一種低溫快速培養(yǎng)好氧顆粒污泥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低溫快速培養(yǎng)好氧顆粒污泥的方法，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 水體富營養(yǎng)化問題的日益突出，提高污水處理廠氮磷去除能力，控制污水處理廠 出水氮磷含量已經(jīng)逐步成為環(huán)境污染控制領(lǐng)域的研宄重點(diǎn)。傳統(tǒng)的生物除磷脫氮工藝由于 污水中碳源物質(zhì)的缺乏，使活性污泥對氮磷的去除能力有限，尤其是在低溫條件下污泥性 能與處理效果進(jìn)一步受到制約，并且存在不同程度的污泥膨脹等問題，影響工藝系統(tǒng)的正 常運(yùn)行。好氧顆粒污泥是一種特殊的生物膜結(jié)構(gòu)，因其具有良好的沉降性能，較低的運(yùn)行 成本，較高的生物量和處理效能而極具發(fā)展?jié)摿?。但是好氧顆粒污泥的培養(yǎng)，尤其在低溫 (10°C )條件下由于污泥微生物活性受到抑制而引起的反應(yīng)系統(tǒng)啟動較慢與運(yùn)行穩(wěn)定性較 差的問題更加突出，進(jìn)而成為制約其技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。
[0003] 為了縮短和簡化好氧顆粒污泥反應(yīng)器的啟動時間，提高好氧顆粒污泥系統(tǒng)運(yùn)行效 率，本發(fā)明對低溫（10°c )條件下好氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)方法進(jìn)行了設(shè)計，并考察了其對 低溫污水的處理效能。在低溫條件下，快速培養(yǎng)的好氧顆粒污泥不僅加快和簡化了好氧顆 粒污泥反應(yīng)器的啟動，同時其除磷脫氮特性也得到顯著加強(qiáng)，反應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，對于北方 高寒地區(qū)以及南方無供暖設(shè)施區(qū)域生活污水的處理提供了穩(wěn)定高效的新工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種低溫快速培養(yǎng)好氧顆粒污泥的方法， 是以海藻酸鹽顆粒作為載體有效實現(xiàn)污泥微生物在其上的聚集，從而加速低溫條件下好氧 顆粒污泥的形成。
[0005] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述方法主要包括以下步驟：將好氧池活性污泥接 種于內(nèi)循環(huán)序批氣提式反應(yīng)器（SBAR)或內(nèi)循環(huán)序批反應(yīng)器（SBR)中，在曝氣階段添加海藻 酸鹽顆粒，作為污泥微生物的聚集載體。
[0006] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述低溫是8-12°C。
[0007] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述方法主要包括以下步驟：將好氧池活性污泥接 種于內(nèi)循環(huán)序批氣提式反應(yīng)器，每批次反應(yīng)周期約3h，控制水溫為8_12°C，調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值 為7. 0 ±0. 2 ;其中，靜態(tài)進(jìn)水期60 ± 2min，曝氣反應(yīng)期112 ± 2min，污泥沉降期3min，快速排 水期5 ± lmin，排水比50 %;每8個反應(yīng)周期添加一次海藻酸鹽顆粒，在曝氣反應(yīng)期添加，添 加量約為一個周期進(jìn)水量的1.4% (m/m)。直至污泥顆粒形成停止添加海藻酸鹽顆粒。
[0008] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述方法主要包括以下步驟：將5L好氧池活性污泥 接種于內(nèi)循環(huán)序批氣提式反應(yīng)器中，SBAR有效容積10. 4L，排水比50%，反應(yīng)周期為3h，每 周期進(jìn)水5. 2L，控制水溫為8-12°C，調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值為7. 0±0. 2 ;其中，靜態(tài)進(jìn)水期60min， 曝氣反應(yīng)期112min，污泥沉降期3min，快速排水期5min ;靜態(tài)進(jìn)水期溶解氧飽和度為0,曝 氣反應(yīng)期溶解氧飽和度為100% ;每8個反應(yīng)周期投加一次海藻酸鹽顆粒，在曝氣反應(yīng)期添 加，添加量約為一個周期進(jìn)水量的I. 4% (m/m)，每次海藻酸鹽顆粒投加數(shù)量約200顆，直至 污泥顆粒形成。
[0009] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述好氧污泥顆粒的形成是指90%以上污泥呈顆粒 態(tài)、好氧顆粒污泥平均粒徑在2. Omm以上。
[0010] 在本發(fā)明的一種實施方式中，海藻酸鹽顆粒的制備過程如下：將200ml 0. 6-0. 7g/L的1%(：12溶液溶于IOOml 3% -5%的海藻酸鈉溶液中配制成A液，過量CaCl 2 溶于IOOg水中配制成B液；持續(xù)攪拌B液，將A液勻速滴加至B液中，繼續(xù)低溫中速攪拌 20-24h，去除清液，即得海藻酸鹽顆粒。海藻酸鹽顆粒粒徑d < 0. 2_。
[0011] 在本發(fā)明的一種實施方式中，海藻酸鹽顆粒的制備過程如下：將200ml 0. 67g/L 的]\%(：12溶液溶于100ml 3%的海藻酸鈉溶液中配制成A液，過量CaCl 2溶于IOOg水中配 制成B液；持續(xù)攪拌B液，將A液勻速滴加至B液中，繼續(xù)低溫中速攪拌24h，去除清液，即 得海藻酸鹽顆粒。海藻酸鹽顆粒粒徑d<0. 2_。
[0012] 在本發(fā)明的一種實施方式中，所述好氧活性污泥是來自A2O工藝的污水處理廠的 好氧池活性污泥，污泥濃度4500mg/L。
[0013] 在本發(fā)明的一種實施方式中，反應(yīng)器中的進(jìn)水是常見的富含氮磷的污水。
[0014] 在本發(fā)明的一種實施方式中，反應(yīng)器中的進(jìn)水是將模擬廢水通過碳、氮源水箱分 別進(jìn)水，按照碳源水箱進(jìn)水：氮源水箱進(jìn)水：自來水體積比1:1:8混合，碳源水箱溶質(zhì)包 括：NaAc 8560mg/L、MgS04880mg/L、KCl 350mg/L，氮源水箱溶質(zhì)包括：NH4Cl 2240mg/L、 K2HP04735mg/L、KH2P04288mg/L、微量元素液lml/L ;微量元素液成分如下所示：FeCl3 · 6H20 1. 5g/L、H3BO3O. 15g/L、CuSO4 · 5H20 0.03g/L、KI 0.03g/L、MnCl2 ·4Η20 0.12g/L、 Na2MoO4 · 2H20 0· 06g/L、ZnSO4 · 7H20 0· 12g/L、CoCl2 · 6H20 0· 15g/L。
[0015] 本發(fā)明還提供一種低溫污水處理方法，是以海藻酸鹽顆粒作為載體培養(yǎng)污泥微生 物獲得低溫好氧顆粒污泥，用于污水處理。
[0016] 本發(fā)明以海藻酸鹽顆粒作為載體可以有效實現(xiàn)污泥微生物在其上的聚集，從而加 速了低溫好氧顆粒污泥的形成，低溫活性污泥顆?；瘯r間縮短至31-34d，較不添加海藻酸 鹽顆粒的方法縮短了 6-9d。經(jīng)海藻酸鹽顆粒強(qiáng)化培養(yǎng)的低溫好氧顆粒污泥具有較高的強(qiáng) 度和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，沉降性能較好，對污水中COD，NH/-N和POf-P具有良好的去除能力，其對 COD，NH4+-N和Ρ043_-Ρ的去除率分別達(dá)到85. 3%，90. 8%和91. 3%。海藻酸鹽的強(qiáng)化作用 有效的縮短了顆粒污泥的形成時間，加速了低溫SBAR的啟動并維持其長期穩(wěn)定運(yùn)行，具有 很高的可行性。
【附圖說明】
[0017] 圖1好氧顆粒污泥的沉降性能和生物量
[0018] 圖2胞外聚合物的變化
[0019] 圖3好氧顆粒污泥粒徑分布及沉降速率
[0020] 圖4好氧顆粒污泥對污染物的去除效能
【具體實施方式】
[0021] 實施例1低溫好氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)方法
[0022] 低溫好氧顆粒污泥快速培養(yǎng)的方法和步驟具體如下，設(shè)置正常培養(yǎng)條件和快速培 養(yǎng)條件，對比兩種培養(yǎng)條件下好氧顆粒污泥特性以及好氧顆粒污泥系統(tǒng)運(yùn)行效能：
[0023] (1)內(nèi)循環(huán)序批氣提式反應(yīng)器運(yùn)行條件
[0024] 取采用A20工藝的污水處理廠好氧池活性污泥5L(污泥濃度4500mg/L)，接種于內(nèi) 循環(huán)序批氣提式反應(yīng)器（Sequencing BatchAirlift Reactor, SBAR)中，用以培養(yǎng)低溫好氧 顆粒污泥。SBAR有效容積10. 4L，排水比50% (由蠕動泵導(dǎo)出），反應(yīng)周期為3h，每周期進(jìn) 水5. 2L，靜態(tài)進(jìn)水期60min，曝氣反應(yīng)期112min，污泥沉降期3min，快速排水期5min。控制 水溫為10 °C，調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值為7. 0 ± 0· 2 (運(yùn)行過程中采用Imo 1/L HCl和ImoΙ/LNaOH調(diào)節(jié) pH)。通過實時控制系統(tǒng)控制空氣、氮?dú)夂颗c比例以保證進(jìn)水段厭氧狀態(tài)，反應(yīng)段