一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂及筛选、使用方法与流程

专利2023-06-06  158



1.本发明涉及污水处理技术领域,特别涉及一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂及筛选、使用方法。


背景技术:

2.海上采油平台用于近海和远海石油开采的平台,可在平台上进行开采和日常活动。在生产活动中人员产生了一定量的生活污水,包括冲厕废水、洗涤及洗浴废水、厨房废水。海上平台生活污水经收集后进行生化处理,处理达标后排入海洋环境,执行标准《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》gb 4914-2008。由于海上平台的空间限制,污水处理装置没有足够大的缓冲能力导致进水不均匀;同时大部分平台采用海水冲厕,导致生活污水的含盐量较高,氯离子含量高达20000mg/l,对生化处理效果造成很大影响。以上原因导致平台生活污水处理装置在投运时需要较长的污泥驯化时间,有的长达50天。同时,生化活性污泥需要专业技术人员进行日常维护,但平台没有污水处理设施专业技术人员,长时间不进行维护,导致物理流失或者死亡、退化严重,处理效率随着时间而逐渐下降,需要重新进行驯化培养,耗时较长。
3.因此在污泥培养过程中需要一种能够适应海上平台生活污水特点,耐高盐的生物菌剂,在加入系统后能够快速适应环境并进行繁殖,使系统出水能够快速达标,同时要便于运输。
4.目前做污水处理耐盐生物菌剂研究较多,涉及菌剂、菌剂制作方法以及相配套工艺三方面,但主要集中于在高盐环境筛选一株或数株具有耐盐功能的菌种,未考虑在污水处理系统(活性污泥)中是否能够存在以及存在的比例。为解决此问题,一些研究通过固定化,将菌种强行固定于污水处理系统中,但菌种活性、菌种适应性仍待研究解决。


技术实现要素:

5.本发明为了解决目前生化系统启动以及恢复困难,需要污水驯化时间较长的问题,提供一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂及筛选、使用方法。
6.第一方面,本技术提供一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂的筛选方法,是采用以下技术方案得以实现的。
7.一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂的筛选方法,包括以下步骤:s1.在模拟好氧池中投加活性污泥,mlss 3000~4000mg/l,处理氯离子浓度为10000mg/l~20000mg/l的海水配制生活污水;s2.系统稳定后,取系统中活性污泥使用氯离子浓度为20000mg/l的基础液体培养基进行菌种筛选,并对驯化污泥进行微生物群落分析,选取所筛选菌种且在驯化污泥中丰度比例位于前14种的菌种组成耐盐复合菌剂。
8.进一步的,模拟好氧池的有效容积3l,为sbr反应器,活性污泥mlss 4000mg/l,设计停留时间5h,出水cod≤125mg/l。
9.进一步的,海水配制生活污水的配置方法为:将海水和生活污水按照一定比例进行混合,再添加葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾,使配置成的生活污水cod 500mg/l,tn 50mg/l,tp 5mg/l,ph 7。
10.进一步的,海水配制生活污水的初始氯离子浓度为10000mg/l,cod 500mg/l,tn 50mg/l,tp 5mg/l,ph 7。
11.进一步的,步骤s1中,待活性污泥处理初始的海水配制生活污水出水稳定达标且污泥性状良好后,以5000mg/l为梯度逐渐增加氯离子浓度,直至氯离子浓度为20000mg/l。
12.进一步的,步骤s2中,基础液体培养基包括:葡萄糖4~5g/l,尿素0.2~0.24g/l,磷酸二氢钾0.1~0.12g/l,蛋白胨1~1.2g/l,ph7~8,氯化钠32960mg/l。
13.第二方面,本技术提供了一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂,是采用以下技术方案得以实现的。
14.一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂由14种菌组成,分别属于不动杆菌属、分枝杆菌属、硝化螺旋菌属、红游动菌属、芽孢杆菌属、纤维弧菌属、小纺锤状菌属、红杆菌属、组织菌属、土芽孢杆菌属、梭菌属、假单胞菌属、脱硫微杆菌属、生丝微菌属。
15.进一步的,分别属于不动杆菌属、分枝杆菌属、硝化螺旋菌属、红游动菌属、芽孢杆菌属、纤维弧菌属、小纺锤状菌属、红杆菌属、组织菌属、土芽孢杆菌属、梭菌属、假单胞菌属、脱硫微杆菌属、生丝微菌属的菌的投加比例(发酵液体积比)为4份、4份、4份、3份、3份、3份、3份、2份、2份、2份、2份、2份、2份、1份。
16.进一步的,耐盐复合菌剂中的各菌种分开进行甘油管保藏。
17.进一步的,耐盐复合菌剂中的各菌种分别在氯离子浓度为20000mg/l的基础培养基进行活化,以防止菌种退化。
18.进一步的,耐盐复合菌剂中的各菌种扩大培养使用的营养剂包括葡萄糖5~6g/l,尿素1~1.2g/l,磷酸二氢钾0.4~0.48g/l,蛋白胨3~3.6g/l。
19.第三方面,本技术提供一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂的使用方法,是采用以下技术方案得以实现的。
20.一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂的使用方法,包括以下步骤:s1.将上述耐盐复合菌剂以5

~20

(总体积比)的投加量投入污水生化处理装置,并在污水中投加营养剂,闷曝2天,期间保持ph值6~9,溶解氧1~4mg/l,温度5~35℃;s2.开始进水,进出水梯度为反应器体积的40%、60%、80%、100%,每梯度持续2天,污水处理装置启动完成。
21.进一步的,所述营养剂包括葡萄糖所述营养剂包括葡萄糖2~5g/l、尿素0.2~0.5g/l、磷酸二氢钾0.1~0.25g/l、蛋白胨0.5~1.25g/l。
22.本发明的耐盐复合菌剂扩大培养营养剂使用的碳源以及污水处理装置快速启动营养剂使用的碳源可用面粉、玉米淀粉等有机碳源替代。
23.本技术具有以下有益效果。
24.1、本技术菌剂筛选来源于海上平台生活污水处理系统生化污泥,通过微生物群落分析确定菌种,相对常规菌种富集筛选具有真实性;2、本技术的菌剂复合菌群种类齐全,具有完整的生物链,其环境适应性更强;3、本技术菌剂中各菌种为单独保藏、扩大培养、运输,避免了菌种扩大培养时的相
互影响造成菌种退化;4、本技术菌剂使用方法简单,活化条件简便,使设备能够快速启动、达标。
附图说明
25.图1是本发明驯化活性污泥微生物群落分析结果图。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。
27.实施例1一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂的筛选方法,包括以下步骤:在模拟好氧池中投加海上生活污水处理装置活性污泥,污泥mlss 4000mg/l,处理氯离子浓度为10000mg/l的海水配制生活污水,cod 500mg/l,tn 50mg/l,tp 5mg/l,ph 7。配置基础为体积比1:1的渤海海域海水和生活污水,添加碳源为葡萄糖,添加氮源为尿素,添加磷源为磷酸二氢钾。模拟好氧池有效容积3l,为sbr反应器,活性污泥mlss 4000mg/l,设计停留时间5h,出水cod≤125mg/l。
28.待其能够稳定达标出水且污泥性状良好,随后增加氯离子浓度,每个梯度增加5000mg/l氯离子,直至氯离子浓度为20000mg/l。系统稳定且持续15天后,取系统中活性污泥使用氯离子浓度为20000mg/l的基础液体培养基进行菌种筛选。基础液体培养基配方为:葡萄糖4g/l,尿素0.2g/l,磷酸二氢钾0.1g/l,蛋白胨1g/l,ph7,氯化钠33000mg/l。培养条件为:摇床150r/min,温度32℃,培养时间24h。
29.然后取培养液以2%接种量接种至上述基础液体培养基,摇床150r/min,温度32℃,培养时间24h,重复2次。再接种至基础固体培养基(基础液体培养基加质量分数1.8%的琼脂粉)通过平板划线进行菌种分离、纯化,基础固体培养基为基础液体培养基加质量分数1.8%的琼脂粉。上述工作重复数次得到纯菌后进行生理生化鉴定和分子生物学鉴定。
30.同时对驯化好的活性污泥进行微生物群落分析,结果见图1,通过dgge条带亮度确定所属菌种在活性污泥中的丰度,选取上述所筛选菌种并在驯化污泥中丰度比例在前的14种菌种组成最终耐盐复合菌剂。
31.所述耐盐复合菌剂由14种菌组成,分别属于不动杆菌属(acinetobacter sp.y1)、分枝杆菌属(mycobacterium sp. wy10)、硝化螺旋菌属(nitrospira sp.1)、红游动菌属(rhodoplanes sp. z2-yc6860)、芽孢杆菌属(bacillus sp. bz-sz-xj39)、纤维弧菌属(cellvibrio sp. 10-4k)、小纺锤状菌属(atractogloea sp.)、红杆菌属(rhodobacter sp. sip 03)、组织菌属(tissierella sp. aip 64.01)、土芽孢杆菌属(geobacillus sp. 610)、梭菌属(clostridium perfringens)、假单胞菌属(pseudomonas sp. p3)、脱硫微杆菌属(desulfomicrobium sp.)、生丝微菌属(hyphomicrobium sp. strain dm2)。14种菌投加比例(发酵液体积比)为4份、4份、4份、3份、3份、3份、3份、2份、2份、2份、2份、2份、2份、1份。
32.本发明耐盐复合菌剂中各菌种分开进行甘油管保藏。
33.本发明的耐盐复合菌剂各菌种分别在氯离子浓度为20000mg/l的基础液体培养基进行活化,以防止菌种退化,活化条件为摇床150r/min,温度32℃,培养时间24h。
34.本发明的耐盐复合菌剂各菌种扩大培养使用的营养剂包括葡萄糖5g/l,尿素1g/l,磷酸二氢钾0.4g/l,蛋白胨3g/l。培养条件为ph7~8,溶解氧2mg/l,温度30℃,培养48h。
35.应用例1:耐盐复合菌剂模拟装置处理生活污水模拟好氧池有效容积3l,为sbr反应器,进水cod 350~450mg/l,tn 40~50mg/l,tp 4~7mg/l,氯离子浓度20000mg/l。在好氧池中投加15ml混合后的菌液及少量活性碳粉和营养剂,营养剂包括葡萄糖2g/l,尿素0.2g/l,磷酸二氢钾0.1g/l,蛋白胨0.5g/l,曝气2天,期间保持ph值7,溶解氧3mg/l,温度30℃。随后开始进水,进出水梯度为反应器体积40%、60%、80%、100%,每梯度持续2天,出水cod在10天后降至125mg/l以下,8天后开始出现污泥絮体。出水cod如下表所示:应用例2:耐盐复合菌剂应用于海上生活污水生化处理装置快速启动废水为某平台生活污水,经过粉碎泵、过滤器和撇油器处理后,进入生化系统,进水水质如下:codcr800~1000mg/l,氯离子16700~19800mg/l,氨氮20~30mg/l,总氮40~48mg/l,总磷15~20mg/l,ph7~9,温度15~30℃。
36.在好氧池中投入有效容积5

(体积比)的耐盐复合菌剂,一次性投加后,在污水中投加营养剂,营养剂包括葡萄糖2g/l,尿素0.2g/l,磷酸二氢钾0.1g/l,蛋白胨0.5g/l。闷曝2天后,开始进水,进出水梯度为40%、60%、80%、100%,10天后满负荷出水稳定达标,16天后形成污泥絮体。出水cod 100mg/l以下,cod去除率达到87.5%以上。
37.本技术根据污水生化处理原理以及活性污泥的形成和构成,同时结合高盐环境微生物的生长代谢特征和有机物降解特征,先在高盐条件下驯化活性污泥即培养耐盐微生物群,再通过菌种筛选结合活性污泥的微生物群落分析,在所筛选菌种中选取活性污泥的微生物群落分析中丰度较高的菌种形成复合菌剂。最后通过模拟反应器投加复合菌种,考察污水处理效果以及活性污泥形成时间,对符合菌剂进行优化。
38.本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。

技术特征:
1.一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂的筛选方法,其特征在于:包括以下步骤:s1.在模拟好氧池中投加活性污泥,mlss 3000~4000mg/l,处理氯离子浓度为10000mg/l~20000mg/l的海水配制生活污水;s2.系统稳定后,取系统中活性污泥使用氯离子浓度为20000mg/l的基础液体培养基进行菌种筛选,并对驯化污泥进行微生物群落分析,选取所筛选菌种且在驯化污泥中丰度比例位于前14种的菌种组成耐盐复合菌剂。2.根据权利要求1所述的一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂的筛选方法,其特征在于:海水配制生活污水的配置方法为:将海水和生活污水按照一定比例进行混合,再添加适量葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾,使配置成的生活污水cod 500mg/l,tn 50mg/l,tp 5mg/l,ph 7。3.根据权利要求1所述的一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂的筛选方法,其特征在于:海水配制生活污水的初始氯离子浓度为10000mg/l。4.根据权利要求3所述的一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂的筛选方法,其特征在于:步骤s1中,待活性污泥处理初始的海水配制生活污水出水稳定达标且污泥性状良好后,以5000mg/l为梯度逐渐增加氯离子浓度,直至氯离子浓度为20000mg/l。5.根据权利要求1所述的一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂的筛选方法,其特征在于:步骤s2中,基础液体培养基包括:葡萄糖4~5g/l,尿素0.2~0.24g/l,磷酸二氢钾0.1~0.12g/l,蛋白胨1~1.2g/l,ph7~8,氯化钠32960mg/l。6.一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂,其特征在于,由14种菌组成,分别属于不动杆菌属、分枝杆菌属、硝化螺旋菌属、红游动菌属、芽孢杆菌属、纤维弧菌属、小纺锤状菌属、红杆菌属、组织菌属、土芽孢杆菌属、梭菌属、假单胞菌属、脱硫微杆菌属、生丝微菌属。7.根据权利要求6所述的一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂,其特征在于,分别属于不动杆菌属、分枝杆菌属、硝化螺旋菌属、红游动菌属、芽孢杆菌属、纤维弧菌属、小纺锤状菌属、红杆菌属、组织菌属、土芽孢杆菌属、梭菌属、假单胞菌属、脱硫微杆菌属、生丝微菌属的菌的投加比例为4份、4份、4份、3份、3份、3份、3份、2份、2份、2份、2份、2份、2份、1份。8.根据权利要求6所述的一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂,其特征在于,耐盐复合菌剂中的各菌种分开进行甘油管保藏。9.一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:s1.将权利要求6-8任一所述的耐盐复合菌剂以体积比5

~20

的投加量投入污水生化处理装置,并在污水中投加营养剂,闷曝2天,期间保持ph值6~9,溶解氧1~4mg/l,温度5~35℃;s2.开始进水,进出水梯度为反应器体积的40%、60%、80%、100%,每梯度持续2天,污水处理装置启动完成。10.根据权利要求9所述的一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂的使用方法,其特征在于:所述营养剂包括葡萄糖2~5g/l、尿素0.2~0.5g/l、磷酸二氢钾0.1~0.25g/l、蛋白胨0.5~1.25g/l。

技术总结
本发明公开了一种适用于海上生活污水的耐盐复合菌剂及筛选、使用方法。所述复合菌剂筛选方法为:在模拟好氧池中投加活性污泥,处理氯离子浓度为10000mg/L~20000mg/L的海水配制生活污水,系统稳定后进行菌种筛选。同时对驯化污泥进行微生物群落分析,选取所筛选菌种且在驯化污泥中丰度比例位于前14种的菌种组成耐盐复合菌剂。所述耐盐复合菌剂中的各菌种按其比例单独保藏,使用时将独立包装打开混合,在海上平台生活污水生化处理装置中活化、增殖并形成污泥絮体,以起到装置快速启动的目的。本菌剂耐退化、便于保藏运输、适用盐浓度范围广,使用方法简单、活化条件简便,使污水生化处理系统能够快速启动、达标。达标。达标。


技术研发人员:张敏 国健 石俊飞 樊文琦 孙立刚 徐可 于文轩 吕宏智 杜泽宇 邵昱程
受保护的技术使用者:中海油天津化工研究设计院有限公司
技术研发日:2022.07.14
技术公布日:2022/11/1
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