本发明专利技术公开了一种提高废水处理生物膜挂膜效率的装置及方法，属于污水处理技术领域。针对现有技术中存在的挂膜效率低、成本高、适用性不广泛的问题，本发明专利技术提供了一种提高废水处理生物膜挂膜效率的装置及方法。包括磁力搅拌器，磁力搅拌器上设置有三嘴烧瓶，三嘴烧瓶，菌液投加口通过第一蠕动泵管道与将菌液从超滤错流过滤装置的下进样口加入超滤错流过滤装置中，超滤错流过滤装置出样口通过第二蠕动泵与反应器的分泌物投加头连接。通过针对同条件下的高丝氨酸类脂类物质的含量，选不同的快速挂膜的方式，它可以实现挂膜效率高、成本低、适用性广的效果，最大程度上实现有效挂膜，缩短整体挂膜时间，将使用填料技术承担的风险最低化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水处理
，更具体地说，涉及一种提高废水处理生物膜挂膜效率的装置及方法。
技术介绍
在目前污水处理的二级生化处理系统中，活性污泥法和生物膜法占生物处理的主导地位。生物膜法由于具有水量水质适应性强、对有机物的去除、脱氮除磷及去除重金属效果良好、动力费用省等优点，得到了广泛的关注和应用。生物膜主要由原核生物和其他微生物(例如酵母菌、真菌及原生动物)及其分泌的胞外聚合物(EPSs)组成，一般经历生物膜的初始粘附、生长、成熟和老化的循环过程。废水处理生物膜的载体一般有软性填料、组合填料以及悬浮填料等。软性填料和组合填料由于其具有重量轻、比表面积大、空隙可变、不易堵塞、耐冲击负荷等效果稳定，且造价低、运输方便和组装简易等特点，被率先广泛应用于处理纺织、印染、酿酒、石油化工等工业和生活污水的处理中。但是在实际的废水挂膜过程中，由于实际废水水体复杂，污泥核心菌群演替变化，导致各种填料在水体中挂膜难度较大。直接性的工程尝试有可能会造成较高的时间及经济成本。因此，一般在实际水体挂膜之前会针对具体的水体及污泥开展尝试性挂膜研究，同时针对不同的水体开展具有促进挂膜效率的方法及装置的研发。中国专利申请号为CN101913710A，授权日期为2011年10月5日公开了一种悬浮填料微生物快速挂膜的方法，该方法其特征是首先将污泥取回后曝气48h，用曝气后的污泥做接种菌，接种于装有悬浮填料的序批式SBR反应器中，曝气6h，静置沉淀6h；然后投加营养基质，曝气l0h，静置沉淀2h作为一个运行周期，每天运行2个周期，期间进行排泥保持污泥悬浮固体浓度保持在2-20g/L范围内的某一浓度值不变；运行7-25d挂膜即完成。但此方法运行时间长，且损耗资源多、成本高。中国专利申请号为CN105461083A，公开日期为2016年5月4日，该方法公开一种用于微生物快速挂膜的悬浮填料，所述悬浮填料由以下重量份的组分组成：高密度聚乙烯65-75份、熟石灰5-15份、陶氏粉末活性炭5-20份、轻质碳酸钙6-10份、马来酸酐3-5份、过氧化二异丙苯0.2-0.6份、明胶1.5-3份、甲壳素1-2份、四氧化三铁磁粉0.8-2份和锰锌铁氧体0.1-0.3份；所述用于微生物快速挂膜的悬浮填料的密度为0.96-0.98g/cm3。此填料使用范围窄，适用性不广泛。至此，亟需开展针对实际废水快速挂膜的方法及有效装置，解决实际工程中存在的生物膜在填料表面形成难的问题，促进生物膜法在难挂膜废水水体的高效应用。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的挂膜效率低、成本高、适用性不广泛的问题，本专利技术提供了一种提高废水处理生物膜挂膜效率的装置及方法。它可以实现挂膜效率高、成本低、适用性广的效果，最大程度上实现有效挂膜，缩短整体挂膜时间，将使用填料技术承担的风险最低化。2.技术方案本专利技术的目的通过以下技术方案实现。一种提高废水处理生物膜挂膜效率的装置，包括磁力搅拌器，磁力搅拌器上设置有三嘴烧瓶，三嘴烧瓶，烧瓶一口为菌液投加口，一口为菌液回流口，一口为菌液补给口，菌液投加口通过第一蠕动泵管道与将菌液从超滤错流过滤装置的下进样口加入超滤错流过滤装置中，菌液通过超滤错流过滤装置的上进样口回流至菌液回流口，超滤错流过滤装置出样口通过第二蠕动泵与模拟移动床生物膜反应器的分泌物投加头连接。更进一步的，超滤错流过滤装置采用的滤膜为中空纤维滤膜。一种提高废水处理生物膜挂膜效率的方法，包括以下步骤：(1)对挂膜泥水混合物进行采样，在高速旋转离心机中离心脱水，去除上清液，取泥样；(2)在泥样中加入乙酸乙酯萃取高丝氨酸类脂类物质；为(C4～C14-HSL)。(3)采样高效液相色谱-质谱联用的方式检测高丝氨酸内酯类物质的含量；(4)针对高丝氨酸类脂类物质的含量，选不同的快速挂膜的方式；(5)高丝氨酸类脂类物质的含量大于等于1mol/L，选择方案A；如果高丝氨酸内酯类物质的含量低于1mol/L，选择方案B，进行挂膜。更进一步的，步骤5)中，方案A步骤如下：①将红色鞘氨醇单胞菌纯菌进行扩大培养得到红色鞘氨醇单胞菌菌液，扩大培养条件为：培养基，胰蛋白胨大豆肉汤；pH＝7.0～7.2；温度：28～30℃；培养时间：24～48h；转速：150～200r/min；②将扩大培养的菌液投加到三嘴烧瓶中，开启磁力搅拌器；③连续投加24h后停止投加，完成单次投加过程；④根据实际挂膜情况，重复过程①～③1～2次，直到获得需求的生物膜。更进一步的，步骤5)中，方案B步骤如下：①将红色鞘氨醇单胞菌纯菌进行扩大培养得到红色鞘氨醇单胞菌菌液，扩大培养条件为：培养基，胰蛋白胨大豆肉汤；pH＝7.0～7.2；温度：28～30℃；培养时间：24～48h；转速：150～200r/min；②将大肠杆菌K12扩大培养得到菌液，扩大培养条件为：培养基，水，其中还包括质量比例为牛肉膏0.4～0.8％，蛋白胨0.8～1.2％，氯化钠0.4～0.6％的营养物质，pH7.0～7.3；温度：28～30℃；培养时间：18～36h；转速：150～200r/min；③将扩大培养的菌液①和②投加到不同的烧瓶中，开启两套菌株投加设备，同时向移动床生物膜反应器中投加菌液。两套设备操作条件均为：磁力搅拌器；④连续投加24h后停止投加，完成单次投加过程；⑤根据实际挂膜情况，重复过程①～③1～2次，直到获得需求的生物膜。更进一步的，步骤1)中高速离心机的转速12000×g～14000×g；离心时间为10～20min；更进一步的，步骤2)中萃取方式为超声萃取，萃取条件为：超声功率150～200w，萃取时间60～90min，萃取温度25～30℃，萃取溶液体积为10～30mL，萃取3～5次；更进一步的，步骤3)中液相-质谱仪器，选择三重四级杆设备，测定条件为：色谱条件为流速：0.2mL/min，进样量：10μL，分析时间：12min，柱温：35℃，流动相A为甲醇，含有摩尔数为2mmoI/L乙酸铵及质量数0.1％甲酸；B为水，含2mmoI/L乙酸铵及质量数0.1％甲酸；质谱条件：采用电喷雾离子源(ESI)，离子源温度120℃，脱溶剂温度350℃；脱溶剂气和锥孔气N2，脱溶剂气流速500L/h，锥孔气流速50L/h，碰撞气体为氩气；毛细管电压为3.50kV；扫描方式为正离子扫描，驻留时间50ms；监测模式为MRM模式。更进一步的，磁力搅拌器的转速为60～120r/min；流量设置为0.6～1.2mL/min；更进一步的，最后一步重复过程优选为2次。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)通过超滤装置进行投加菌体分泌物质来促进挂膜，挂膜速度快、效率高、可以有效减少投加菌液的成本及操作时间；(2)本装置采用超滤装置投加菌体可以避免投加菌株与土著菌株之间的竞争关系，最大程度上降低投加菌株所承担的风险；(3)采用提供高丝氨酸类脂类物质判断促进挂膜的方式，可以有效的促进废水处理填料有效挂膜，大幅度减少有效挂膜的时间和操作难度；(4)针对同条件下的高丝氨酸类脂类物质的含量，选不同的快速挂膜的方式，挂膜针对性强，可以选用不同的培养和挂膜方式进行，达到综合最优化的效果，挂膜操作难度低，时间降低；(5)采用前期的小试进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高废水处理生物膜挂膜效率的装置，其特征在于：包括磁力搅拌器(1)，磁力搅拌器(1)上设置有三嘴烧瓶(2)，三嘴烧瓶(2)烧瓶一口为菌液投加口(b)，一口为菌液回流口(a)，一口为菌液补给口(c)，菌液投加口(b)通过第一蠕动泵(3)管道与将菌液从超滤错流过滤装置(4)的下进样口(f)加入超滤错流过滤装置(4)中，菌液通过超滤错流过滤装置(4)的上进样口(e)回流至菌液回流口(a)，超滤错流过滤装置(4)出样口通过第二蠕动泵(5)与模拟移动床生物膜反应器(6)的分泌物投加头(g)连接。
【技术特征摘要】
1.一种提高废水处理生物膜挂膜效率的装置，其特征在于：包括磁力搅拌器(1)，磁力搅拌器(1)上设置有三嘴烧瓶(2)，三嘴烧瓶(2)烧瓶一口为菌液投加口(b)，一口为菌液回流口(a)，一口为菌液补给口(c)，菌液投加口(b)通过第一蠕动泵(3)管道与将菌液从超滤错流过滤装置(4)的下进样口(f)加入超滤错流过滤装置(4)中，菌液通过超滤错流过滤装置(4)的上进样口(e)回流至菌液回流口(a)，超滤错流过滤装置(4)出样口通过第二蠕动泵(5)与模拟移动床生物膜反应器(6)的分泌物投加头(g)连接。2.根据权利要求1所述的一种提高废水处理生物膜挂膜效率的装置，其特征在于：超滤错流过滤装置(4)采用的滤膜为中空纤维滤膜。3.一种提高废水处理生物膜挂膜效率的方法，包括以下步骤：(1)对挂膜泥水混合物进行采样，在高速旋转离心机中离心脱水，去除上清液，取泥样；(2)在泥样中加入乙酸乙酯萃取高丝氨酸类脂类物质；(3)采样高效液相色谱-质谱联用的方式检测高丝氨酸内酯类物质的含量；(4)针对高丝氨酸类脂类物质的含量，选不同的快速挂膜的方式；(5)高丝氨酸类脂类物质的含量大于等于1mol/L，选择方案A；如果高丝氨酸内酯类物质的含量低于1mol/L，选择方案B，进行挂膜。4.根据权利要求3所述的一种提高废水处理生物膜挂膜效率的方法，其特征在于：步骤5)中，方案A步骤如下：①将红色鞘氨醇单胞菌纯菌进行扩大培养得到红色鞘氨醇单胞菌菌液，扩大培养条件为：培养基，胰蛋白胨大豆肉汤；pH＝7.0～7.2；温度：28～30℃；培养时间：24～48h；转速：150～200r/min；②将扩大培养的菌液投加到三嘴烧瓶(2)中，开启磁力搅拌器(1)；③连续投加24h后停止投加，完成单次投加过程；④根据实际挂膜情况，重复过程①～③1～2次，直到获得需求的生物膜。5.根据权利要求3所述的一种提高废水处理生物膜挂膜效率的方法，其特征在于：步骤5)中，方案B步骤如下：①将红色鞘氨醇单胞菌纯菌进行扩大培养得到红色鞘氨醇单胞菌菌液，扩大培养条件为：培养基，胰蛋白胨大豆肉汤；pH＝7.0～7.2；温度：28～30℃；培养时间：24～48h...
【专利技术属性】
技术研发人员：任洪强，王瑾丰，丁丽丽，朱点钰，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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