农村污水处理过程中强化菌剂的筛选和应用

2020-09-21魏继林

农业工程 2020年8期

魏继林，聂玲

(1.中煤西安设计工程有限责任公司，陕西西安710054； 2.中联西北工程设计研究院有限公司，陕西西安710077)

0 引言

随着我国农村社会经济的快速发展，农民的生活水平日益提高，农村用水、用电越来越方便，生活用水量越来越大，随之产生的废水也越来越多[1-2]。这些废水的来源包括日常洗涤、厕所和厨房用水，以及部分农业生产和养殖产生的废水。这些废水中含有大量的氮、磷等污染物，COD远远高于排放标准。加之近些年农村进行宅基地改造，大量村民搬入集体楼房居住，单位面积的居住人口数量大幅增加。污水排放超过了农村周边生态的自净能力，农村周围出现水体变黑、土壤污染等问题，污水排放成为区域环境治理的一大难题。因此，加强农村污染治理显得十分紧迫和重要[3]。

为了提高污水处理效果，需要添加适当的菌剂加速污水处理速度和效果[4]。目前，市面上虽然有商品菌剂出售，但是这些菌剂都是按照固定的细菌类别配比制备而成，处理不同的污水，由于水质原因和生长条件的不同，复合菌剂中的某些成分，不但不能在该条件下生长繁殖，还可能短时间内衰亡，起不到处理污水的作用[5-6]。

以陕西省西安市蓝田县某村镇的污水处理系统运行状况为对象，研究了强化菌剂对AO污水处理系统的强化效果。结果显示，通过筛选，添加强化菌种，可以使污水处理系统高效稳定运行。

1 试验材料和方法

1.1试验材料

1.2试验方法

1.2.1菌种筛选

(1)菌种采集来源。

收集污水进行菌种筛选，污水分别来自生活垃圾场污水和街道下水道污水。污水水质：pH值7.5～8.3，CODCr为(4 532±350)mgL，铵态氮(45.60±6.21)mgL，硝态氮(68.90±5.77)mgL，亚硝态氮(5.22±1.20)mgL，总磷(20.50±6.87)mgL。

(2)去除COD菌株筛选。

参照文献[7-8]，取10 mL样品接入100 mL COD筛选培养基中，在培养温度为30 ℃、转速为150 rmin条件下培养1 d。取培养液收集菌体后，以10%接种量接种COD筛选培养基中，以上述相同条件培养2 d，反复3次。富集液适当稀释后涂布于牛肉膏蛋白胨培养基上，30 ℃培养2 d。挑选生长数量较多的菌落，进一步纯化，得到单菌落。

按照10%的接种量，取分离菌种的活化种子液，离心后菌体接种到COD筛选培养基中，在培养温度为30 ℃、转速为150 rmin条件下培养48 h，取样测定培养液中的COD，以此为依据获得高效去除COD的菌株。

1.2.2二级AO工艺

2 结果和讨论

2.1除氮菌种筛选

从生活垃圾污水和下水道污水中进行菌种筛选，使用有氧反硝化平板分离法进行筛选，首先得到了24株溴百里酚蓝(BTB)阳性菌。然后根据菌株去除亚硝基氮和氨基氮的能力，复筛得到了去除亚硝基氮和氨基氮较强的菌株。高效去除亚硝基氮和氨基氮的菌株筛选结果如表1所示。

表1 高效去除亚硝基氮和氨基氮的菌株筛选结果

2.2COD去除菌种筛选

从垃圾废水和下水道污水中富集分离到20株活性细菌，根据对COD去除效果进行了复筛，得到去除COD较强的2株细菌。2株细菌生长曲线和COD去除曲线如图2所示，从图2可以看出，菌株HG-C-4(图2a)生长较快，24 h即可达到较高的菌体浓度，初期降解效率较高；菌株SS-C-7(图2b)虽然生长速度较慢，但是具有持续的COD去除能力，采用高浓度COD试验污水时，72 h的COD从5 542 mgL降低到1 549 mgL，去除率为72%。

将上述筛选获得的菌株，接种到培养基中，在培养温度为30 ℃、转速为150 rmin条件下培育20～24 h，制得强化菌液(活菌数为6×107～8×107CFUmL)。

系统运行过程中添加菌剂前后的系统运行结果如图3所示。从图3可以看出，没有添加菌剂时，进口COD平均浓度为374 mgL，出口浓度为67.3 mgL，平均去除率为81.9%；添加菌剂后，进口COD的平均浓度408 mgL，出口浓度为52.1 mgL，平均去除率为87.2%，去除效果有显著提升。

添加菌剂后总氮、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周的试验期内，不加菌剂时，进水口总氮浓度为(16.40±2.15)mgL，出水口浓度为(6.55±0.90)mgL，去除率为59.6%±5.91%；添加菌剂后，污水进口的总氮浓度为(15.80±2.28)mgL，出口浓度为(4.93±1.45)mgL，去除率增加到69.1%±7.00%。

由表3可以看出，在2周的试验期内，不加菌剂>时，进水口氨基氮浓度为10.40±2.36 mgL，出水口浓度为(2.56±1.58)mgL，去除率为73.0%±18.7%；添加菌剂后，污水进口的氨基氮浓度为(10.30±2.19)mgL，出口浓度为(0.27±0.05)mgL，去除率增加到97.2%±0.3%。

由表4可以看出，在2周的试验期内，不加菌剂时，进水口硝基氮浓度为(5.42±1.02)mgL，出水口浓度为(2.25±0.30)mgL，去除率为57.4%±8.19%；添加菌剂后，污水进口的硝基氮浓度为(5.43±1.16)mgL，出口浓度为(1.42±0.25)mgL，去除率增加到72.8%±7.63%。