農(nóng)村污水處理過程中強化菌劑的篩選和應(yīng)用

魏繼林，聶 玲

(1.中煤西安設(shè)計工程有限責(zé)任公司，陜西 西安710054； 2.中聯(lián)西北工程設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安710077)

0 引言

隨著我國農(nóng)村社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，農(nóng)民的生活水平日益提高，農(nóng)村用水、用電越來越方便，生活用水量越來越大，隨之產(chǎn)生的廢水也越來越多[1-2]。這些廢水的來源包括日常洗滌、廁所和廚房用水，以及部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢水。這些廢水中含有大量的氮、磷等污染物，COD遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于排放標(biāo)準(zhǔn)。加之近些年農(nóng)村進行宅基地改造，大量村民搬入集體樓房居住，單位面積的居住人口數(shù)量大幅增加。污水排放超過了農(nóng)村周邊生態(tài)的自凈能力，農(nóng)村周圍出現(xiàn)水體變黑、土壤污染等問題，污水排放成為區(qū)域環(huán)境治理的一大難題。因此，加強農(nóng)村污染治理顯得十分緊迫和重要[3]。

為了提高污水處理效果，需要添加適當(dāng)?shù)木鷦┘铀傥鬯幚硭俣群托Ч鸞4]。目前，市面上雖然有商品菌劑出售，但是這些菌劑都是按照固定的細(xì)菌類別配比制備而成，處理不同的污水，由于水質(zhì)原因和生長條件的不同，復(fù)合菌劑中的某些成分，不但不能在該條件下生長繁殖，還可能短時間內(nèi)衰亡，起不到處理污水的作用[5-6]。

以陜西省西安市藍(lán)田縣某村鎮(zhèn)的污水處理系統(tǒng)運行狀況為對象，研究了強化菌劑對AO污水處理系統(tǒng)的強化效果。結(jié)果顯示，通過篩選，添加強化菌種，可以使污水處理系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行。

1 試驗材料和方法

1.1試驗材料

1.2試驗方法

1.2.1菌種篩選

(1)菌種采集來源。

收集污水進行菌種篩選，污水分別來自生活垃圾場污水和街道下水道污水。污水水質(zhì)：pH值7.5～8.3，CODCr為(4 532±350)mgL，銨態(tài)氮(45.60±6.21)mgL，硝態(tài)氮(68.90±5.77)mgL，亞硝態(tài)氮(5.22±1.20)mgL，總磷(20.50±6.87)mgL。

(2)去除COD菌株篩選。

參照文獻[7-8]，取10 mL樣品接入100 mL COD篩選培養(yǎng)基中，在培養(yǎng)溫度為30 ℃、轉(zhuǎn)速為150 rmin條件下培養(yǎng)1 d。取培養(yǎng)液收集菌體后，以10%接種量接種COD篩選培養(yǎng)基中，以上述相同條件培養(yǎng)2 d，反復(fù)3次。富集液適當(dāng)稀釋后涂布于牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上，30 ℃培養(yǎng)2 d。挑選生長數(shù)量較多的菌落，進一步純化，得到單菌落。

按照10%的接種量，取分離菌種的活化種子液，離心后菌體接種到COD篩選培養(yǎng)基中，在培養(yǎng)溫度為30 ℃、轉(zhuǎn)速為150 rmin條件下培養(yǎng)48 h，取樣測定培養(yǎng)液中的COD，以此為依據(jù)獲得高效去除COD的菌株。

1.2.2二級AO工藝

2 結(jié)果和討論

2.1除氮菌種篩選

從生活垃圾污水和下水道污水中進行菌種篩選，使用有氧反硝化平板分離法進行篩選，首先得到了24株溴百里酚藍(lán)(BTB)陽性菌。然后根據(jù)菌株去除亞硝基氮和氨基氮的能力，復(fù)篩得到了去除亞硝基氮和氨基氮較強的菌株。高效去除亞硝基氮和氨基氮的菌株篩選結(jié)果如表1所示。

表1 高效去除亞硝基氮和氨基氮的菌株篩選結(jié)果

2.2COD去除菌種篩選

從垃圾廢水和下水道污水中富集分離到20株活性細(xì)菌，根據(jù)對COD去除效果進行了復(fù)篩，得到去除COD較強的2株細(xì)菌。2株細(xì)菌生長曲線和COD去除曲線如圖2所示，從圖2可以看出，菌株HG-C-4(圖2a)生長較快，24 h即可達到較高的菌體濃度，初期降解效率較高；菌株SS-C-7(圖2b)雖然生長速度較慢，但是具有持續(xù)的COD去除能力，采用高濃度COD試驗污水時，72 h的COD從5 542 mgL降低到1 549 mgL，去除率為72%。

將上述篩選獲得的菌株，接種到培養(yǎng)基中，在培養(yǎng)溫度為30 ℃、轉(zhuǎn)速為150 rmin條件下培育20～24 h，制得強化菌液(活菌數(shù)為6×107～8×107CFUmL)。

系統(tǒng)運行過程中添加菌劑前后的系統(tǒng)運行結(jié)果如圖3所示。從圖3可以看出，沒有添加菌劑時，進口COD平均濃度為374 mgL，出口濃度為67.3 mgL，平均去除率為81.9%；添加菌劑后，進口COD的平均濃度408 mgL，出口濃度為52.1 mgL，平均去除率為87.2%，去除效果有顯著提升。

添加菌劑后總氮、硝基氮和氨基氮的去除能力如表2～4所示。

由表2可以看出，在2周的試驗期內(nèi)，不加菌劑時，進水口總氮濃度為(16.40±2.15)mgL，出水口濃度為(6.55±0.90)mgL，去除率為59.6%±5.91%；添加菌劑后，污水進口的總氮濃度為(15.80±2.28)mgL，出口濃度為(4.93±1.45)mgL，去除率增加到69.1%±7.00%。

由表3可以看出，在2周的試驗期內(nèi)，不加菌劑>時，進水口氨基氮濃度為10.40±2.36 mgL，出水口濃度為(2.56±1.58)mgL，去除率為73.0%±18.7%；添加菌劑后，污水進口的氨基氮濃度為(10.30±2.19)mgL，出口濃度為(0.27±0.05)mgL，去除率增加到97.2%±0.3%。

由表4可以看出，在2周的試驗期內(nèi)，不加菌劑時，進水口硝基氮濃度為(5.42±1.02)mgL，出水口濃度為(2.25±0.30)mgL，去除率為57.4%±8.19%；添加菌劑后，污水進口的硝基氮濃度為(5.43±1.16)mgL，出口濃度為(1.42±0.25)mgL，去除率增加到72.8%±7.63%。

表2 添加菌株前后總氮的去除效果對比

表3 添加菌株前后氨基氮的去除效果對比

表4 添加菌株前后硝基氮的去除效果對比

3 結(jié)論