【微水会•第34期】诺维信硝化菌介绍与案例分享

时间:2016-09-07 来源:微水会 作者:诺维信

微水会导语

微生物这一奇妙而又矫情的生物,在近年来被较多的应用于水质净化或污水处理中,通过甄选、训化、复配等方式,培养出能够适应不同条件的菌种服务于水行业,提升水环境质量。本期微水会将对生物菌中的硝化菌的基本概况及应用实例进行分享。

嘉宾: 董伟 整理:冯茹

排版:孙漠潇 统筹:潘鹏

微水会·第34期

主题:诺维信硝化菌介绍与案例分享

话题:

1、关于诺维信

2、诺维信硝化菌及技术服务

3、应用案例分享

分享嘉宾:董伟 诺维信技术支持工程师

关于诺维信:

诺维信公司是全球工业酶制剂和微生物制剂的主导企业,拥有超过40%的世界市场份额。2001年,诺维信公司从丹麦著名的制药公司诺和诺德公司分离出来;2004年,诺维信公司全球销售收入达到10亿美金,业务遍及130个国家。迄今为止,诺维信已经连续五年名列道琼斯可持续发展指数全球和欧洲医药/生物技术板块企业可持续发展第一名。诺维信拥有7000多项有效专利、正在申请的专利和专利许可。在研发工作中,诺维信运用了传统微生物学、现代生物化学和分子生物学领域的多项先进核心技术,包括表达克隆、重组技术、蛋白工程和高通量筛选技术等,力争为广大客户提供所需的各种微生物菌种和酶制剂。

微水会·精彩讲堂

一、硝化菌介绍

菌种开发过程

1、硝化菌基本情况

硝化菌是种粉红色-棕色的液体产品。这一硝化菌可应用于生化处理中氨氮的去除,常用的几种情况有:初期启动,提高效率及达标率,冲击后的快速恢复。这一菌种的应用优势体现在投加方便简洁,不需要增加新的构筑物。

企业标准

因为菌种没有国家统一标准,因此制定企业标准。其中核心指标是氨的氧化速度。这一硝化菌完全符合国家规范(如化学品安全使用说明)。

硝化菌的效果可通过样品小试,参照标准方法进行测试。

小试最简单的方法是:在现场取水样,加入硝化菌,进行曝气并控制好影响因素(pH、温度等)。

在进行实际项目菌种投加时,需要先进行评估,评估系统是否完善;如果系统是可以满足条件的,会根据要求、进出水指标、浓度、构筑物参数等评估用量;在确定用量时会结合小试情况,判断水的难易程度(如是否含有毒有害物质、对硝化菌有抑制性物质)。

2、影响硝化的因素

1)pH值

这一硝化菌的最佳pH值为7.8,实际应用中控制在7.5-8.2之间。

2)温度

这一硝化菌最佳温度是28-30℃,28℃是最佳值,无论温度高低都会受到影响。

3)ALK(碱度)

一般实际应用中市政污水碱度大于70mg/L就可以,而工业废水建议尽量控制的高一些,如120mg/L、150mg/L。

4)DO

好氧池大于2mg/L一般没有问题,实际应用中控制在2-4mg/L或2-5mg/L都是没有问题的。

5)SRT

根据不同水,污泥龄不同。如市政污水控制在15-18d足够,工业高氨氮废水或者水量波动大的废水控制在23-25d;总之,最好不超过30d,否则对污泥本身也会有影响。

6)F/M

一般控制BOD污泥负荷小于0.15kgBOD5/[kg(MLSS)·d]对于硝化反应是比较好的条件,高氨氮废水、工业废水(如煤化工)控制在0.1-0.12kgBOD5/[kg(MLSS)·d]更为理想。

7)污泥状态及流失

如果系统有问题(如二沉池负荷或结构有问题),导致污泥流失严重或污泥龄特别短,使得污泥或硝化菌的流失速度大于硝化菌生长速度,这样会导致硝化系统不能建立。因此,控制污泥系统正常一定要观察污泥流失情况。

除了污泥流失,还有污泥本身的状态,通过镜检、SV30、出水指标等确定系统污泥是否处于一个好的状态。好的污泥状态可以使硝化菌稳定的存在于系统中,如果絮体松散、自由水浑浊,硝化菌很难与其结合,造成流失严重,对系统影响也比较大。

8)有毒有害物质

拿含油来说,系统含油小于20-30mg/L一般没有问题,但超过50mg/L影响会比较严重。

二、案例分享

1、皮革废水处理

项目基本情况

由于水量是可以控制的,进水比较少,因此是一次性投加,用量为800kg,曝气池有效池容5000m3,实际水量2500-2700吨/天左右。

第一天硝酸盐大概在5-10mg/L,第二天基本大于20mg/L。

在菌种投加的前三四天,不进水,处于闷曝状态以防止菌种流失,保证其尽快繁殖。如果系统不具备这种条件,也可进行连续进水连续投加菌种。

当氨氮降到零以后,慢慢提升负荷,增加水量。

2、煤化工氨氮超标项目

这一项目的好氧池硝化系统基本没有建立,系统受到来水冲击,系统出水氨氮及COD全部超标。

通过现场测定,可看出碱度充足,但系统内没有硝化菌存在。

 

 

由于系统受冲击比较严重,所以先补充了一些市政污泥,将COD降下来;后投加硝化菌。

通过一段时间的监测,硝酸盐量大于500mg/L。

 

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微水会·答疑解惑

▷问题1:投加菌种,多久能发挥作用?

答:通过工程实例,最快的1天,慢的有十几天。投加量的多少、现场工艺条件、水的难易程度都有影响。

▷问题2:有氨氮限值吗?

答:比率上来说,是没有氨氮限值的,因为氨氮越高,投加的菌种越多;如在发酵罐中,不能用浓度考虑,只能用百分比衡量,有的达到几万。

在实际应用中,由于投加量少,氨氮过高、游离氨的存在会影响反应效率。针对氨氮过高会采取增加菌量等措施,一般到400mg/L~500mg/L有直接进行投加的实际案例。

▷问题3:该硝化菌对含盐量有无要求,若有,控制在多少?是否处理过含盐废水,在投加菌种前,需要哪些前处理工作?

答:实际当然是含盐量越低越好。微生物有一定的训化性和适应性,在启动时控制低一些,后续慢慢增加进水量,也是可以适应的。实际中做过最高的含盐量为2万多。

投加前,需要将对硝化菌的影响条件尽量准备到最佳。

▷问题4:这个纯菌是什么水平上的纯菌,按照门纲目科属种分类的话,属于那个层次的纯菌?还是说具有氨氧化作用一类微生物的混合菌种?

答:就是硝化菌和亚硝化菌。

▷问题5:这一菌种带反硝化作用吗?

答:这一菌种不具有反硝化作用,是亚硝化菌和硝化菌的混合液。

▷问题6:该菌种是自养的还是异养的?

答:这一硝化菌为自养型。

▷问题7:怎么验证硝化菌的纯度的?

答:不存在纯度的概念,它最核心的指标是氧化氨氮的能力大于500mg/L/h。

▷问题8:硝化菌速率大于500mg/L/h,是在多少温度下的,测过的最大能到多少?

答:这一速率是在28℃下标准方法测的,这个是产品的出厂标准。实际不是正好500mg/L/h,为保证完全合格会有一定富余,据了解出厂一般控制在600mg/L/h左右,因为在运输等其他过程中活性会有下降,因此要保证有足够富余量。

▷问题9:投加菌液后,为了保证硝化菌成为优势菌并能在系统中长期起到设定硝化作用,需要在工艺控制上注意什么?

答:对硝化菌的影响因素都要控制在适当范围内。

▷问题10:该菌对低温污水处理效果如何?寒冷地区是否适用?水温低于8℃。

答:低温时一样可以使用,但是投加量会比较大,因温度低活性低。实际市政污水做过郑州的一个污水厂,冬季最低温度11~12℃左右,效果很好。

▷问题11:菌种休眠状态不用活化驯化直接投加不受影响?

答:不需进行活化,加到系统内,条件合适,他直接激活开始繁殖。

▷问题12:为什么硝化菌是液体产品,反硝化菌是固体产品?这个可以简单介绍下吗?

答:其实硝化菌也可以做成固体产品,但目前国内只生产液态产品,不生产固态产品,可能涉及成本和效果问题。

▷问题13:该菌种适应的有毒物质都有那些,相应的浓度范围有吗?

答:没有具体值,因为菌种可以训化,过高的话在前面需要物化预处理,或启动的时候稀释。

▷问题14:请问有没有固定化或者MBBR联用的案例?

答:在MBBR、曝气生物滤池、填料系统上都有实际应用案例,与正常生化系统挂膜原理相同。

▷问题15:有没有硝化菌的污泥负荷,就是kg氨氮/kg硝化菌·d?

答:这一污泥负荷与设计规范中负荷范围是一致的,不存在单独的污泥负荷。因为这一纯的菌种最后要加入系统中与污泥混合,且投加量少,因此还是要看系统的污泥负荷和氨氮负荷。

▷问题16:请问这菌是氧化菌还是厌氧菌?在桶里能存放多久?

答:既不是氨氧化菌也不是厌氧菌,是好氧菌。产品有效期是半年,保存温度是4-10℃,处于休眠状态。

▷问题17:外加这一硝化菌时,对水温、泥质有什么要求?

答:最佳温度是28-30℃。实际案例,高温情况是在40~41℃时,低温是11~12℃,效果都很好。

▷问题18:温度范围是多少?主要是想知道耐多高的温度。

答:在实际应用中,遇到的最高温度是41℃。当达到42℃时,如果不持续投加菌种,出水氨氮会受影响;不仅是硝化菌,且活性污泥沉降比、絮体结构也会受影响。超过41℃时,也不是不可以,但大量投加菌种性价比很低。

▷问题19:这种硝化菌特性跟平常的一样?只是纯度问题?

答:理论上和平常的菌是一类,但由于通过训化,对特殊条件承受能力更强,如温度、毒性物质的耐受性会更强一些。

▷问题20:硝化菌产品是液体的,那就是菌一直都活着,那么岂不是在使用前都需要有营养液维持?会不会到了实际投加的时候,效率就很低?

答:保存温度4-10℃,休眠。就像系统AO循环,到A池硝化菌并没有死,只是缺氧休眠而已。

▷问题21:看皮革厂的案例,投菌的初期是先暂停系统进水的,硝化菌培养起来才继续进水。每次用这一菌种都得这样培养才有效吗?

答:不是的,是可以进水培养的,当时这个厂具备这个条件所以就闷爆了,闷爆会更快,菌种流失更少。

▷问题22:投加的位置和方式是什么?方式要是分步投加吗?

答:投加位置一般是在好氧池的前端,因为是液体,直接倒入即可。投加量需要根据现场实际情况由技术人员确定,可能是一次性投加,也可分开投加,具体情况具体分析。

▷问题23:不做生物增效,硝化菌会流逝的很快,就需要反复补充?

答:不是这样的。一个健康正常的生化系统,硝化菌(包括碳化菌)的生长速度大于流失的速度,所以需要维持合适的污泥龄,定期排泥。既然排泥都不会导致系统的硝化菌流失过快,所以正常系统就不会出现问题。除非二沉池结构有问题,或者系统受到大的冲击,导致污泥状态受影响,大量死亡或者在二沉池流失,这种情况可能会导致硝化系统崩溃。

▷问题24:菌种能否现场培养?还是必须买成品反复投加?

答:菌种是不能现场培养的。因为该菌种是纯菌,浓度特别高,培养过程中会有新的长出,但由于不够发酵罐中的浓度,会损失大部分菌种,不如纯菌效果更好。

▷问题25:菌种是不是需要定期补充?

答:没有特殊条件,不需要定期补充的。有一些工艺条件变化或受到冲击等,导致菌种流失或死亡,可能需要补充。完全正常运行,实际上不需要补充,自己进行繁殖。

▷问题26:该菌种投加在生产淀粉的废水中后期需要驯化不?

答:驯化是投加后即开始的,后期已经适应就不需要了。

▷问题27:出厂有什么指标?菌数?

答:液体的不控制数量,控制重量和活性。光有数量,没有活性,是没用的。

▷问题28:还想了解一下,一般在好氧工艺,低碳氮比的情况,一般好氧菌和硝化菌之间的竞争是什么样的一个状况?比如说硝化菌会不会被以细菌为食的原生动物吃掉。

答:实际接触很多煤化工、尿素行业低碳氮比的水,运行都没有问题,硝化菌的影响因素满足即可。个人理解,即使是被吃掉,那吃的也没有长的快,可以忽略。

▷问题29:皮革废水COD较高,硝化菌在长期运行中会不会被异养菌重新占据菌群优势呢?

答:COD高是负荷问题,既然硝化菌能存活说明负荷正常,负荷没问题正常运行以后自然也不会有问题,除非受水质冲击或影响因素变化较大。

▷问题30:菌种投资效率占比多少,或者同等于普通污泥培养量让池体更小达到更高去除率?

答:一般情况都是现有的系统遇到问题解决不了或想加快恢复速度才用的,所以基本不涉及到初期的投资问题。

▷问题31:针对强效高效菌现阶段有没?比如原有设施排水量增大等。

答:现有的硝化菌,可以做到提高系统处理水量的目的,有实际案例。

▷问题32:按什么比例投加?比如池容1000m3,氨氮底物浓度200mg/L,大概需要多少投加量?

答:不同行业的水质、水量、氨氮进出水浓度、现场硬件条件等等,都会影响投加量,我们是按系统评估表和小试实验的结果综合评估确定系统可行性及投加量。

▷问题33:生物增效仅适用应急,对于升级是否可用?

答:升级及提标,完全可以使用,有实际案例。

▷问题34:煤化工废水,高氨氮高pH,某个阶段会不会出现大量游离氨,对菌种有抑制作用?

答:实际我们接触的煤化工废水,神华几个厂、陕煤、河南煤化、伊泰、久泰等等,进水pH都不是很高,调节池最高也就8.5左右,进入到系统内与污泥回流和硝化液回流混合,pH会继续下降,完全不用担心这个问题。各别现场,氨氮特高的,碱度不够,还需要补充液碱保证碱度充足,系统正常运行。

▷问题35:诺维信固体产品和液体产品的区别?例如:是否固体产品就是休眠状态的,需要用水混合激活再使用?保质期两者会有区别吗?

答:都是休眠状态,固体产品需要活化后使用效果更好。液体产品(硝化菌)直接使用即可。固体产品保质期1年,液体产品(硝化菌)保质期半年。

▷问题36:在污水站运行期间氨氮升高可以用吗?

答:当然可以,这个及冲击恢复,是应用最多的情况。

微水会·结束语

首先非常感谢诺维信,感谢@董伟,董工的分享及答疑,感谢水友积极参与本期微水会讨论。

本期微水会中,我们先了解了菌种是如何进行选择、驯化、复配、产品成型到实际应用的过程。接着董工就硝化菌主要应用在初期启动、提高效率及达标率等方面,具有不需要新建构筑物、投加方便简洁等优势做了介绍。而在进行菌种投加前需要先对污水生化系统进行评估,通过小试测定菌种效果,最终确定是否适合投加及其用量。并就影响硝化的因素,分享了自己多年的经验。最后辅以在皮革废水及煤化工废水中的应用具体展示这一菌种的效果。答疑讨论环节,微水会群友就菌种投加方式、投加量、是否可现场培养、耐受温度范围,工艺如何控制,是否需要活化,硝化速率测定,应用范围等诸多问题给予详细解答。讨论环节十分热烈,足以见水友对这一技术的兴趣甚大。

在环境质量提升的硬性要求下,为保证污水稳定达标排放,去除水中有机物、氮、磷等一直以来是行业内的重点,微生物菌种处理作为热技术,也在被更多人熟知和运用,用其实现水质达标是水处理中的一个选择;当然,在使用过程中,应重视客观条件,维护和保持好处理系统状态,以期更好的发挥菌种优势。

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