本研究旨在探索出一种经济高效的食品发酵废水生
物除磷工艺
。
1摇
材料与方法
1郾 1摇
实验材料
1郾 1郾 1摇
菌株来源和实验污泥
本实验室保存有七株具有磷酸盐还原功能的除
磷菌
,
单株菌已证实具有较高除磷性能
[11 - 12]
。
实验污泥
:
泥源选自某污水厂二沉池污泥和厌
氧颗粒污泥
;
粪源选自北京郊区新鲜鸡粪
。
1郾 1郾 2摇
实验废水
实验采用人工模拟的食品发酵废水
,
碳源为葡
萄糖
、
乙酸钠和酵母膏
,
氮源为氯化铵
、
硝酸钠和蛋
白胨
,
磷源为磷酸氢二钾和磷酸二氢钾
,
同时加入
CaCl
2
、MgSO
4
·7H
2
O、( NH
4
)
2
Fe ( SO
4
)
2
·6H
2
O。
目
标废水水质
:COD
Cr
逸1 000 mg / L、
总氮
逸45 mg / L
和
总磷
逸20 mg / L,pH
值为
7郾 0 ~ 7郾 8。
1郾 2摇
实验装置
厌氧除磷反应器装置如图
1,
反应瓶采用玻璃
制成
,
总容积为
5 L,
初始液相容积
4 L,
气相容积
1 L,
反应器外层包裹黑布以达到避光的目的
。
为了
使反应器保持厌氧状态
,
气相部分用氮气置换
,
并通
过胶塞与封口膜封住反应瓶瓶口
。
集气瓶内充满饱
和食盐水
。
每周期瞬时进水
、
排水
2 L。
图
1摇
厌氧除磷反应装置
Fig. 1摇 Installation of anaerobic dephosphorization reactor
1郾 3摇
正交试验设计
研究表明
,
温度
、pH
值
、
氮源种类
、
总磷质量浓
度均是影响磷酸盐还原反应的影响因素
[13 - 16]
,
根据
前期研究
[11 - 12]
,
实验室保存的具有磷酸盐还原功能
的菌株最佳培养条件水平范围在表
1
所给数据范围
内
,
设计
L
9
(3
4
)
正交试验
,
见表
1。
为考察厌氧除磷
污泥最优培养条件
,
以培养
4 d
后的总磷去除率作
为指标
,
根据极差
R
j
的大小可判断出影响因素的主
次顺序
。
表
1摇
正交试验设计表
Tab. 1摇 Table of orthogonal experiment
水平
因素
pH
温度
/
益
氮源
籽
(
磷
) /
(mg·L
-1
)
1
6
20
蛋白胨
20
2
7
30
NH
4
CL + NaNO
3
30
3
8
40
蛋白胨
+ NH
4
CL + NaNO
3
40
1郾 4摇
分析项目和方法
COD
采用美国
HACH
测定仪
[17]
; TP
采用钼酸
铵分光光度法
[17]
。
磷化氢测定
:PGD3 - A
型磷化氢气体测定仪
(
深圳鑫海瑞科技开发有限公司
) ,
经标准
PH
3
气
体校准
(
北京兆格气体科技有限公司
) ,
测定范围
0 ~ 2 000 mg / L。
测定磷化氢产生量时
,
将仪器接
气口与图
1
集气瓶接通
(
接气口体积较小
,
误差可
忽略不计
) 。
2摇
结果与分析
2郾 1摇
厌氧除磷污泥的培养和驯化
将研磨后的鸡粪过筛
(
网孔面积
0郾 4 cm 伊 0郾 4
cm),
剔除较大颗粒
,
加清水后
,
磷和
COD
的浸出量
较大
,
所以采用多次加入清水混合后沉淀排水的方
式进行再处理
,
尽量去除泥源浸出物对实验的影响
;
将某水厂二沉池污泥
、
厌氧颗粒污泥与处理好的鸡
粪按质量比为
3颐 1颐 1
的比例混合
,
得到混合污泥
0郾 5
L,
混合后的污泥加入到气密性良好的
5 L
厌氧反应
器中
,
加入
3郾 5 L
培养基
,
并将
pH
值调节至
7
左右
,
加塞密封
。
通氮气
15 min
后
,
放入
30 益
的水浴锅
中
,
以黑色塑料布包裹避光
,
进行厌氧培养
。
厌氧反
应器启动后
,
每天定时慢速摇匀
2
次
,
保证污泥与培
养基混合均匀
。
每周期结束后瞬时排水
、
进水
2 L,
并且补充集气瓶内饱和食盐水
。
污泥除磷性能驯化需要两个阶段
,
每个运行周
期均为
6 d,MLSS
维持在
15 g / L
左右
。
第一阶段运
行目的为完成污泥生化和除磷性能的驯化
。
第二阶
段运行目的是强化污泥除磷能力
,
提高废水总磷去
除效率
。
第
6
周期后投菌
(
实验室保存的
7
株具有
磷酸盐还原功能的菌株
,
投加量为干污泥量的
10% )
强化反应器除磷能力
。
反应器除磷污泥驯化
过程出水水质如图
2,
第一周期出水
COD
Cr
比进水
68
食品科学技术学报
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摇 2016
年
5
月
