鼠李糖脂在污水处理应用项目汇报

鼠李糖脂在污水处理应用项目汇报,鼠李糖脂在污水处理中的应用项目是今年新开展的产品应用研发项目，上半年主要进行室内实验和吉化中试实验，具体的工作进展如下：,工作进展情况,3月份,完成项目开题报告并汇报,4月-6月,室内实验（西城、炼化、辽化）,5月份,吉化实验,6月-7月,实验总结及沟通交流,6月-7月,7月,与哈工大马放老师沟通合作事宜,中试装置组建,7月,专利申请,104,109,2007年，大庆沃太斯化工有限公司在大庆采油五厂的生物表面活性剂小区块驱油实验项目的中期，对与注入水井关联的一口中心井进行采出水生物表面活性剂浓度、微生物量进行分析时，发现采出水的生物量达到1089个,这与正常的量不相符,全面复查了相关9口采油井的采出水微生物量后,结果一致。而注入水中的微生物量只有104。这表明地层微生物在鼠李糖脂发酵液存在的环境下得到的大量的增殖。,一、室内实验情况,1、生物表活剂驱油过程中增加地层微生物情况,一、室内实验情况,投加鼠李糖脂发酵液浓度0.5%,实验条件,试验时间 7天,2、 鼠李糖脂发酵液对大庆石化总厂污水中微生物量作用的室内实验,通气，过量曝气,实 验 结 果,一、室内实验情况,pH变化曲线,A：投加鼠李糖脂后的曲线；B:对照样,一、室内实验情况,微生物变化情况,投加鼠李糖脂的样品,没有投加鼠李糖脂的对比样品,一、室内实验情况,微生物量的变化,A：投加鼠李糖脂后的曲线；B:对照样,实验结论及分析 （1）加入鼠李糖脂生物表面活性剂能够增加微生物的数量，本实验的结果为近9倍，而未加入鼠李糖脂的对照样增加近1.5倍。 （2）实验前两天两组样的微生物数量均呈下降趋势，后逐渐升高，分析原因是：水样是从石化总厂取得，实验在实验室完成，由于初期温度、曝气量等与现场的环境有很大区别，微生物有一个适应的过程，在这个过程中出现微生物数量降低是正常的现象。,一、室内实验情况,一、室内实验情况,3、炼化、西城污水实验（一）,（1）实验设计,4月19日-29日对炼化和西城的污水进行实验，实验采用现场 取曝气池污水污泥混合样，通过静止曝气的方式进行。鼠李糖脂 发酵液20g/L按下表设计浓度分别加入到炼化污水和西城生活污水 中，观察鼠李糖脂发酵液对两种污水作用效果及pH、盐度情况。,实验编号,添加浓度,西城3号,西城2号,西城1号,炼化3号,炼化2号,炼化1号,（2）pH变化情况,一、 室内实验情况,一、室内实验情况,（3）、盐度变化情况,一 、室内实验情况,一、 室内实验情况,4、炼化实验（二） （1）实验设计：,一、 室内实验情况,（2）pH变化情况如下：,一、 室内实验情况,5月18日5月24日 实验(采用静态曝气方式进行实验）,一、室内实验情况,5月29日6月2日 （摇瓶好氧发酵重复验证实验）,一、 室内实验情况,一、 室内实验情况,6月15日6月19日 （摇瓶好氧发酵重复验证实验）,一、 室内实验情况,一、 室内实验情况,（3）盐度变化情况,5月18日5月24日 (采用静态曝气方式进行实验）,一、室内实验情况,一、 室内实验情况,5月29日6月2日实验（摇瓶好氧发酵重复验证实验）,一、 室内实验情况,一、 室内实验情况,6月15日6月19日（摇瓶好氧发酵重复验证实验）,一、 室内实验情况,一、 室内实验情况,(4)、微生物变化情况,5月18日5月24日 (采用静态曝气方式进行实验）,一、 室内实验情况,一、 室内实验情况,5月29日6月2日实验（摇瓶好氧发酵重复验证实验）,一、 室内实验情况,一、 室内实验情况,6月15日6月19日实验（摇瓶好氧发酵重复验证实验）,一、 室内实验情况,一、 室内实验情况,一、 室内实验情况,(4)、实验结论,、实验采用静止曝气或摇瓶培养方式，与正常的污水处理曝气阶段的流动状态有很大差异，从微生物及相关指示参数看，整个微生物的生长过程是一个有规律的变化过程，总体上基本符合微生物的生长规律：延滞期-对数期-稳定期-衰亡期。, 、pH的变化规律基本呈先升高后降低的趋势。, 、盐度的变化趋势呈现先降低后升高的趋势，与微生物的变化趋势一致，,鼠李糖脂发酵液能够加快刺激污水中微生物的生长繁殖，缩短微生物进入对数生长期的时间。,、4月份的实验微生物数量没有检测，但从西城污水的三个实验的盐度变化情况看，实验样较对比样的盐度变化明显，也可以说明对微生物数量的激活起到很好的效果，因为生活污水的微生物从种类和状态看都比化工污水的微生物要好。,一、 室内实验情况,、由于实验是每隔24小时进行测定，所以有些数据影响整体规律的判定，尤其是拐点的判定。,、微生物的检测采用的血球计数法（即用血球计数板通过镜检来计算），存在一定的误差，所以以上结论是基于多次实验的总体规律进行判定。,、从整体结果看，0.05%、0.1%的快速激活微生物效果要好一些。,一、室内实验情况,5、辽化实验 5.10日去辽化污水处理厂了解现场情况，440污水处 理的是炼油污水，是辽化比较小的污水处理单元。曝气池 共四组，前三组各有三个腔，后一组两个腔，按最小单元 共有11个格腔，每组有共同的污水进口和污泥回流口，每 组的水量为30米6米4.5米3=2430m3，曝气池的总 水量约为8900 m3。 曝气池为连续进水，进水的流量为700吨/小时，停留 时间为8小时，曝气池水进入二沉池后，底部的污泥回流 再次进入曝气池，污泥回流比为100%。 从现场的曝气池取回1L曝气污水，回来后进行如下实验：,一、室内实验情况,（1）、通过对辽化的污水加入0.1%、0.05%浓度的鼠李糖脂发酵 液，摇瓶好氧培养八小时测定微生物数量的变化情况，此实验委托 实验室完成，微生物检测方法为平板计数法（见表1）：,表1、辽化水样加入不同浓度鼠李糖脂发酵液后培养八小时结果,一、室内实验情况,(2)、5月18日再次用水样进行四组实验的微生物增加效果实验，结果见表2：,表2、辽化水样加入不同浓度鼠李糖脂发酵液后培养结果,一、室内实验情况,(3)结果分析： 1、从单组的实验对比样看，微生物增加不明显； 2、两个实验结果的数量相差比较大，分析原因是样品放置时间比较长，受环境影响大。 3、水样没办法及时进行实验，水样密封保存，对好氧菌有影响。 4、在进行实验的过程中，取样进行实验的水中污泥的多少会影响结果。,二、吉化中试实验,1、实验目的 鼠李糖脂是一种生物表面活性剂，它具有良好的表面活性，并且无毒无污染，在生化处理污水中通过添加鼠李糖脂发酵液来增加水体中微生物的数量，以提高生化处理效率，降低污水COD和NH3-N。,2、实验地点 本次实验在吉化污水厂中试进行，实验进水及活性污泥来自4系列生化池配水配泥井。,二、吉化中试实验,3、实验过程 本次实验模拟污水厂A/O工艺，实验分两个部分，第一部分为静止曝气，验证通过添加RH后可以有效增加水体中微生物的数量。第二部分为动态曝气及模拟现场大生产，验证增加微生物量提高生物活性可降低出水COD值。 实验工艺与对照工艺进水量为0.5m3/h，污泥回流比为100% ，实验检测均为污水厂分析车间检测。检测项目有COD、NH3-N、悬浮物及生物镜检，此项目为污水厂分析车间检测。,二、吉化中试实验,4、实验结果 （1）静态曝气结果： 实验4月29日开始，添加0.1%RH，通过静止曝气3天后5月2日开始生物镜检。见下表,二、吉化中试实验,通过生物镜检可以看出，添加RH的生化池内水体生物比没有添加的明显增多。最大增幅4倍以上。,二、吉化中试实验,（2）动态曝气 结果： 表1,二、吉化中试实验,二、吉化中试实验,从5月4日开进行动态曝气实验并同时进行常规检测，共 进行26天，5月17日系统满足所需温度条及污泥连续回流， 在此条件共运行13天。在满足温度及污泥连续回流条件下， 添加RH的实验组出水COD值比没有添加的对照组平均降低 22.46% 。,二、吉化中试实验,表2,表3,二、吉化中试实验,二、吉化中试实验,从图2和图3中可以看到，前期温度过低，微生物生长受 到抑制，对污泥活性造成了很大的影响，工艺参数不稳定，检 测数据波动很大。10日下午安装加热管后，系统达到适合生物 生长温度。,水体COD直接反映的是生化池中微生物生化效率的好坏， 温度对生化效率的影响有直接关系。温度提升后COD同比降低 54.87% 。,二、吉化中试实验,表4,二、吉化中试实验,二、吉化中试实验,前期系统受到严重冲击，实验组13日添加0.1%比例RH后，14日系统迅速恢复，而没有添加RH的对照组则在16日出现好转，18日才恢复到正常水平，可见添加RH后系统生物活性增强，抗冲击能力提高。,二、吉化中试实验,表5,表6,二、吉化中试实验,二、吉化中试实验,20日加入 RH的浓度为0.025%，24日加入的浓度为0.05%，浓度为0.025%时，去除率提高11.7%，浓度为0.05%时，去除率提高了18.2%。,二、吉化中试实验,SS的对比效果从13日到24日，效果较对比效果明显，后期波动较大，主要是由于二沉池底部污泥堆积，底部产生厌氧反应并产生气泡，所以影响SS结果。,二、吉化中试实验,5、实验结论,本次实验从常规检测开始，共进行26天，在系统满足温度条件下，共运行19天， 在满足污泥连续回流条件下，共运行13天。在满足温度及污泥连续回流条件下， 添加RH的实验组出水COD值比没有添加的对照组平均降低22.46% 。,水体COD直接反映的是生化池中微生物生化效率的好坏，温度对生化效率的影响 有直接关系。温度提升后COD同比降低46.41% 。,污泥连续回流后，实验组COD平均出水84.34，污泥采用间歇回流时，实验组 COD平均出水为99.66。同比下降15.37% 。,二、吉化中试实验,前期系统受到严重冲击，实验组13日添加0.1%比例RH后，14日系统迅速恢 复，而没有添加RH的对照组则在16日出现好转，18日才恢复到正常水平。可见 添加RH后系统生物活性增强，抗冲击能力提高。, RH浓度约为1倍CMC时，去除率提高11.1%，RH浓度约为2倍CMC时，去除率 提高了18.15%。证明RH降低水体COD效果与添加量成正比。,通过实验发现螺杆泵的震动，A段及二沉池污泥的堆积和RH的生化性质可能是造 成实验组活性污泥减少现象的原因，具体情况还需进一步进行分析。,通过降低水体中的COD可以看出。添加RH后能有效提高污水中有机物的分散， 并可以通过调节细胞表面的疏水性能来影响微生物细胞与有机物之间的亲和力， 让优势菌能更好的捕捉有机物，到达更好更快的清除污水中有机体。,鼠李糖脂生物表面活性剂价格（25g/L)价格：8500元/吨 中试：加入周期按3天/次，处理水量为12m3/d，停留时间 20小时。,按0.05%投加浓度： 1.18元/吨水,按0.025%投加浓度： 0.59元/吨水,二、吉化中试实验,6、成本分析,二、吉化中试实验,本次实验共进行了31天，静态曝气进行了5天，动态曝气进行了26 天，在动态曝气时，实验调整了13天，解决了温度过低，回流不正常等 环境因素的影响，满足各项条件后运行了13天，在此期间通过检测各项 指标，证明了系统在添加RH后可以有效激活和提高系统中的生物数量， 并有效的降低系统中水体的COD值。由于实验时间较短对活性污泥、原 生动物以及各参数的控制也出现了一些新的问题，有待在以后的实验中研究解决。,1、中试装置,炼化污水处理厂,吉化污水处理厂,辽化污水处理厂,二、下一步工作计划,增强处理效果，降低出水COD,1、增加A段的停留时间，发挥鼠李糖脂在A段的作用效果。,二、下一步工作计划,需要解决的问题：,2、增强二沉池的沉降效果，减少悬浮物，从而降低COD 。,3、适当减少回流比，延长停留时间，增强处理效果。,4、可以通过取样后静止后取上清液进行检测，以免因二沉 池的原因影响检测结果,鼠李糖脂使用条件的确定,1、按前期的实验基础，在现有成熟工艺条件的基础上进行验证并降低浓度后观察处理效果。,二、下一步工作计划,需要解决的问题：,2、按浓度加入后，延长观察时间，确定鼠李糖脂的极限作用时间。,效果检测,1、加强效果指标的检测，增加BOD、溶解氧等检测参数， 以便从多角度判定及理解产品的作用效果。,二、下一步工作计划,需要解决的问题：,2、平行检测，加强对结果的判定。,2、与哈工大马放老师合作加强作用机理的研究,鼠李糖脂对污水性质的影响,鼠李糖脂的作用效果及机理,鼠李糖脂对污泥表面性质的影响,二、下一步工作计划,鼠李糖脂对污泥活性的影响,判定鼠李糖脂对污水的促进作用,通过室内小试实验测定COD、SS、NH4-N、总磷、重金属以及特征污染物浓度等水质指标以及活性污泥的特性变化（活性污泥的絮凝、沉降比 SV30等）。从而证明投加鼠李糖脂有助于进一步降低污水中的污染物浓度，,二、下一步工作计划,解决的问题：,鼠李糖脂在系统中的含量随时间的变化,如果鼠李糖脂随时间迅速降解由此推测该物质主要作用是微生物异化过程的一种营养物质；而如果降解速度较慢表明鼠李糖脂是一种污水生物处理的促进剂。,二、下一步工作计划,解决的问题：,鼠李糖脂对污水性质的影响,在不加入活性污泥的条件下，测定不同稀释倍数的鼠李糖脂溶液稀释在废水中的表面张力（CMC临界胶束浓度）和聚集体粒径(由Zetasizer Nano测定)，分析鼠李糖脂对于废水水质表面性质的影响。 连续测定加入鼠李糖脂一段时间内，废水水质的变化（COD、SS、NH4-N、总磷、重金属以及特征污染物浓度）以及废水的可生化性 BOD5/COD的变化。 观测鼠李糖脂对废水中有机污染物颗粒结构、大小的改变（SEM电镜,AFM等）； 探讨鼠李糖脂对活性污泥形成的促进作用以及是否对脂肪烃类、芳香烃类等其他特征污染物起到増溶、乳化的作用进而揭示促进有机污染物的降解的途径。,二、下一步工作计划,解决的问题：,鼠李糖脂对活性污泥菌胶团的表面性质的影响,分别测定加入鼠李糖脂后活性污泥中微生物的表面亲水、疏水性的变化（BATH测定或METH测定）； 测定微生物表面张力、界面张力变化(Du Nouy环法,界面张力测定仪)； 测定微生物的电性变化（测定Zeta电位）； 利用扫描电镜（SEM）和原子粒显微镜(AFM)观测活性污泥与鼠李糖脂分子的结合情况以及污泥的结构形态上的变化； 分析活性污泥菌胶团表面基团与鼠李糖分子键的结合作用（IR红外光谱）。,二、下一步工作计划,解决的问题：,鼠李糖脂对活性污泥的活性的影响,检测加入鼠李糖脂后经一段时间驯化，活性污泥活性的变化情况，其中包括测定活性污泥中生物量的变化（扫描电镜SEM）； 测定活性污泥中种群多样性的变化（分子生物学手段DGGE）； 测定活性污泥的脱氢酶活性的变化情况； 测定对活性污泥的比耗氧速率（SOUR）的影响等。 由此表征加入鼠李糖脂对于活性污泥中微生物的刺激能力，从微生物生理生化学角度解释该生物表面活性剂产对活性污泥系统的处理效能促进的途径。,二、下一步工作计划,解决的问题：,二、下一步工作计划,3、增加微生物种类,增加微生物种类，提高难降解有机物的可生化性。,1、通过提取排水口附近的微生物进行扩大培 养，引入到生化系统中，促进难降解有机 物的的生化效应。进一步降低出水的COD。,2、寻找高效微生物菌种。,下半年的重点工作是现场实验和室内机理研究，每个污水处理厂的污水情况都不一样，包括污水成分、处理工艺、需要解决的问题等。所以实验观察的重点和作用效果都会有不同，所以要根据实际情况调整思路和工艺。以便达到理想的效果。,二、下一步工作计划,