[发明专利]一种以2,4-二氯苯氧乙酸为替代碳源的降解氯酚好氧颗粒污泥培养方法

说明书

本发明涉及一种具有氯酚降解功能的好氧颗粒污泥培养方法，属于环境保护与资源综合—水污染防治领域。 

背景技术

氯代酚类化合物对许多微生物具有抑制毒害作用，在环境中难以被微生物分解，是一类难降解有机物。随着此类物质在农药、医药、造纸、防腐剂等工业中的广泛应用，也产生了严重的环境问题。目前，氯酚废水的治理方法主要有物理吸附、化学氧化、光降解和生物降解。生物技术以成本低、操作简单，而受到广泛关注。为了提高微生物对氯酚的耐受能力，氯酚废水的生物处理普遍采用了微生物聚集或附着生长的生物膜反应器。这类反应器虽然增加了系统抗毒性负荷冲击能力，但填料的投加无疑增加了投资和运行成本。能否利用微生物的自聚集生长形成好氧颗粒污泥并利用其处理氯酚废水，值得深入研究。 

好氧颗粒污泥是多种微生物形成的聚集体，它以生物密度高、代谢活性强、沉降性好、抗有毒有害物质负荷冲击能力强而受到国内外环境保护研究人员的普遍关注。目前，好氧颗粒污泥主要是以实验室模拟废水通过长期培养得到，废水普遍采用葡萄糖、乙酸盐、乙醇、蔗糖等相对比较简单且容易被微生物利用的物质作为碳源。在这种条件下所获得的好氧颗粒污泥虽然在去除一般有机物、脱氮除磷方面显示出良好特性，但很难应用到有毒有害特殊污染物的去除，特别是氯酚废水的治理方面。 

为了将好氧颗粒污泥技术应用到氯酚废水治理中，一些人开始研究降解氯酚的好氧颗粒污泥培养技术。Wang等(2008)在间歇培养反应器中以1000mg/l葡萄糖为主要碳源，50-100mg/l2，4-二氯酚(2，4-DCP)作为辅助碳源培养得到了降解2，4-DCP的好氧颗粒污泥。Carucci等(2009)利用1000mg/l乙酸钠把活性污泥培养成颗粒污泥后，再利用乙酸钠(1000mg/l)和4-氯酚(＜50mg/l)为混合碳源培养出降解4-氯酚的好氧颗粒。好氧颗粒的形成往往需要较高的有机负荷，而较高的氯酚浓度会对微生物产生抑制毒害从而影响其聚集生长。因此上述研究采用易降解基质培养出好氧颗粒污泥后，再用氯酚逐步驯化，或利用氯酚与易降解基质为共同碳源培养好氧颗粒污泥。这些培养方法一方面对易降解有机碳源消耗量大，另一方面，氯酚的长期投加增加了操作人员与氯酚接触时间和风险。此外，这种方式培养出的好氧颗粒对含多种氯酚废水及高浓度氯酚废水的处理能力往往比较差。 

鉴于上述降解氯酚好氧颗粒污泥培养方法存在的不足，我们提出一种利用2，4-二氯苯氧乙酸(简称2，4-D)作为替代碳源培养降解氯酚的好氧颗粒污泥的方法。2，4-D是世界上广泛 使用的除草剂之一。与氯酚相比，2，4-D毒性相对较弱，微生物对其具有相对较强的耐受和分解能力。由于2，4-D好氧生物降解过程中会产生2，4-二氯酚，因此2，4-D降解菌往往同时具有氯酚降解功能。利用2，4-D为碳源培养氯酚降解好氧颗粒污泥的方法，一方面避免了易降解碳源的大量使用，节省了碳源；另一方面，可综合利用杀虫剂生产中产生的2，4-D废水，以废治废，因此具有良好的环境与经济效益。此外，该方法培养出的好氧颗粒结构稳定，对氯酚利用范围广，耐受能力强，对于推动好氧颗粒污泥技术在氯酚废水治理方面的应该具有重要的实践意义。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种高效、安全、经济的氯酚降解好氧颗粒污泥培养方法。该方法以毒性相对较弱有机化合物2，4-D作为氯酚降解好氧颗粒培养过程中的碳源物质，通过好氧颗粒的初期培养和好氧颗粒氯酚驯化，可培养出对氯酚具有高效降解性能、结构稳定的好氧颗粒污泥。 

本发明解决其技术问题所采用的方案是：向培养好氧颗粒污泥的生物反应器内接种种泥，以2，4-D和葡萄糖为碳源进行好氧颗粒污泥的初期培养，然后以2，4-D为主要碳源、少量氯酚为辅助碳源进行好氧颗粒的氯酚驯化，全过程采用序批式(SBR)运行模式，即可获得对氯酚具有良好降解功能的好氧颗粒污泥。 

接种的种泥为污水处理厂的曝气池或二沉池的活性污泥，或是用易降解碳源(如葡萄糖、淀粉、乙酸钠等)培养至成熟或半成熟状态的好氧颗粒污泥。反应器内初始污泥接种量控制在4-8g MLSS/l。 

好氧颗粒的初期培养采用2，4-D与葡萄糖为碳源的混合基质废水，进水2，4-D浓度逐渐增加，葡萄糖浓度逐渐减少，2，4-D浓度范围为50-600mg/l，葡萄糖浓度为0-1000mg/l，控制系统容积负荷1.5-1.8kgCOD/m³·d，培养时间20-40天。