CN102328994A - 一种添加Mn2+的颗粒污泥的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种添加Mn2+的颗粒污泥的制备方法，包括以下过程：（1）将培养后的活性污泥放入SBR反应器内，营养促进剂和曝气空气从SBR反应器的底部进入，运行6天，每个运行周期为进水时间5分钟、沉降时间为10分钟、曝气时间为220分钟、出水5分钟；（2）从第7天开始，将每个运行周期的曝气时间由220分钟增加到224分钟，进水和出水时间均为5分钟，沉降时间为6分钟；（3）控制该阶段沉降时间为3分钟，曝气时间为227分钟，进水和出水时间均为5分钟，形成圆形或椭圆形颗粒。本发明颗粒污泥形成时间短，效率高，形成的颗粒污泥沉降速率、疏水性、比重、颗粒强度、EPS含量以及颗粒的生物多样性方面具有较好的性质。

Description

一种添加Mn2+的颗粒污泥的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于废水处理的颗粒污泥的制备方法，属于颗粒污泥领域。
背景技术
颗粒污泥在废水处理中有着越来越广泛的应用。相对于传统活性污泥系统，通过好氧污泥造粒技术制备的颗粒污泥具有更加高效，沉降性能更好，生物多样性更加丰富等优点。但传统的好氧污泥造粒对反应条件要求严格，颗粒污泥形成周期长且造粒不稳定。
发明内容
本发明针对现有颗粒污泥制备技术存在的效率低等问题，提供一种制备周期短、能够增强颗粒污泥性能的添加Mn2+的颗粒污泥的制备方法。
本发明的添加Mn2+的颗粒污泥的制备方法，是将取自污水处理厂的活性污泥在室温下(25 oC--28 oC)培养3天后采用SBR（序列间歇式活性污泥法污水处理技术）反应器制备，所述活性污泥的 MLSS（混合液污泥浓度）值为2g/L-2.5g/L， MLVSS（混合液挥发性悬浮固体浓度）值为1500 mg/L -1900 mg/L，SVI（污泥体积指数）值为92mg/L-96 mg/L；SBR反应器按照运行周期连续循环运行，每个运行周期为4小时，每个运行周期包括以100ml/分钟的速度进水、以0.12lm3/小时的速度曝气、沉降和以100ml/分钟的速度出水四个过程；所述进水中的水是指以自来水为溶剂添加葡萄糖和微量元素配制的营养促进剂，葡萄糖和微量元素的具体成分和含量为：MnCl2.H2O 7.86 mg/L～52.36mg/L、 C6H12O6 700 mg/L、 NH4Cl 125 mg/L、 K2HPO4  42mg/L、 CaCl2 4.5 mg/L、H3BO350mg/L、 NiCl2·6H2O50mg/L、(NH4)6Mo7O24·4H2O120mg/L、CuSO4·5H2O 30mg/L、CoCl2·6H2O 70mg/L、 AlCl3 50mg/L、ZnSO4·7H2O 50mg/L和 MgSO4·7H2O 10mg/L；所述出水就是每个阶段运行过程中由SBR反应器流出的液体；具体包括以下过程：
（1）启动阶段：将培养后的活性污泥放入SBR反应器内，营养促进剂和曝气空气从SBR反应器的底部进入，添加营养促进剂利于加快颗粒污泥形成速度，进水（即营养促进剂）中的Mn2+ 浓度为3 mg/L～8mg/L（ 也就是MnCl2.H2O 含量为7.86 mg/L～20.96mg/L），运行6天，每个运行周期为进水时间5分钟、沉降时间为10分钟、曝气时间为220分钟、出水5分钟，使活性污泥的MLSS值达到2.5g/L-3.2g/L、SVI值为60ml/g～68ml/g；
（2）成长阶段：从第七天开始，将每个运行周期的曝气时间由220分钟增加到224分钟，进水和出水时间均为5分钟，沉降时间为6分钟，进水中的Mn2+ 浓度增加至20mg /L（ 也就是MnCl2.H2O 含量为52.36mg/L），促进颗粒污泥的大量形成，从第七天开始SBR反应器内有微小颗粒污泥形成，同时伴随产生有大量污泥絮体，运行40天-55天，颗粒污泥大量形成，其粒径集中在1mm -2mm；此时通过出水的COD和NH4 +-N浓度较低；
（3）成熟阶段：控制该阶段沉降时间为3分钟，曝气时间为227分钟，进水和出水时间均为5分钟，进水中的Mn2+ 浓度保持在8mg/L-15mg/L（ 也就是MnCl2.H2O 含量为20.96mg/L～39.3mg/L），SBR反应器内的污泥颗粒达到成熟稳定，形成圆形或椭圆形颗粒，呈黄白色，此时粒径集中在1.5mm-3.5mm。
本发明颗粒污泥形成时间短，效率高，形成的颗粒污泥沉降速率、疏水性、比重、颗粒强度、EPS（胞外聚合物）含量以及颗粒的生物多样性方面具有较好的性质。
附图说明
   图1是本发明中的好氧颗粒污泥SEM(扫描电子显微镜)图像，其中a表示添加Mn2+ ；b表示未添加Mn2+；下标1表示颗粒污泥表面形貌；下标2表示颗粒污泥剖面形貌。
具体实施方式
本发明的添加Mn2+的颗粒污泥的制备方法，采用圆柱形的SBR反应器制备。将取自污水处理厂的活性污泥（活性污泥的 MLSS值为2g/L-2.5g/L， MLVSS值为1.5g/L-1.9g/L，SVI值为92mg/L-96 mg/mg/L在室温下(25 oC--28 oC)培养。以自来水为溶剂添加葡萄糖和微量元素配制营养促进剂，葡萄糖和微量元素的具体成分和含量为：MnCl2.H2O（7.86～52.36） mg/L、C6H12O6 700 mg/L、 NH4Cl 125 mg/L、 K2HPO4 42 mg/L、 CaCl2 4.5 mg/L、H3BO3 50mg/L、 NiCl2·6H2O 50mg/L、(NH4)6Mo7O24·4H2O 120mg/L、CuSO4·5H2O 30mg/L、CoCl2·6H2O 70mg/L、 AlCl3 50mg/L、ZnSO4·7H2O 50mg/L和 MgSO4·7H2O 10mg/L。圆柱形SBR反应器在运行时，所配营养促进剂和曝气空气从圆柱形SBR反应器的底部进入，通过圆柱形SBR反应器中部的电磁阀出水。按照运行周期连续循环运行，每个运行周期为4小时，每个运行周期包括以100ml/分钟的速度进水、以0.12lm3/小时的速度曝气、沉降和以100ml/分钟的速度出水四个过程。制备过程共分启动阶段、成长阶段和成熟阶段三个阶段，各阶段的具体运行过程如下：
（1）启动阶段：将培养后的活性污泥放入圆柱形SBR反应器，所配营养促进剂和曝气空气从圆柱形SBR反应器的底部进入，添加营养促进剂可以加快颗粒污泥形成速度；进水（即营养促进剂）中的Mn2+ 浓度为3 mg/L～8mg/L（ 也就是MnCl2.H2O 含量为7.86 mg/L～20.96mg/L），运行6天，每个运行周期为进水时间5分钟、沉降时间为10分钟、曝气时间为220分钟、出水（即运行过程中流出的混合液体）5分钟，使活性污泥的MLSS值达到2.5g/L-3.2g/L、SVI值为60ml/g～68ml/g。
（2）成长阶段：从第七天开始，将每个运行周期的曝气时间由220分钟增加到224分钟，进水和出水时间均为5分钟，沉降时间为10分钟降至6分钟。进水中的Mn2+ 浓度增加至20mg /L（ 也就是MnCl2.H2O 含量为52.36mg/L），促进颗粒污泥的大量形成。从第七天开始SBR反应器内即发现有微小颗粒污泥形成，同时伴随产生有大量污泥絮体，运行40天-55天，颗粒污泥大量形成，其粒径集中在1 mm -2mm；此时通过出水的COD和NH4 +-N浓度较低。
（3）成熟阶段：控制该阶段沉降时间为3分钟，曝气时间为227分钟，进水和出水时间均为5分钟，营养促进剂中的Mn2+ 浓度保持8mg /L～15 mg/L（ 也就是MnCl2.H2O 含量为20.96mg/L～39.3mg/L），反应器内的污泥颗粒达到成熟稳定，形成圆形或椭圆形颗粒，呈黄白色，此时粒径集中在1.5mm-3.5mm。此时的MLSS由10.5g/L增大到12g/L，SVI值由23ml/g降低到20ml/g. COD和NH4 +-N的去除率趋于稳定。活性污泥颗粒制备完成。
制备的好氧颗粒污泥SEM图像如附图中a系列所示，未加Mn2+颗粒污泥如附图中b系列所示。通过上述过程制备的颗粒污泥与未加Mn2+的颗粒污泥性能参数比较如下表：
项目 添加 Mn2+ 未加Mn2+
MLVSS/MLSS (%) 85.25 81.09
相对疏水性 (%) 45.146 21.087
沉降速度 (m/h) 60±25 45±20
比重(g/cm3) 1.023 1.006
完整性系数(%) 97.8 96.7
蛋白质含量 (mg/g VSS) 35.87 18.56
多糖含量 (mg/g VSS) 22.69 19.88
本发明在传统的污泥造粒技术基础上，通过添加Mn2+而使颗粒污泥的形成周期缩短，同时也使污泥颗粒的相关性能参数也得到改良，具有以下特点：
1.    颗粒污泥形成时间短，效率高。
2.形成的颗粒污泥其沉降速率、疏水性、比重、颗粒强度、EPS含量以及颗粒的生物多样性方面具有较好的性质。

Claims (1)

1.一种添加Mn2+的颗粒污泥的制备方法，其特征是：将取自污水处理厂的活性污泥在室温下培养3天后采用SBR反应器制备，所述活性污泥的 MLSS值为2g/L-2.5g/L， MLVSS值为1500 mg/L -1900 mg/L，SVI值为92mg/L-96 mg/L；SBR反应器按照运行周期连续循环运行，每个运行周期为4小时，每个运行周期包括以100ml/分钟的速度进水、以0.12lm3/小时的速度曝气、沉降和以100ml/分钟的速度出水四个过程；所述进水中的水是指以自来水为溶剂添加葡萄糖和微量元素配制的营养促进剂，葡萄糖和微量元素的具体成分和含量为：MnCl2.H2O 7.86 mg/L～52.36mg/L、 C6H12O6 700 mg/L、 NH4Cl 125 mg/L、 K2HPO4  42mg/L、 CaCl2 4.5 mg/L、H3BO350mg/L、 NiCl2·6H2O50mg/L、(NH4)6Mo7O24·4H2O120mg/L、CuSO4·5H2O 30mg/L、CoCl2·6H2O 70mg/L、 AlCl3 50mg/L、ZnSO4·7H2O 50mg/L和 MgSO4·7H2O 10mg/L；所述出水就是每个阶段运行过程中由SBR反应器流出的液体；具体包括以下过程：
（1）启动阶段：将培养后的活性污泥放入SBR反应器内，营养促进剂和曝气空气从SBR反应器的底部进入，添加营养促进剂利于加快颗粒污泥形成速度，进水中的Mn2+ 浓度为3 mg/L～8mg/L，运行6天，每个运行周期为进水时间5分钟、沉降时间为10分钟、曝气时间为220分钟、出水5分钟，使活性污泥的MLSS值达到2.5g/L-3.2g/L、SVI值为60ml/g～68ml/g；
（2）成长阶段：从第七天开始，将每个运行周期的曝气时间由220分钟增加到224分钟，进水和出水时间均为5分钟，沉降时间为6分钟，进水中的Mn2+ 浓度增加至20mg /L，促进颗粒污泥的大量形成，从第七天开始SBR反应器内有微小颗粒污泥形成，同时伴随产生有大量污泥絮体，运行40天-55天，颗粒污泥大量形成，其粒径集中在1mm -2mm；此时通过出水的COD和NH4 +-N浓度较低；
（3）成熟阶段：控制该阶段沉降时间为3分钟，曝气时间为227分钟，进水和出水时间均为5分钟，进水中的Mn2+ 浓度保持在8mg/L-15mg/L，SBR反应器内的污泥颗粒达到成熟稳定，形成圆形或椭圆形颗粒，呈黄白色，此时粒径集中在1.5mm-3.5mm。
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