本發(fā)明涉及一種好氧顆粒污泥黏性膨脹修復(fù)的方法，屬于廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

好氧顆粒污泥是好氧污泥微生物通過自凝聚作用形成的一種特殊的生物聚集體形式，其顆?；^程涉及了生物、物理、化學(xué)等過程。與普通活性污泥相比，好氧顆粒污泥具有結(jié)構(gòu)緊密、沉降性能優(yōu)異、生物量大、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、微生物種群豐富等優(yōu)勢，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)活性污泥的工藝缺陷，成為廢水生物處理領(lǐng)域研究的新熱點(diǎn)。自1991年在升流式好氧污泥床反應(yīng)器中發(fā)現(xiàn)好氧污泥顆?；F(xiàn)象以來，國內(nèi)外研究者在好氧顆粒污泥的形成機(jī)理、理化結(jié)構(gòu)特性、傳質(zhì)模型、微生物生態(tài)及顆粒化影響因素等方面開展了大量研究，并在啤酒、食用油、食品、畜禽養(yǎng)殖以及市政等廢水處理中得到中試試驗(yàn)和工程示范。

然而，目前好氧顆粒污泥廢水處理技術(shù)仍未得到廣泛應(yīng)用，主要問題是長期運(yùn)行中好氧顆粒污泥易失穩(wěn)，其中黏性膨脹是導(dǎo)致顆粒解體、生物量流失、反應(yīng)器崩潰的主要問題之一。因此，解決好氧顆粒污泥工藝中粘性膨脹的問題，進(jìn)而提高工藝運(yùn)行穩(wěn)定性是促進(jìn)好氧顆粒污泥工藝技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對已發(fā)生黏性膨脹的好氧顆粒污泥工藝，提供一種好氧顆粒污泥黏性膨脹修復(fù)的方法，解決好氧顆粒污泥工藝運(yùn)行過程中的膨脹失穩(wěn)問題，保障好氧顆粒污泥反應(yīng)器長期穩(wěn)定運(yùn)行。

一種好氧顆粒污泥黏性膨脹修復(fù)的方法，針對好氧顆粒污泥出現(xiàn)的污泥黏性膨脹、污泥沉降性能惡化，肉眼或鏡檢發(fā)現(xiàn)顆粒污泥結(jié)構(gòu)松散，svi＞50ml/g，出水ss濃度增加，污泥齡（srt）<2d，采用序批式運(yùn)行模式，向好氧顆粒污泥反應(yīng)器主要投加ca²⁺、mg²⁺、fe²⁺金屬離子，在原有進(jìn)水濃度基礎(chǔ)上增加1-2倍，金屬離子壓縮微粒表面雙電層、架橋eps以及刺激疏水性pn分泌，促進(jìn)細(xì)菌微生物的附著和絮凝，從而恢復(fù)好氧顆粒污泥的結(jié)構(gòu)和沉降性能。

所述的好氧顆粒污泥反應(yīng)器為圓柱形序批式反應(yīng)器（sbr），高徑比5-10。

所述的序批式反應(yīng)器運(yùn)行周期為3-6h，運(yùn)行模式為進(jìn)水-缺氧攪拌-好氧曝氣-靜置沉淀-排水，其中，進(jìn)水5-10min，缺氧攪拌30-60min，沉淀3-7min，排水5-10min，剩余為曝氣時間，反應(yīng)器設(shè)置的表面氣速為1.2-3.0cm/s，體積交換比50%-70%。

所述的好氧顆粒污泥反應(yīng)器進(jìn)水cod控制在500-1000mg/l，碳氮比維持在7-15；體系ph維持在7.0-7.5。cacl2、mgso4、feso4投加濃度分別控制在80-120mg/l、30-50mg/l、3-9mg/l；其他微量元素投加濃度分別為:h3bo30.05-0.1mg/l，cuso4·5h2o0.05-0.1mg/l，znso4·7h2o0.05-0.1mg/l，alcl3·6h2o0.09-0.18mg/l，cocl2·6h2o0.05-0.1mg/l，mnso4·h2o0.05-0.1mg/l，(nh4)2mo7o240.1mg/l，nicl2·6h2o0.09-0.18mg/l。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明能夠有效恢復(fù)已發(fā)生黏性膨脹的好氧顆粒污泥，經(jīng)修復(fù)的好氧顆粒污泥顆粒表面光滑、形狀規(guī)則、結(jié)構(gòu)緊實(shí)，并具有良好的沉降性能，svi可降至20-40ml/g，工藝cod、氨氮去除率均穩(wěn)定在90%以上。

附圖說明

圖1為顆粒污泥反應(yīng)器；圖中標(biāo)號：1-反應(yīng)器柱體；2-曝氣機(jī)；3.1-流量計，3.2-多孔曝氣頭；4.1-電動攪拌器，4.2-調(diào)速器，4.3-螺旋槳；5-可編程自動化時間控制器（plc）；6-進(jìn)水蠕動泵；7-進(jìn)水桶；8-出水蠕動泵；9-出水桶；10-排泥取樣口。

圖2（a）部分為實(shí)施案例1中黏性膨脹的好氧顆粒污泥；（b）部分為實(shí)施案例1中修復(fù)后的好氧顆粒污泥。

圖3為實(shí)施案例1中的修復(fù)過程顆粒污泥特性變化。

圖4（a）部分為實(shí)施案例2中黏性膨脹的好氧顆粒污泥；（b）部分為實(shí)施案例2中修復(fù)后的好氧顆粒污泥。

圖5為實(shí)施案例2中的修復(fù)過程顆粒污泥特性變化。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)為方案前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于實(shí)施例。

本發(fā)明具體作用機(jī)理為：較高濃度的金屬離子能夠通過壓縮微粒表面雙電層和架橋eps實(shí)現(xiàn)細(xì)菌微生物的附著和絮凝；同時ca²⁺、mg²⁺、fe²⁺離子的添加能夠促進(jìn)?；呓z氨酸內(nèi)酯（ahls）的分泌，進(jìn)而強(qiáng)化群體感應(yīng)體系實(shí)現(xiàn)細(xì)菌的團(tuán)聚；金屬離子濃度的適量增加同樣能夠增加疏水性的蛋白質(zhì)（pn）的產(chǎn)生量，而親水性的多糖（ps）能夠和ca²⁺等形成螯合物而減少，pn/ps比值的降低使得污泥沉降性能得到恢復(fù)。

實(shí)施例1

（1）黏性膨脹的顆粒污泥：反應(yīng)器進(jìn)水cod為1000mg/l，有機(jī)負(fù)荷為3.0kgcod/m³·d，cod：n：p=100:7:1，ph=7.2，cacl2100mg/l、mgso430mg/l、feso43mg/l，微量元素投加濃度分別為:h3bo30.05mg/l，cuso4·5h2o0.05mg/l，znso4·7h2o0.05mg/l，alcl3·6h2o0.09mg/l，cocl2·6h2o0.05mg/l，mnso4·h2o0.05mg/l，(nh4)2mo7o240.05mg/l，nicl2·6h2o0.09mg/l。發(fā)生黏性膨脹問題時顆粒污泥平均粒徑為1.2mm，svi為82ml/g，污泥濃度為4.33gss/l，鏡檢下顆粒污泥表面粗糙、結(jié)構(gòu)松散，如圖2（a）部分所示。

（2）生物反應(yīng)器：反應(yīng)器由有機(jī)玻璃制成，高70cm，內(nèi)徑10cm，有效體積4l，采用序批式運(yùn)行模式，進(jìn)水、攪拌、曝氣、沉淀、出水均由可編程自動化時間控制器（plc）進(jìn)行控制，整個實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。反應(yīng)器運(yùn)行周期4h，具體為：進(jìn)水8min，缺氧攪拌45min，曝氣179min，靜置沉淀5min，排水3min。廢水由反應(yīng)器底部泵入，空氣由氣泵通過反應(yīng)器底部安裝的多孔曝氣頭引入，曝氣強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)表面氣速為2.5cm/s，體積交換比為50%。

（3）修復(fù)措施：增加進(jìn)水ca²⁺、mg²⁺、fe²⁺金屬離子濃度，即cacl2、mgso4、feso4的濃度分別由100mg/l、30mg/l、3mg/l增加至200mg/l、60mg/l、6mg/l，以此恢復(fù)污泥的沉降性能、延長污泥齡。

（4）修復(fù)后的顆粒污泥：在修復(fù)過程中檢測顆粒污泥形態(tài)、濃度、沉降性能和污染物去除能力。運(yùn)行20d后，反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥濃度增加至8.2gss/l，顆粒粒徑恢復(fù)至2mm，沉降性能明顯改善，svi降至30mg/l左右，如圖3所示。鏡檢結(jié)果表明，顆粒表面光滑、形狀規(guī)則、結(jié)構(gòu)緊實(shí)，如圖2（b）部分所示。修復(fù)后的顆粒污泥在修復(fù)前的條件下繼續(xù)運(yùn)行1個月以上，顆粒粒徑及沉降性能穩(wěn)定，cod及氨氮去除率均達(dá)98%以上，證實(shí)該方法適用于已發(fā)生黏性膨脹的好氧顆粒污泥修復(fù)。

實(shí)施例2

（1）黏性膨脹的顆粒污泥：sbr反應(yīng)器進(jìn)水cod為500mg/l左右、氨氮30-50mg/l，添加kh2po4和k2hpo4·3h2o分別為34mg/l和45mg/l，控制體系ph=7.3，cacl2、mgso4、feso4的濃度分別為80mg/l、20mg/l、6mg/l，其他微量元素投加量分別為:h3bo30.1mg/l，cuso4·5h2o0.1mg/l，znso4·7h2o0.1mg/l，alcl3·6h2o0.18mg/l，cocl2·6h2o0.1mg/l，mnso4·h2o0.1mg/l，(nh4)2mo7o240.1mg/l，nicl2·6h2o0.18mg/l。運(yùn)行過程中出現(xiàn)黏性膨脹問題，顆粒污泥平均粒徑0.9mm，svi增至90ml/g，污泥濃度降至3.6gss/l（其中，1.8gss/l為對照組），出水濁度增加，呈現(xiàn)渾濁的乳白色。鏡檢下顆粒污泥如圖4（a）部分所示。

（2）顆粒污泥反應(yīng)器：反應(yīng)器由有機(jī)玻璃制成，高90cm，內(nèi)徑14cm，有效體積10l，采用序批式運(yùn)行模式，進(jìn)水、攪拌、曝氣、沉淀、出水由可編程自動化時間控制器（plc）控制，整個實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。反應(yīng)器運(yùn)行周期4h，具體為：進(jìn)水10min，缺氧攪拌45min，曝氣173min，靜置沉淀5min，排水7min。廢水由反應(yīng)器底部泵入，空氣由氣泵通過反應(yīng)器底部安裝的多孔曝氣頭引入，表面氣速控制在1.2cm/s，體積交換比為70%。

（3）修復(fù)措施：增加進(jìn)水ca²⁺、mg²⁺、fe²⁺金屬離子濃度，即cacl2、mgso4、feso4的濃度分別由80mg/l、20mg/l、6mg/l增加至200mg/l、50mg/l、12mg/l，以此恢復(fù)污泥的沉降性能、延長污泥齡。

（4）修復(fù)后的顆粒污泥：在修復(fù)過程中檢測系統(tǒng)顆粒污泥形態(tài)、濃度、沉降性能和污染物去除能力，圖5為實(shí)施案例2中的修復(fù)過程顆粒污泥特性變化。運(yùn)行30d后，反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥濃度增至5.8gss/l，顆粒污泥平均粒徑增至1.5mm，沉降性能明顯改善，svi降至27mg/l左右。如圖4（b）部分所示，鏡檢結(jié)果表明，顆粒表面光滑、形狀規(guī)則、結(jié)構(gòu)緊實(shí)，而對照組反應(yīng)器內(nèi)黏性膨脹的好氧顆粒污泥性能持續(xù)惡化，svi增至100mg/l以上。修復(fù)后的顆粒污泥在修復(fù)前的條件下繼續(xù)運(yùn)行1個月以上，顆粒粒徑及沉降性能穩(wěn)定，cod及氨氮去除率均達(dá)96%以上，證實(shí)該方法適用于修復(fù)已發(fā)生黏性膨脹的好氧顆粒污泥。