CN102557248B - 一种厌氧颗粒污泥快速培养的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厌氧颗粒污泥快速培养的方法，目的在于解决现有厌氧反应器的二次颗粒污泥培养所需时间较长，甚至需要重新接种污泥，严重浪费人力、物力的问题，首先向厌氧反应器中加入活性炭，密闭循环1-2h，再向其中加入阳离子聚丙烯酰胺，搅拌均匀，然后向其中加入有机废水，控制反应器内的温度及pH值，逐渐提高污水的有机负荷，减少水力停留时间，最终使COD值稳定在约为13000～17000mg/L。本发明通过厌氧反应器中原有的破碎或絮化的厌氧颗粒污泥，快速再次形成高效稳定的厌氧颗粒污泥，从而保证企业对污水的处理要求和正常生产。

Description

一种厌氧颗粒污泥快速培养的方法

技术领域

本发明涉及废水生物治理领域，尤其是一种厌氧颗粒污泥快速培养的方法。

背景技术

废水的厌氧生物处理大致可分为三个阶段：水解酸化阶段、产乙酸阶段、产甲烷阶段，在厌氧反应器内三个阶段同时进行，并保持相应的动态平衡。由于废水的厌氧生物处理具有能耗低、有机负荷高、耐冲击负荷能力强、规模灵活、适应能力强、能产生大量能源等独特优势，因而得到了广泛的应用。目前，废水的厌氧生物处理已经发展到第三代，其特征主要是形成高效的厌氧颗粒污泥。

厌氧颗粒污泥的形成主要分为三个阶段：小颗粒的形成期、颗粒污泥的成长期和颗粒污泥的成熟期，其主要分为两种类型：甲烷八叠球菌类型和甲烷丝状菌类型。通常，甲烷八叠球菌类型的颗粒污泥含量较高时，废水的处理效果更好。

厌氧颗粒污泥是厌氧微生物在水处理过程中自发凝聚所形成的。新生厌氧颗粒污泥的培养周期较长，同时厌氧颗粒污泥的培养条件及运行方式都对污泥的颗粒化进程、结构组成以及最终的有机物降解效率有较大的影响，从而制约其在实际中的应用。

而对于运行中的厌氧反应器，受金属离子等影响，发生有机负荷中毒、微量金属离子中毒等，导致厌氧颗粒污泥发生破碎、絮化，活性大幅降低，从而使反应器的处理效率急剧下降。如何使厌氧反应器内厌氧颗粒污泥重新生成，成为制约企业废水处理及连续生产的难题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有厌氧反应器的二次颗粒污泥培养所需时间较长，甚至需要重新接种污泥，严重浪费人力、物力的问题，提供一种厌氧颗粒污泥快速培养的方法，本发明通过厌氧反应器中原有的破碎或絮化的厌氧颗粒污泥，快速再次形成高效稳定的厌氧颗粒污泥，从而保证企业对污水的处理要求和正常生产。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种厌氧颗粒污泥快速培养的方法，包括如下步骤：

（1）向装有厌氧颗粒污泥的厌氧反应器中加入50-100g活性炭，密闭循环1-2h，再向其中加入阳离子聚丙烯酰胺，以溶液的总体积计每升溶液加入0.01-0.1mg阳离子聚丙烯酰胺，再通过水力循环搅拌，设置水力停留时间为25～40h；

（2）控制反应器内的温度为34～36℃，pH值为6～7，再向厌氧反应器中加入COD值约为1300～1700mg/L的有机废水进行培养，逐渐提高加入的有机废水的COD值，同时向其中加入微生物絮凝剂，降低水力停留时间至10～20h，最终使加入的有机废水的COD值稳定在13000～17000mg/L，当COD去除率为80～95%时，即可；

所述微生物絮凝剂包括芽胞杆菌、酵母菌。

所述步骤（1）中，水力停留时间为30h。

所述步骤（1）中，活性炭为100～300目。

所述步骤（2）中，控制反应器的回流比为1:1。

所述步骤（2）中，降低水力停留时间至18h。

所述步骤（2）中，所述微生物絮凝剂的加入量以反应器内溶液总体积计，每升溶液加入5毫升微生物絮凝剂。

所述厌氧反应器的高度和直径的比为15～25:1。

所述厌氧反应器的高度和直径的比为20:1。

所述有机废水为红薯酒精废水。

本发明首先向装有呈絮状厌氧颗粒污泥的厌氧反应器中加入活性炭，关闭厌氧反应器进出水及电磁阀开关，密闭循环1-2h。再向其中加入阳离子聚丙烯酰胺，由于阳离子聚丙烯酰胺的量较少，可以先对其进行稀释后再加入厌氧反应器中，再水力循环搅拌均匀。然后向其中加入COD值约为1300～1700mg/L的有机废水，控制反应器内的温度及pH值，逐渐提高污水的有机负荷，减少水力停留时间至10～20h，最终使COD值稳定在约为13000～17000mg/L，当COD去除率稳定在80～95%时，说明恢复污泥的活性成功。

厌氧反应器是一个复杂的系统，存在大量不同种类的菌种。本发明向其中添加的生物絮凝剂，以芽胞杆菌、酵母菌为主，其能够更好的促进活性厌氧污泥的培养，缩短培养周期。

通常，生成新的活性厌氧污泥时，每次有机废水的COD值只能在之前的基础上提高20～30%，而本发明每次可以使有机废水的COD值在之前的基础上提高100%左右，从而能够显著缩短活性厌氧污泥的制备时间，降低生产成本。有机废水通常为造纸、食品工业等排放的废水，本发明优选红薯酒精废水，是酒精企业以红薯为原材料排放的废水。通过实验对比证明，本发明优选的红薯酒精废水更加有利于厌氧污泥的培养。COD是指化学需氧量，表示水中有机物和还原性物质被化学氧化剂氧化所消耗的氧化剂量，折算成每升水样消耗氧的毫克数，用mg/L表示。

本发明以厌氧反应器中原有的污泥为基础，该污泥处理污水的能力较差，通过本发发明步骤（1）～（2）对其进行培养，从而恢复污泥活性，经过15-20天的培养，可再次形成高效稳定的厌氧颗粒污泥。本发明通过控制反应条件，大大缩短厌氧颗粒污泥的培养时间和颗粒形成时间，同时大颗粒粒径分布明显增多，活性极大提高。本发明能够有效缩短厌氧颗粒污泥培养时间，降低企业生产成本，满足企业对污水的处理需求，保证企业的正常生产。

实验证明，通过本发明所制备的厌氧颗粒污泥主要以甲烷八叠球菌类型为主，同时还含有少量丝状菌与杆菌，该厌氧颗粒污泥的直径以2—3mm为主。与新生成的活性的厌氧污泥相比，本发明能够有效缩短制备时间，降低生成成本，提高生成效率。同时，本发明制备的厌氧颗粒污泥处理效果较好，在厌氧反应器中连续运行3个月后，COD去除率保持在90%以上，系统稳定，无任何酸化等现象，产气量及组分均很稳定，运行正常。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

采用高度与直径比为20:1的厌氧反应器，该厌氧反应器内存在厌氧颗粒污泥（因有机负荷中毒该厌氧污泥呈现絮状、处理效率低下等特性）。

向厌氧反应器内加入80g目数为200目的活性炭，密闭循环2h，再向其中加入阳离子聚丙烯酰，以反应器内溶液的总体积计每升溶液加入0.1mg阳离子聚丙烯酰胺，通过水力循环搅匀,水力停留时间为30h，期间每6小时水力循环5min。

此时，控制反应器内的pH值为6～7，温度为34～36℃，回流比为1：1，升流速度为3.5m/h。再向其中加入COD值约为1500mg/L的红薯酒精废水，待厌氧反应器运行3d后，COD的去除率为87%。此时投加以芽胞杆菌、酵母菌等混合制成的微生物絮凝剂，投加方式为连续投加2h，投加量以溶液总体积计，每升溶液加入5ml微生物絮凝剂,投加完成后继续运行1d。随后提高红薯酒精废水的COD值至3000mg/L，待反应2d后，继续提升红薯酒精废水的COD值至6000mg/L，此时反应器出现酸化，向其中加入适量氢氧化钠，使pH值保持在6-7，待运行3d后，进一步提升红薯酒精废水COD值至10000mg/L，按前述方式和量加入微生物絮凝剂1h，运行1天后，再次按照前述方式和量向其中加入微生物絮凝剂1h。同时，降低水力停留时间至24h,稳定运行2d后，进一步提升红薯酒精废水COD值至15000mg/L，稳定运行，降低水力停留时间至18h，待其稳定运行，出水COD的去除率稳定在90%时，观察厌氧反应器内厌氧颗粒污泥情况。

经过分析，制备的厌氧颗粒污泥要以甲烷八叠球菌类型为主，同时存在少量丝状菌与杆菌，外观直径以2-3mm为主。通过判断，厌氧反应器内厌氧颗粒污泥的二次培养成功。

继续运行3个月，厌氧反应器COD去除率稳定（达90%以上），无任何酸化等现象，产气量及组分均很稳定，运行正常。

实施例2

采用高度与直径比为15:1的厌氧反应器，该厌氧反应器内有由于有机负荷中毒而呈现絮状，处理效率低下的厌氧颗粒污泥。

向厌氧反应器内加入100g目数为300目的活性炭，密闭循环1h，再向其中加入阳离子聚丙烯酰胺溶液，以溶液的总体积计每升溶液加入0.05mg阳离子聚丙烯酰胺，通过水力循环搅匀,水力停留时间为25h，期间每6小时水力循环5min。

此时，控制反应器内的pH值为6～7，温度为34～36℃，回流比为1：1，升流速度为3.5m/h。再向其中加入COD值约为1300mg/L的红薯酒精废水，待厌氧反应器运行3d后，COD的去除率为90%。此时投加以芽胞杆菌、酵母菌混合制成的微生物絮凝剂，投加方式为连续投加2h，投加量以溶液总体积计，每升溶液加入5ml微生物絮凝剂,投加完成后继续运行1d。随后提高红薯酒精废水的COD值至3200mg/L，待反应2d后，继续提升红薯酒精废水的COD值至6000mg/L，此时反应器出现酸化，向其中加入适量氢氧化钠，使pH值保持在6-7，待运行3d后，进一步提升红薯酒精废水COD值至10000mg/L，按前述方式和量加入微生物絮凝剂1h，运行1天后，再次按照前述方式和量向其中加入微生物絮凝剂1h。同时，降低水力停留时间至24h,稳定运行2d后，进一步提升红薯酒精废水COD值至17000mg/L，稳定运行，降低水力停留时间至20h，待其稳定运行，出水COD的去除率稳定在80%时，观察厌氧反应器内厌氧颗粒污泥情况。

经过分析，制备的厌氧颗粒污泥要以甲烷八叠球菌类型为主，同时存在少量丝状菌与杆菌，外观直径以2-3mm为主。通过判断，厌氧反应器内厌氧颗粒污泥的二次培养成功。

继续运行3个月，厌氧反应器COD去除率稳定（达90%以上），无任何酸化等现象，产气量及组分均很稳定，运行正常。

实施例3

采用高度与直径比为25:1的厌氧反应器，该厌氧反应器内有由于有机负荷中毒而呈现絮状，处理效率低下的厌氧颗粒污泥。

向厌氧反应器内加入50g目数为100目的活性炭，密闭循环1.5h，再向其中加入阳离子聚丙烯酰胺溶液，以溶液的总体积计每升溶液加入0.02mg阳离子聚丙烯酰胺，通过水力循环搅匀,水力停留时间为40h，期间每6小时水力循环5min。

此时，控制反应器内的pH值为6～7，温度为34～36℃，回流比为1：1，升流速度为3.5m/h。再向其中加入COD值约为1700mg/L的红薯酒精废水，待厌氧反应器运行3d后，COD的去除率为89%。此时投加以芽胞杆菌、酵母菌混合制成的微生物絮凝剂，投加方式为连续投加2h，投加量以溶液总体积计，每升溶液加入5ml微生物絮凝剂,投加完成后继续运行1d。随后提高红薯酒精废水的COD值至3500mg/L，待反应2d后，继续提升红薯酒精废水的COD值至6500mg/L，此时反应器出现酸化，向其中加入适量氢氧化钠，使pH值保持在6-7，待运行3d后，进一步提升红薯酒精废水COD值至9500mg/L，按前述方式和量加入微生物絮凝剂1h，运行1天后，再次按照前述方式和量向其中加入微生物絮凝剂1h。同时，降低水力停留时间至24h,稳定运行2d后，进一步提升红薯酒精废水COD值至13000mg/L，稳定运行，降低水力停留时间至10h，待其稳定运行，出水COD的去除率稳定在95%时，观察厌氧反应器内厌氧颗粒污泥情况。

经过分析，制备的厌氧颗粒污泥主要以甲烷八叠球菌类型为主，同时存在少量丝状菌与杆菌，外观直径以2-3mm为主。通过判断，厌氧反应器内厌氧颗粒污泥的二次培养成功。

继续运行3个月，厌氧反应器COD去除率稳定（达90%以上），无任何酸化等现象，产气量及组分均很稳定，运行正常。

采用其它造纸、农药、食品工业等排放的有机废水也能够达到相近的效果。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种厌氧颗粒污泥快速培养的方法，包括如下步骤：

（1）向装有厌氧颗粒污泥的厌氧反应器中加入50～100g活性炭，密闭循环1～2h，再向其中加入阳离子聚丙烯酰胺，以溶液的总体积计每升溶液加入0.01～0.1mg阳离子聚丙烯酰胺，再通过水力循环搅拌，设置水力停留时间为25～40h；

（2）控制厌氧反应器内的温度为34～36℃，pH值为6～7，再向厌氧反应器中加入COD值为1300～1700mg/L的有机废水进行培养，逐渐提高加入的有机废水的COD值，同时向其中加入微生物絮凝剂，降低水力停留时间至10～20h，最终使加入的有机废水的COD值稳定在13000～17000mg/L，当COD去除率为80～95%时，即可；

所述微生物絮凝剂包括芽胞杆菌和酵母菌；

所述步骤（2）中，所述微生物絮凝剂的加入量以反应器内溶液总体积计，每升溶液加入5毫升微生物絮凝剂。

2.根据权利要求1所述的厌氧颗粒污泥快速培养的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，活性炭为100～300目。

3.根据权利要求1所述的厌氧颗粒污泥快速培养的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，水力停留时间为30h。

4.根据权利要求1所述的厌氧颗粒污泥快速培养的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，控制厌氧反应器的回流比为1:1。

5.根据权利要求1所述的厌氧颗粒污泥快速培养的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，降低水力停留时间至18h。

6.根据权利要求1-5任一所述的厌氧颗粒污泥快速培养的方法，其特征在于，所述厌氧反应器的高度和直径的比为15～25:1。

7.根据权利要求1所述的厌氧颗粒污泥快速培养的方法，其特征在于，所述厌氧反应器的高度和直径的比为20:1。

8.根据权利要求1-5、7任一所述的厌氧颗粒污泥快速培养的方法，其特征在于，所述有机废水为红薯酒精废水。