CN101798142A - 一种快速培养反硝化颗粒污泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速培养反硝化颗粒污泥的方法。该技术特征是,对接种的好氧或厌氧絮状污泥进行预处理,加速细颗粒污泥形成,并使污泥具有一定活性,这样的污泥接种到上流式污泥床(Up flow Sludge Blanket,USB)后,漂浮很少,污泥床也较少出现沟流,反应器内短时间内即出现颗粒污泥。本发明的优点是,缩短了USB启动时间,快速培养出反硝化颗粒污泥;方法简单有效,可操作性强;成本低,易于推广,尤其适合大规模USB反应器启动。

Description

一种快速培养反硝化颗粒污泥的方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域,具体地说,是关于一种快速培养反硝化颗粒污泥的方法。
背景技术
目前,无论在工业发达国家还是发展中国家,硝酸盐污染的问题都已迅速发展成为一个重要的环境问题。对此,科学家提出了众多解决方法,其中,生物反硝化法由于可将硝酸盐彻底还原为氮气,运行费用低,除氮效果高,并且可杜绝难以处置的化学污泥,因而被认为是最有前途的脱氮方法。但是,传统的生物反硝化法反硝化速率小,所需反应器体积庞大,建设费用高;不太适合于小规模及分散处理含硝酸盐(尤其是高浓度)的废水,为克服该缺陷,业内有人发明了上流式污泥床(Upflow Sludge Blanket,USB),采用该设备可通过反应器内形成沉降性能良好的反硝化颗粒污泥,维持了反应器内高的污泥浓度,最终获得高的反硝化效率,并且可以减小反应器体积。
对于厌氧颗粒污泥工艺,漫长的启动周期也已经成为其应用的主要问题之一。启动初期,接种污泥会出现上浮,造成有效菌种的大量流失,对于短期内污泥颗粒化进程影响很大,一般需要6-8个月才能培养出厌氧颗粒污泥。我们多次接种絮状活性污泥培养反硝化颗粒污泥过程后,发现了颗粒化过程的共同现象:反应器内污泥上浮、细颗粒污泥出现、细颗粒污泥长大至成熟颗粒污泥。培养初期由于活性污泥结构松散,大量微生物处于悬浮状态,造成絮状污泥流失。细颗粒污泥出现以后,漂浮现象消失,但是由于污泥活性不高,产气不足,污泥床容易出现短路沟流,故我们需解决这些问题。
本发明成功解决了反硝化颗粒污泥培养过程中污泥漂浮、污泥床沟流的问题,在短时间内成功培养出性能良好的反硝化颗粒污泥。方法简单有效,采用的USB反应器结构简单,成本低廉。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种快速培养反硝化颗粒污泥的方法,以减少颗粒污泥的形成时间,缩短反应器的启动周期。
本发明提供的快速培养反硝化颗粒污泥的方法为:选取好氧或厌氧絮状活性污泥,进行发酵水解处理,同时投加硝酸盐进行驯化,提高反硝化活性;预处理后的污泥接入USB反应器后,进水负荷为0.5-5.0gNO3-N·L-1·d-1,C/N为3.5-4.0,并通过空气搅拌管来解决培养过程中污泥上浮、污泥床沟流的问题。
采用本发明提供的方法,既成功解决了反硝化颗粒污泥培养过程中污泥漂浮、污泥床沟流的问题,还能在短时间内成功培养出性能良好的反硝化颗粒污泥,并且该方法简单有效。本发明提供的USB反应器结构简单,成本低廉,利于推广。
附图说明
图1为本发明提供的上流式污泥床的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明作进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
如图1所示,本发明提供的上流式污泥床为:在上流式污泥床USB上部安装有一空气搅拌管1(见附图1),用来解决污泥漂浮问题;在池子底部安装有一进水/进气管2,在培养初期系统产气不足时,通过该管进气,以进行搅拌,从而解决反应器沟流短路问题。
在本发明的下述实施例中,污泥预处理主要包括以下步骤:对接种的好氧或厌氧絮状活性污泥进行发酵水解,控制温度为15-60℃,并适当加入硝酸盐进行驯化,如污泥大量水解,细颗粒污泥出现,并有产气,则表明污泥调配工作结束,具体过程参见实施例。
在本发明的下述实施例中,检测方法参照《水和废水监测分析方法》(中国环境科学出版社,2002年,第四版)中的方法进行,具体为采用重铬酸钾法检测CODCr;采用紫外分光光度法检测NO3-N;采用重量法检测MLSS和MLVSS。
实施例1、反硝化颗粒污泥培养
某化工企业生产氨氮废水,经检测,其C/N(COD/NO3-N)比较低,二级生化后出水的硝酸盐浓度比较高,因此,需要对其二级出水进行反硝化处理,为能更好地进行反硝化处理,则需要先培养获得用于反硝化的颗粒污泥,具体培养过程如下:
1.1、污泥预处理
取20吨左右城市污水厂污泥倒进USB池内(有效容积为200m3),于55℃进行水解发酵处理,同时每天投加硝酸钾7-8kg,甲醇2-3kg,进行预驯化。污泥成细颗粒状,表面出现产气迹象,表明预处理工作结束(下同)。
1.2、颗粒污泥培养
预处理工作结束后,USB反应器开始进水,处理水量为6000m3·d-1,,NO3-N浓度为10-50mg·L-1,外加甲醇作为补充碳源,调节C/N为3.5-4.0,进水负荷为0.5-5.0gNO3-N·L-1·d-1
启动系统进行颗粒污泥培养,在培养过程中,进行观测,结果如下:
系统开始运行后,少量污泥出现上浮流失,但在USB上部气管鼓气后大部分返回至池底,污泥浓度(MLSS)由19.1g·L-1降低至17.8g·L-1
运行2周后,反应器内出现轻微沟流,之后适当通过进水管鼓气,破坏沟流;
运行45天左右,池内出现成熟的颗粒污泥,出现的颗粒污泥粒径1-2mm,黄色,形体饱满,结构密实,测得此时MLSS达到38.1g·L-1,N污泥去除速率可达到0.12gNO3-N·gVSS-1·d-1
实施例2、反硝化颗粒污泥培养
某地区地下水硝酸盐浓度高达150mg/L,严重超标,因此,需要对其进行反硝化处理,为能更好地进行反硝化处理,则需要先培养获得用于反硝化的颗粒污泥,具体培养过程如下:
2.1、污泥预处理
将3吨絮状污泥置于太阳下,盖上塑料棚,于40℃进行水解发酵,同时每天投加1kg硝酸钾、0.6kg葡萄糖进行驯化。
2.2、颗粒污泥培养
将预处理后的污泥接入USB(有效容积为20m3)内,处理水量为500m3·d-1,进水负荷为0.5-5.0gNO3-N·L-1·d-1,以葡萄糖作为碳源,调节C/N为3.5-4.0。
启动系统进行颗粒污泥培养,在培养过程中,进行观测,结果如下:
反应器进水后,污泥未出现上浮;
运行半个月后,污泥产气明显,大气泡的搅动防止了污泥床沟流的发生;
运行50天左右,池内出现成熟的颗粒污泥,粒径1-2mm,颜色为黄色;此时反应器运行稳定,经检测,污泥浓度(MLSS)达到39.2g·L-1,N污泥去除速率达到0.13g NO3-N·gVSS-1·d-1
根据上述实施例的结果,使用本发明提供的方法,只需要45-50天即可获得用于反硝化处理的成熟的颗粒污泥,远少于常规方法所需的培养时间。
因此,使用本发明提供的方法,既成功解决了反硝化颗粒污泥培养过程中污泥漂浮、污泥床沟流的问题,还能在短时间内成功培养出性能良好的反硝化颗粒污泥,并且该方法简单有效。本发明提供的USB反应器结构简单,成本低廉,利于推广。

Claims (4)

1.一种快速培养反硝化颗粒污泥的方法,其特征在于,选取合适的好氧或厌氧絮状活性污泥,进行预处理,污泥水解后非反硝化菌逐渐衰亡演变为“惰性固体”,成为反硝化菌附着生长的载体,加速了细颗粒污泥的出现,缩短了培养时间;预处理后的污泥接入USB反应器内,反应器上部以及进水管都设空气搅拌管,可以进一步解决污泥漂浮及沟流问题。
2.根据权利要求1所述的快速培养反硝化颗粒污泥的方法,其特征在于,对选用的絮状活性污泥进行水解处理,温度为15-60℃,使污泥出现细颗粒状,变得密实,同时加入硝酸盐对其进行驯化,使其具有一定反硝化活性。
3.根据权利要求1所述的快速培养反硝化颗粒污泥的方法,其特征在于,USB上部设有空气搅拌管,预处理后的污泥接入反应器后,如仍有少量污泥出现上浮,可以通过鼓气的方式使污泥回到反应器内。
4.根据权利要求1所述的快速培养反硝化颗粒污泥的方法,其特征在于,USB池子底部进水管也可以通空气,以便解决培养过程中污泥床沟流短路问题。
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