CN103395881B

CN103395881B - 一种基于城镇生活污水纯氧曝气的污泥颗粒化方法

Info

Publication number: CN103395881B
Application number: CN201310365286.9A
Authority: CN
Inventors: 胡小兵; 刘孔辉; 赵鑫; 江用彬
Original assignee: Anhui University of Technology AHUT
Current assignee: Anhui University of Technology AHUT
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2033-08-20
Also published as: CN103395881A

Abstract

本发明公开了一种基于城镇生活污水纯氧曝气的污泥颗粒化方法，属于污水处理技术领域。该方法采用SBR反应器，高径比为10-12.5，排水比为50-70%，纯氧通过反应器底部的扩散器进行曝气，曝气量为0.85-1.54m³/m³·h；反应器内温度为17-23℃，pH值5.5-8.0；反应器运行周期为12h。该方法共分4个阶段进行梯度培养，培养时间短，经过33-40d完成污泥颗粒化。采用本发明方法得到的颗粒污泥结构密实，粒径3.0-5.0mm，颗粒沉降速度可达20-35m/h。本发明培养工艺简单、颗粒化周期短，解决了空气曝气颗粒化周期长、颗粒小等缺陷，并适应高浓度污水的处理，应用前景广阔。

Description

一种基于城镇生活污水纯氧曝气的污泥颗粒化方法

技术领域

本发明涉及到污水处理技术领域，更具体地说是涉及到一种基于城镇生活污水纯氧曝气污泥颗粒化的方法。

背景技术

传统的活性污泥法污水处理系统中起作用的是絮体污泥，其结构较为松散、粒径小（0.05-0.2mm）、密度低，抗冲击负荷能力低、污泥沉降性能差，容易发生污泥膨胀导致系统运行不稳定。因此，为了改善污泥结构，出现了好氧颗粒污泥工艺的研究。

好氧颗粒污泥工艺以其抗冲击负荷能力强、同步脱氮除碳、占地面积小等优点，成为国内外研究的热点。“一种处理城镇污水的好氧颗粒污泥法及好氧颗粒污泥（ZL200810019551.7，授权公告：2009.10.14）”涉及一种处理城镇污水的好氧颗粒污泥法及好氧颗粒污泥，反应器采用8-15的高径比、50-80%的排水比。该方法基于空气曝气方式，主要是通过逐步提高排水比、缩短运行周期与沉降时间、增加有机负荷，通过较长时间的好氧饥饿时间实现污泥颗粒化。这种方法虽然可以得到粒径较大(0.4-0.5mm)、较为密实的好氧颗粒污泥，但其培养时间在4个月以上，甚至9个月，培养时间过长。

“一种好氧颗粒污泥的优化培养方法（ZL200910306335.5，授权公告：2011.06.15）”涉及一种好氧颗粒污泥的优化培养方法。该方法基于空气曝气方式，以实验室配制的营养液为培养基质，分五个培养阶段进行梯次培养，大大缩短了好氧颗粒污泥的培养时间。最后培养阶段培养液中COD、氨氮、磷与钙离子浓度分别为550-650mg/L、60mg/L、8-10mg/L和48-52mg/L。每个阶段的运行周期均为8h，溶解氧均为5-6mg/L，污泥龄为12-15d，其整个培养周期为45d左右。该方法溶解氧浓度较低，好氧污泥的颗粒较小、颗粒密实性较差。

综上所述，现有的好氧颗粒污泥的培养主要是基于空气曝气方式，通过调控有机负荷、污泥沉降时间、较长的好氧饥饿时间等方式实现污泥颗粒化，实现对较低浓度的污水处理。好氧污泥颗粒化中还存在着颗粒化周期过长、密实性较差、粒径较小、不能对高浓度污水处理等诸多问题。目前尚未有纯氧曝气污泥颗粒化的报道。

发明内容

本发明针对现有空气曝气时溶解氧低、活性污泥颗粒化周期长、污泥颗粒粒径小的现状，提供一种基于城镇生活污水纯氧污泥颗粒化的方法，以达到增大颗粒污泥、密实污泥颗粒结构、缩短培养时间短的目的。

为了解决以上技术问题，本发明是采用如下技术方案予以实现的。

本发明一种基于城镇生活污水纯氧曝气处理的污泥颗粒化方法，以城市污水处理厂二沉池活性污泥为接种污泥，纯氧污泥颗粒化按照四个阶段实施培养，每个阶段污水中营养浓度逐步提高，第一阶段以城镇生活污水为反应基质进行纯氧曝气运行，该污水中COD浓度为200～400mg/L，氨氮浓度为20～40mg/L，总磷浓度为3～5mg/L，钙离子浓度为10～15mg/L；第二阶段，在城镇生活污水中加入营养液，使得培养液中COD浓度为500～800mg/L、氨氮浓度为90～120mg/L、总磷浓度为8～10mg/L、钙离子浓度为90～120mg/L；第三～四阶段，在第二阶段基础上，每阶段COD、氨氮、总磷浓度分别增加500mg/L、50mg/L、10mg/L，钙离子含量不变；所述污泥颗粒化培养在SBR反应器中完成，反应器高径比为10～12.5，排水比为50～70%，曝气量为0.85～1.54m³/m³·h，纯氧通过反应器底部的扩散器进行曝气；所述SBR反应器运行周期为12h，其中：沉降时间为1～10min，静置时间为106～115min；所述纯氧污泥颗粒化第一至第四阶段培养时间分别为10d、10d、10d与3～10d，即经过33～40d完成污泥颗粒化。

进一步的，所述污泥颗粒化培养第一至第四阶段污泥沉降时间逐步缩短，分别控制在10min、5min、2min与1min。

进一步的，所述SBR反应器内温度控制在17～23℃之间，pH值控制在5.5～8.0之间。

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下技术效果：

1、本发明采用高溶解氧、梯度培养的方式缩短培养周期，增大颗粒粒径，适应高浓度污水处理；

2、本发明工艺简单、成本低廉、易于大规模推广。

附图说明

图1为本发明颗粒化污泥培养的序批式反应器示意图。

图2为本发明得到的纯氧颗粒污泥图片。

图中：1、氧气瓶；2、反应器；3、微孔曝气头；4、进气阀；5、减压阀；6、转子流量计；7、电磁阀；8、二沉池；9、曝气管；10、进水泵；11、水箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例中基于城镇生活污水纯氧污泥颗粒化的方法采用高径比为10的序批式反应器2（SBR），柱体主体部分为圆柱形，内径为0.1m，外径为0.12m，高度为1.0m。反应器2的底部设有微孔曝气头3，微孔曝气头3通过曝气管9与氧气瓶1相连接，曝气气压由减压阀5控制，曝气量由转子流量计6控制调节，水箱11中原水通过进水泵10打入反应器2中进行污泥培养，反应器通过电磁阀7控制排水到二沉池8，通过进气阀4控制曝气周期，通过进水泵10控制进水周期。

本实施例采用上述序批式反应器培养城市污水纯氧颗粒污泥，其具体操作过程如下：

第一阶段，取污水处理厂二沉池活性污泥，以城镇生活污水（COD200-400mg/L，氨氮20-40mg/L，总磷3-5mg/L，钙离子10-15mg/L）为反应基质进行纯氧曝气运行；第二阶段，向城镇生活污水中加入含有COD、氨氮、磷、钙离子的营养液，其中COD、氨氮、总磷、钙离子浓度分别达到500mg/L、90mg/L、8mg/L、90mg/L；第三～四阶段，在第二阶段基础上，每阶段COD、氨氮、总磷浓度分别增加500mg/L、50mg/L、10mg/L，钙离子含量不变。

SBR运行周期为12h，进水2min，曝气时间为10h，排水时间为2min，沉降和静置总时间为116min，第一～四阶段污泥沉降时间逐步缩短，分别控制在10min、5min、2min与1min。四个培养阶段反应器温度均控制在17-23℃之间，pH值控制在5.5-8.0之间。第一至第四阶段，分别培养10d，经过40d完成纯氧活性污泥颗粒化，颗粒沉降速度可达20-35m/h，颗粒污泥结构密实，粒径3.0-5.0mm，所得到的颗粒污泥如图2所示。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于：基于城镇生活污水纯氧污泥颗粒化的方法采用高径比为11的序批式反应器（SBR），柱体内径为0.1m，外径为0.11m，高度为1.1m；污泥颗粒化培养第二阶段，COD、氨氮、总磷、钙离子浓度分别达到600mg/L、100mg/L、9mg/L；培养期内的钙离子浓度为100mg/L；颗粒化污泥培养第四阶段时间为6d即形成颗粒化污泥。

实施例3

本实施例与实施例1不同之处在于：基于城镇生活污水纯氧污泥颗粒化的方法采用高径比为12.5的序批式反应器（SBR），柱体内径为0.08m，外径为0.09m，高度为1.0m；污泥颗粒化培养第二阶段，COD、氨氮、总磷、钙离子浓度分别达到800mg/L、120mg/L、10mg/L；培养期内的钙离子浓度为120mg/L；颗粒化污泥培养第四阶段时间为3d即形成颗粒化污泥。

将三个实施例得到的颗粒化污泥在污水处理方面的效果作了一个比较，并将之与现有技术也作了一个比较，具体实验结果如下：

表1不同培养方式下污泥颗粒化效果以及用于污水处理效果比较

从表1的实验数据可知，本发明得到的颗粒化污泥较现有技术而言，粒径更大，污水处理效果更优。

本发明培养工艺简单、颗粒化周期短，解决了空气曝气颗粒化周期长、颗粒小等缺陷，并适应高浓度污水的处理，应用前景广阔。应该指出，本发明的上述实施方式为在活性污泥法污水处理中的应用，实际应用并不局限于此，还有许多其他实施方式。所以，如果本领域的技术人员不经创造性的从本发明公开的内容中直接导出或联想到的变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于城镇生活污水纯氧曝气处理的污泥颗粒化方法，其特征在于，该方法以城市污水处理厂二沉池活性污泥为接种污泥，纯氧污泥颗粒化按照四个阶段实施培养，每个阶段污水中营养浓度逐步提高，第一阶段以城镇生活污水为反应基质进行纯氧曝气运行，该污水中COD浓度为200～400mg/L，氨氮浓度为20～40mg/L，总磷浓度为3～5mg/L，钙离子浓度为10～15mg/L；第二阶段，在城镇生活污水中加入营养液，使得培养液中COD浓度为500～800mg/L、氨氮浓度为90～120mg/L、总磷浓度为8～10mg/L、钙离子浓度为90～120mg/L；第三～四阶段，在第二阶段基础上，每阶段COD、氨氮、总磷浓度分别增加500mg/L、50mg/L、10mg/L，钙离子含量不变；

所述污泥颗粒化培养在SBR反应器中完成，反应器高径比为10～12.5，排水比为50～70％，曝气量为0.85～1.54m³/m³·h，纯氧通过反应器底部的扩散器进行曝气；

所述SBR反应器运行周期为12h，其中：污泥颗粒化培养第一至第四阶段污泥沉降时间逐步缩短，分别控制在10min、5min、2min与1min，污泥静置时间为106～115min；所述纯氧污泥颗粒化第一至第四阶段培养时间分别为10d、10d、10d与3～10d，即经过33～40d完成污泥颗粒化。

2.如权利要求1所述的一种基于城镇生活污水纯氧曝气处理的污泥颗粒化方法，其特征在于，所述SBR反应器内温度为17～23℃，pH值为5.5～8.0。