CN101913710A

CN101913710A - 一种悬浮填料微生物快速挂膜的方法

Info

Publication number: CN101913710A
Application number: CN2010102463014A
Authority: CN
Inventors: 佘宗莲; 郭亮; 马启敏; 李茜
Original assignee: Ocean University of China
Current assignee: Ocean University of China
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2030-08-04
Also published as: CN101913710B

Abstract

本发明涉及一种悬浮填料微生物快速挂膜的方法。其特征是首先将污泥取回后曝气48h，用曝气后的污泥做接种菌，接种于装有悬浮填料的序批式SBR反应器中，曝气6h，静置沉淀6h；然后投加营养基质，曝气10h，静置沉淀2h作为一个运行周期，每天运行2个周期，期间进行排泥保持污泥悬浮固体浓度保持在2-20g/L范围内的某一浓度值不变；运行7-25d挂膜即完成。本发明通过控制运行条件，使得各种类型微生物在悬浮填料上生长，提高微生物挂膜效率；同时通过控制污泥悬浮固体浓度，抑制污泥对营养物质的竞争，使生物膜获得充足的营养。本发明挂膜快速，方法简单，易于操作，具有广泛的实用性，是一种适用于各种污/废水和河水的悬浮填料挂膜方法。

Description

一种悬浮填料微生物快速挂膜的方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种悬浮填料微生物快速挂膜的方法。

背景技术

生物膜法污水处理是使微生物例如硝化菌和反硝化菌固着在填料表面，呈膜状生长，来实现污水处理的技术。一般可分为生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等，虽然它们的结构差别很大，但其基本原理相同，即通过废水与生物膜的接触，进行固液两相的传质，通过生物膜进行有机物的生物降解，使废水得以净化。生物膜法具有较高的处理效率，对于受有机物及氨氮轻度污染水体有明显的效果。但生物膜法的微生物挂膜技术还存在许多没有解决的问题。

如今，污水生物处理技术不断完善，但从目前国内外的应用情况看，现有污水生物处理工艺还存在工艺流程较为复杂，需较大的占地面积和较高的基建投资，且运行的维护和管理难度较大等缺点。利用活性污泥和生物膜的复合工艺在解决传统工艺存在的问题时有其独到的特性和优点。活性污泥法具有处理能力大、处理效率高和出水水质好的优点，其各种变形工艺具有较好的脱氮除磷性能，在城市污水处理中得到了广泛的应用；其缺点是运行不够稳定，易产生污泥膨胀和污泥产量大，对低浓度污水的处理效果较差。生物膜法具有运行稳定、剩余污泥少、管理简单、对氨氮和难降解污染物去除能力强、能够适应较大水质范围变化等优点；其中固定填料生物膜污水处理装置的缺点有：填料和其支撑结构需要较高的初期投资，生物膜脱落产生的细小颗粒不易沉降造成出水浊度较高，填料容易堵塞，总氮和总磷的去除能力较弱。

中国发明专利《一种改善悬浮填料生物膜挂膜性能的方法》(专利号ZL 03151197.X)，是向废水中添加单质铁，通过曝气的方法使单质铁氧化，从而改善填料表明的理化性质，提高挂膜效率；但铁氧化产生的三价铁有絮凝作用，会增加污泥的产生量，增加后续污泥处理成本，另外，增加单质铁会提高水体的氧化还原电位，这对部分厌氧微生物来说是不利的。专利《一种微生物挂膜方法》(申请号200710105788.2)，通过在设备中添加磁粉或强磁微粒，强化填料与微生物之间的吸附能力，促进挂膜；但添加磁性材料会增加污水处理成本，同时磁性物质会吸附在某些铁质的设备上面，影响仪器的正常运行或对仪器造成损坏，存在安全隐患。专利《生物接触氧化池中填料的挂膜方法》(专利号ZL 200710061583.9)，通过污泥循环、曝气和悬浮微生物排放，增加填料上的微生物量，通过控制有机负荷来培养生物膜。此方法需要调节进水培养液负荷，控制起来比较麻烦，控制不好容易造成挂膜微生物不适应进水浓度而脱落。因此，对于生物膜污水处理工艺来说，研究一种快速挂膜的方法具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种悬浮填料微生物快速挂膜的方法，不但可以提高悬浮填料挂膜的速度和挂膜厚度，还可以提高挂膜稳固性，具有耐冲击负荷能力强，抗曝气和液体剪切力的作用，以克服现有技术的不足。

本发明技术方案如下：

首先污泥取回后曝气48h，用曝气后的污泥做接种菌进行接种挂膜，接种于装有悬浮填料的反应器中的，曝气6h，静置沉淀6h；然后投加促使附着态微生物高速繁殖的营养基质，再曝气10h，静置沉淀2h作为一个运行周期，每天运行2个周期，共挂膜运行7-25天；运行期间，进行排泥控制污泥悬浮固体浓度保持不变。

上述的悬浮填料其密度小于或等于水的密度。

本发明结合了活性污泥法和生物膜法的优点，通过投加悬浮填料作为微生物附着生长的填料，可增加反应器中的微生物浓度，提高硝化细菌和反硝化细菌的固着量，增强抵御外界环境变化的能力和抗冲击负荷的能力，从而也强化了对COD、氨氮和总氮的去除能力。特别是当活性污泥法和生物膜法的处理效果达到极限时，悬浮填料生物膜污水处理工艺将会显现出其独特优势。与现有技术相比，本发明通过控制运行条件，使得各种类型微生物在悬浮填料上生长，提高微生物挂膜效率；同时通过控制污泥悬浮固体浓度，抑制污泥对营养物质的竞争，使生物膜获得充足的营养。本发明挂膜快速，方法简单，易于操作，具有广泛的实用性，是一种适用于各种污/废水和河水的悬浮填料挂膜方法。

具体实施方式

本发明技术方案具体步骤如下：

(1)污泥使用前，需曝气48h，以使污泥中有毒物质和有机物等充分降解，并增加污泥中微生物的活性。然后用曝气后的污泥做接种菌，进行接种挂膜。所述悬浮污泥取自污水处理厂二沉池回流污泥。

(2)为增加悬浮填料挂膜速度，促使附着态微生物高速繁殖，就必须保证充足的营养基质，即挂膜培养的营养基质符合悬浮填料挂膜的要求。所述营养基质包括营养元素母液和微量元素母液。其中营养元素母液包括：葡萄糖，120mg/L；NH₄Cl，192.5mg/L；KH₂PO₄，438mg/L；CaCl₂，12mg/L；FeCl₃，8mg/L；MgSO₄·7H₂O，15mg/L。微量元素母液包括：FeSO₄·4H₂O，2000mg/L；CoCl₂·6H₂O，2000mg/L；MnCl₂·4H₂O，500mg/L；CuCl₂·2H₂O，30mg/L；ZnCl₂，50mg/L；H₃BO₃，50mg/L；(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O，90mg/L；Na₂SeO₃·5H₂O，50mg/L；NiCl₂·6H₂O，50mg/L；EDTA，1000mg/L；36％HCl，1mL/L。

(3)利用现有的序批式SBR反应器进行微生物挂膜。所述反应器在常温下运行，无需加热。加入营养基质前，将上述污泥加入到装有悬浮填料的反应器中，运行条件为微量曝气6h，微量曝气结束后静置沉淀6h；此阶段只运行一个周期，依靠空气紊动加速菌体在填料表面的附着生长，使污泥菌体在填料上形成固着层，保证后续菌体在固着层上的生长。加入营养基质后，运行条件为微量曝气10h，沉淀换水2h，此阶段每天运行2个周期，运行至生物膜挂膜成功为止；运行期间，定期排泥以保证悬浮态污泥浓度保持在2～20g/L范围内某一固定值不变，即通过排泥，控制污泥悬浮固体浓度在一选定值保持不变，如果污泥浓度过高，将会消耗过多营养物质，减弱生物膜上微生物的生长，使挂膜速度减慢。所述挂膜成功即为运行至生物膜覆盖上整个悬浮填料表面，并且生物膜由奶黄色到金黄色最后变为棕褐色。

实施例1

取污水处理厂二沉池回流污泥，曝气48h，然后接种至序批式SBR反应器，悬浮填料为塑料多面空心球填料；反应器的接种污泥浓度为3g/L。接种污泥后，微量曝气6h，依靠空气紊动加速菌体在填料表面的附着生长，曝气结束后静置沉淀6h，接着注入人工配制的模拟污染河水，运行条件为曝气10h，沉淀换水2h，每天运行2个周期。期间每天测定一个周期初始和结束时的NH₄ ⁺，NO₂ ^-，NO₃ ^-，TN，COD的浓度，定期测定填料上附着态生物量、悬浮态污泥浓度，定期排泥以保证悬浮态污泥浓度保持在3g/L。在培养初期，填料上附有投加的接种污泥及部分水膜，在好氧挂膜培养持续7天后，填料表面长出了一层薄薄的生物膜，反应器内污泥均有所增长，并呈现较好的沉降性，污泥表观呈灰黄色，说明接种污泥已经适应了试验用水；培养至15天时，局部出现了块状生物膜；培养至22天时，填料上的生物膜逐渐由奶黄色到金黄色最后变为棕褐色，生物膜基本上覆盖了整个填料表面，生物膜系统中已经形成了完整的生物群落，此时挂膜成功。反应器中投加塑料多面空心球填料的COD去除率为74.4％；NH₄ ⁺去除率为71.8％；总氮去除率为58.3％。

实施例2

取污水处理厂二沉池回流污泥，曝气48h，然后接种至序批式SBR反应器，悬浮填料为聚氨酯网状海绵；反应器的接种污泥浓度为20g/L。接种污泥后，微量曝气6h，依靠空气紊动加速菌体在填料表面的附着生长，微量曝气结束后静置沉淀6h，接着注入人工配制的模拟污染河水，运行条件为微量曝气10h，沉淀换水2h，每天运行2个周期。期间每天测定一个周期初始和结束时的NH₄ ⁺，NO₂ ^-，NO₃ ^-，TN，COD的浓度，定期测定填料上附着态生物量、悬浮态污泥浓度，定期排泥以保证悬浮态污泥浓度保持在20g/L。在培养初期，填料上附有投加的接种污泥及部分水膜，在好氧挂膜培养持续9天后，填料表面长出了一层薄薄的生物膜，反应器内污泥均有所增长，并呈现较好的沉降性，污泥表观呈灰黄色，说明接种污泥已经适应了试验用水；培养至25天时，填料上的生物膜逐渐由奶黄色到金黄色最后变为棕褐色，生物膜基本上覆盖了整个填料表面，生物膜系统中已经形成了完整的生物群落，此时挂膜成功。反应器中投加聚氨酯网状海绵填料的COD去除率为73.2％；NH₄ ⁺去除率为68.8％；总氮去除率为51.6％。

Claims

1.一种悬浮填料微生物快速挂膜的方法，其特征是首先将污泥取回后曝气48h，用曝气后的污泥做接种菌，接种于装有悬浮填料的序批式反应器中，曝气6h，静置沉淀6h；然后投加营养基质，曝气10h，静置沉淀2h作为一个运行周期，每天运行2个周期，期间进行排泥保持污泥悬浮固体浓度不变；运行7-25d挂膜即完成。

2.如权利要求1所述的一种悬浮填料微生物快速挂膜的方法，其特征是上述的污泥取自污水处理厂二沉池回流污泥。

3.如权利要求1所述的一种悬浮填料微生物快速挂膜的方法，其特征是上述的悬浮填料的密度小于或等于水的密度。

4.如权利要求1所述的一种悬浮填料微生物快速挂膜的方法，其特征是上述的悬浮填料为内装塑料多面空心球或聚氨酯网状海绵体。

5.如权利要求1所述的一种悬浮填料微生物快速挂膜的方法，其特征是上述的营养基质包括营养元素母液和微量元素母液，其中营养元素母液包括：葡萄糖，120mg/L；NH₄Cl，192.5mg/L；KH₂PO₄，438mg/L；CaCl₂，12mg/L；FeCl₃，8mg/L；MgSO₄·7H₂O，15mg/L；微量元素母液包括：FeSO₄·4H₂O，2000mg/L；CoCl₂·6H2O，2000mg/L；MnCl₂·4H₂O，500mg/L；CuCl₂·2H₂O，30mg/L；ZnCl₂，50mg/L；H₃BO₃，50mg/L；(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O，90mg/L；Na₂SeO₃·5H₂O，50mg/L；NiCl₂·6H₂O，50mg/L；EDTA，1000mg/L；36％HCl，1mL/L。

6.如权利要求1所述的一种悬浮填料微生物快速挂膜的方法，其特征是上述的污泥悬浮固体浓度保持在2-20g/L范围内的某一浓度值不变。