3株高效石油降解菌对SBR处理含油废水的强化作用

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2023-1023

摘要/Abstract

摘要：

研究了3株不同高效石油降解菌株用于序批式活性污泥法（SBR）处理含油废水的效果。结果表明，投加菌液苍白杆菌FP1、假单胞菌X1、红平红球菌KB1的SBR，COD平均去除率分别为90.8%、92.8%、98.2%；石油类物质平均去除率分别为79.1%、80.0%、92.8%；NH₄ ⁺-N平均去除率分别为87.5%、91.4%、94.7%；TP平均去除率分别为23.8%、30.9%、44.4%。与未投加石油降解菌相比，投加石油降解菌株能显著提高SBR对含油废水中各污染物的去除效率，同时系统运行稳定，耐冲击负荷能力高。实验结果还表明在SBR中投加FeCl₃利用化学除磷协助生物除磷可提高系统对TP的去除率，同时提高活性污泥的絮凝沉降性能，增加系统内活性生物量。该研究为生物强化SBR处理含油废水的工艺设计与设备运行提供了参考，石油降解菌强化SBR技术有望应用于含油废水生物处理。

关键词: 生物强化, 含油废水, SBR, 石油降解菌

Abstract:

This paper investigated the effect of three efficient petroleum-degrading bacterial strains on oily wastewater treatment by sequencing batch reactor activated sludge process (SBR). The results showed that the average removal rates of COD were 90.8%, 92.8%, and 98.2%, respectively, the average removal rates of oily substance were 79.1%, 80.0%, and 92.8%, respectively, the average removal rates of NH₄ ⁺-N were 87.5%, 91.4%, and 94.7%, respectively, and the average removal rates of TP were 23.8%, 30.9% and 44.4%, respectively, in the SBR with the addition of bacterial strains Ochrobactrum sp. FP1, Pseudomonas sp. X1 and Rhodococcus erythropolis KB1. Compared with the unspiked petroleum-degrading bacteria, the spiked petroleum-degrading bacterial strains could significantly improve the removal efficiency of SBR for each pollutant in the oily wastewater. Meanwhile, the system operation was stable and the shock load resistance was high. The experimental results also showed that the addition of FeCl₃ to the SBR could improve the removal of TP by using chemical phosphorus removal to assist biological phosphorus removal, and improve the flocculation and sedimentation performance of activated sludge and increase the active biomass in the system. This study provided a reference for the process design and equipment operation of bio-enhanced SBR for the treatment of oily wastewater. The petroleum-degrading bacteria-enhanced SBR technology is expected to be applied to the biological treatment of oily wastewater.

Key words: biofortification, oily wastewater, sequencing batch reactor activated sludge process, petroleum-degrading bacteria

中图分类号:

X703
TE992

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https://www.iwt.cn/CN/Y2024/V44/I11/52

图/表 13

表1 进水水质参数

Table 1 Influent parameters

运行阶段	COD/（mg∙L^-1）	石油类物质/（mg∙L^-1）	NH₄ ⁺-N/（mg∙L^-1）	TP/（mg∙L^-1）
启动驯化阶段	1 035.37~1 165.87	51.47~71.09	8.26~9.84	6.16~6.95
负荷冲击阶段	2 965.27~3 126.52	135.23~159.71	9.49~10.95	5.78~6.94

图1 实验装置示意

Fig.1 Schematic diagram of experimental apparatus

图2 菌株的生长曲线和生长特性

Fig.2 Growth curves and growth characteristics of the bacterial strains

图3 SBR系统中COD的变化

Fig.3 Variation of COD in SBR systems

表2 反应器各阶段COD平均去除率 (%)

Table 2 Average COD removal rate in each stage of the reactor

反应器	启动驯化阶段	负荷冲击阶段
反应器	第1~13天	第14~28天	第29~32天
R0	85.3±5.5	82.2±2.6	86.6±1.4
R1	85.0±5.7	90.8±1.5	92.9±1.4
R2	84.5±5.7	92.8±1.1	94.2±1.2
R3	84.2±6.3	98.2±0.4	95.6±0.9

图4 SBR系统中油类物质质量浓度的变化

Fig.4 Variation of oily substance mass concentration in SBR systems

表3 反应器各阶段石油类物质平均去除率 (%)

Table 3 Average removal rate of oily substance in each stage of the reactor

反应器	启动驯化阶段	负荷冲击阶段
反应器	第1~13天	第14~28天	第29~32天
R0	48.7±2.5	64.4±2.9	71.0±2.8
R1	46.2±4.0	79.1±4.1	82.4±1.9
R2	48.7±4.9	80.0±3.5	85.1±1.8
R3	47.6±3.8	92.8±5.4	97.4±0.2

图5 SBR系统中NH₄ ⁺-N的变化

Fig.5 Variation of NH₄ ⁺-N in SBR systems

表4 反应器各阶段NH₄ ⁺-N平均去除率 (%)

Table 4 Average NH₄ ⁺-N removal rate in each stage of the reactor

反应器	启动驯化阶段	负荷冲击阶段
反应器	第1~13天	第14~28天	第29~32天
R0	96.6±1.9	78.2±12.8	98.5±0.8
R1	96.6±1.8	87.5±5.8	98.1±1.0
R2	96.7±1.6	91.4±2.6	98.6±0.9
R3	96.7±1.7	94.7±0.7	10.6±5.1

图6 SBR系统中TP的变化

Fig.6 Variation of TP in SBR systems

表5 反应器各阶段TP平均去除率

Table 5 Average TP removal rate in each stage of the reactor %

反应器	启动驯化阶段	负荷冲击阶段
反应器	第1~13天	第14~28天	第29~32天
R0	71.8±20.6	14.7±2.9	78.4±5.2
R1	70.7±20.5	23.8±7.1	32.7±4.1
R2	71.4±20.3	30.9±6.2	45.3±1.9
R3	70.7±20.3	44.4±4.6	92.8±2.2

图7 SBR运行过程中污泥生物量的变化

Fig.7 Variation of sludge biomass during SBR operation

图8 SBR运行过程中SV₃₀的变化

Fig.8 Variation of SV₃₀ during SBR operation

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