷中的最佳碳源。但據(jù)報道，乙酸鈉或葡萄糖為碳源時，都曾導(dǎo)致 EBPR系統(tǒng)的崩潰。有報道顯示，乙酸鈉為碳源，C/Ρ比為30時，釋磷速率為其它情況的2~4.6 倍，且攝磷量/釋磷量為1.58，高于其它C/P比，反硝化除磷率達(dá)89%，反硝化脫氮率高達(dá)98%; 當(dāng)C/Ρ比小于40時，缺氧段反硝化速率大致相同，而C/Ρ比越小，反硝化吸磷速率越大，說明 缺氧時殘留C0D越少越利于除磷;C/Ρ比大于40,缺氧段釋磷、吸磷和單純反硝化同時進(jìn)行， 造成除磷效果不穩(wěn)定。
[0011] 在近幾年，采用投加菌種代替污泥培養(yǎng)的方法逐步成為污水處理的技術(shù)之一。南 京大學(xué)環(huán)境學(xué)院牛建敏研究了一種脫氮桿菌的培養(yǎng)馴化方法，其將土壤、湖泊底泥、厭氧污 泥的制成懸濁液，靜置后取上層液體，分別接種至脫氮硫桿菌的選擇培養(yǎng)基中，每100mL培 養(yǎng)基接種5mL樣品。充二氧化碳?xì)怏w5分鐘，密封搖瓶后置于28°C恒溫水浴搖床中培養(yǎng)4天， 以4天為周期，配制新鮮培養(yǎng)基重復(fù)富集使菌種充分增殖。經(jīng)5次富集培養(yǎng)后，配制脫氮硫桿 菌的固體選擇培養(yǎng)基，即在液體培養(yǎng)基配方中加入2%的瓊脂粉，用最后一次富集的液體培 養(yǎng)基分別進(jìn)行平板劃線;待平板長出單個菌落后，結(jié)合鏡檢觀察，挑選長勢最好的菌落制成 菌懸液進(jìn)行再次平板劃線分離;反復(fù)分離篩選直至鏡檢觀測確定為同一形態(tài)的純種細(xì)菌。 將純種菌接種于斜面培養(yǎng)基，保存在4 °C冰箱中待用。整個培養(yǎng)及馴化過程至少為20天，周 期長，效率低。
[0012] 《交聯(lián)羧甲基化水萌蘆纖維研制及其吸水與保水性能考察》（《高?；瘜W(xué)工程學(xué) 報》，2012年第3期)一文中，以水萌蘆纖維為原料，在乙醇、Κ0Η堿性溶液中，以氯乙酸為醚化 劑，制備了羧甲基化水萌蘆纖維。并用FeCl 3作交聯(lián)劑，制得交聯(lián)羧甲基化水萌蘆纖維基吸 水劑。通過FT-IR和SEM進(jìn)行化學(xué)和表面結(jié)構(gòu)表征、通過滴定法測定羧甲基纖維素的含量、通 過稱量法測定水萌蘆基吸水劑在蒸餾水和典型的化肥液中的吸水率。但是未就其纖維在環(huán) 保領(lǐng)域的有效應(yīng)用進(jìn)行分析和研究。
[0013] 傳統(tǒng)的除磷菌種培育及馴化方法，均采用異地培養(yǎng)馴化的方法，其缺點(diǎn)有： 1、 采用異地提取及培養(yǎng)，馴化難度高，時間長，效率低； 2、 由于是在實(shí)驗(yàn)室中馴化培養(yǎng)，培育出來的菌種對生存環(huán)境條件要求苛刻，在實(shí)際投 加使用中存活率低； 3、 由于是異地培育，菌種在運(yùn)輸過程中經(jīng)過長時間的冷凍，導(dǎo)致菌種壽命明顯下降，在 實(shí)際使用的激活過程中利用率低； 4、 菌種屬于外來投加，針對性不強(qiáng)，需要較長時間的馴化，導(dǎo)致早期污水處理效果不理 想； 5、 由于外來投加菌種容易隨著出水外排，導(dǎo)致反應(yīng)池中菌種濃度隨著處理時間延長而 降低，需要在處理中定期投加菌種以保持反應(yīng)池中的含菌量，給管理操作帶來極大的麻煩， 而且多次投加菌種，增加了污水處理成本，在實(shí)際使用中受到很大的限制。
[0014]因此，現(xiàn)有技術(shù)有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善。
[0015]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，為克服現(xiàn)有河道污水除磷系統(tǒng)底泥活化程度不 夠，混合除磷微生物菌群篩選過程較慢，培養(yǎng)效率偏低，馴化時間較長，適合原地治理的聚 磷菌比較少，篩選的菌株雜菌較多等問題，提供一種用于原位修復(fù)河道污水治理時，應(yīng)用混 合生物除磷系統(tǒng)中底泥材料活化并培養(yǎng)聚磷菌的方法。
[0017] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供一種活性污泥預(yù)處理藥劑，包括水萌蘆鮮葉發(fā)酵泥22% ~38%、改性水萌蘆纖維0.3%~4%、乙酸鈉0.2%~1%、納米二氧化鈦0.01%~0.06%、沸石粉填 充至100%; 其中，所述水萌蘆鮮葉發(fā)酵泥采用如下方法制備： 選取半年到一年生的水萌蘆植株，瀝干水分，只取水萌蘆氣囊部位及以上至葉片整部 分，將水萌蘆鮮葉破碎成碎渣，水萌蘆碎渣分別與乙酸鈉和磷酸二氫鉀按重量比1〇〇: 1:2混 合，攪拌均勻后獲得中間混合物A;取污水底泥與蒸餾水按重量比1:1進(jìn)行稀釋后獲得中間 混合物B;將中間混合物A和中間混合物B按5:1重量比進(jìn)行混合，在溫度27~29攝氏度，濕度 85%~90%的恒溫環(huán)境下進(jìn)行發(fā)酵，經(jīng)20~48小時后即獲得水萌蘆鮮葉發(fā)酵泥； 其中，所述改性水萌蘆纖維采用如下方法制備： 前述水萌蘆切除后剩下部分，瀝干水分，進(jìn)行烘干處理，使其水分快速降低后研磨成 粉，得到水萌蘆干粉;將水萌蘆干粉加入Κ0Η溶液中堿化、抽濾，得到堿化纖維；隨后加入乙 醇和Κ0Η，再加入氯乙酸攪拌，然