CN103420482A

CN103420482A - 基于猪场养殖废水处理的好氧颗粒污泥系统启动方法

Info

Publication number: CN103420482A
Application number: CN2012105158239A
Authority: CN
Inventors: 刘琳; 王振; 刘超翔
Original assignee: Institute of Urban Environment of CAS
Current assignee: Institute of Urban Environment of CAS
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2032-12-06
Also published as: CN103420482B

Abstract

基于猪场养殖废水处理的好氧颗粒污泥系统启动方法，本发明涉及一种用于处理猪场养殖废水的好氧颗粒污泥系统启动方法。此方法适用于强化净化猪场养殖废水厌氧处理后水质的好氧颗粒污泥系统培养启动，它解决现有絮状活性污泥系统处理养殖废水过程中存在稳定性差、污泥量低、不易实现单一反应器内同步硝化反硝化实现的问题。方法：一、活性污泥预处理；二、通过控制沉降时间，根据颗粒化及SVI₃₀情况进行多个阶段的培养，即完成好氧颗粒污泥系统的启动。本发明得到的好氧颗粒污泥系统稳定性好、颗粒污泥的粒径适中，对COD和氨氮具有高效的生物降解能力，并可实现同步硝化反硝化，培养时间短。本发明制备工艺简单、成本低廉，可大规模的工业化生产。

Description

基于猪场养殖废水处理的好氧颗粒污泥系统启动方法

技术领域

本发明专利涉及一种用于处理猪场养殖废水的好氧颗粒污泥系统启动方法。属于水污染控制领域。

背景技术

我国是世界上的畜禽养殖大国，近年来畜禽养殖业得到了迅猛发展，畜禽存栏量呈现上升趋势。然而畜禽养殖业的快速发展在满足人民生活需求和促进农村经济发展的同时，养殖场废水的年排放量也在不断的增加，其中养猪场废水一直占较大排放比例。规模化养猪场每天排放的废水量大、集中，并且废水中含有大量有机物、高浓度氮素、残留的抗生素和病原体等，因此如不经过处理就排放，将会造成当地水环境和农田的严重污染，具有重大的生态安全风险。以福建省为例，据测算2005 年全省畜禽养殖产业的废水量近5亿吨，主要污染物氨氮产生量和COD产生量为6.83和74.34万吨，是工业排放量的6.7和7.5倍，生活污水排放量的1.65和2.5倍。畜禽养殖污水中污染物含量大大高于工业废水和生活污水，福建省四大水系养殖业的污染负荷比已高居首位，而其中养猪场废水一直占较大排放比例。

目前，我省许多养猪场已建立一些废水处理设施，但主要集中为厌氧生物处理技术。厌氧处理技术可有效降解废水中污染有机物，但对此类废水中高浓度氮素的去除效果并不理想，因此如不在厌氧处理工艺后设立强化处理系统，废水将无法达到完善的排放或回用标准。在这种情况下，作为可强化氮素去除降解、好氧生物法发展趋向代表的好氧颗粒污泥技术可为其提供可行的技术支持。好氧污泥颗粒化是指废水生物处理系统中的微生物在有氧环境条件下，相互聚集形成一种具有较大密度体积和较好物化体质的微生物聚集体。好氧颗粒污泥的优点主要可体现在4个方面：①好氧颗粒污泥具有良好的沉降性能。②好氧颗粒污泥具有较强的抗冲击负荷能力。③好氧颗粒污泥具有吸附重金属与有毒物质的能力。④好氧颗粒污泥具有同步硝化反硝化的能力。这些优势都为好氧颗粒污泥技术成功处理畜禽养殖废水提供了可行性。但是由于对好氧颗粒污泥技术的系统研究起步较晚（2000年后开始系统研究），如何有效的实现基于猪场养殖废水处理的好氧颗粒污泥系统启动方法还未被指出。因此，针对以上情况，研究和开发操作管理简单、运行稳定、能够快速实现好氧污泥颗粒化的启动方法已成为养殖污水脱氮处理发展的必然要求。

发明内容

本发明专利的目的在于提出一种适用于强化净化猪场养殖废水厌氧处理后水质的好氧颗粒污泥系统培养启动方案，它解决现有絮状活性污泥系统处理养殖废水过程中存在稳定性差、污泥量低、不易实现单一反应器内同步硝化反硝化实现的问题。

本发明专利运行装置为SBR反应器，反应器为圆柱体，反应器高径比为6:1，反应器内部中间位置设置折板结构，反应器出水口设定在其中下部（设定标准为废水交换比为75%），曝气口设置与反应器出水口下方（废水交换比为85%处），反应装置的底部设一个排泥管，同时也可以作为污泥样品取样口。反应器运行阶段温度控制在23～28℃，气体表观流速设定为1.2 cm·s^-1，每天运行两个周期，每周期曝气时间为10小时。好氧颗粒污泥的培养方法按以下步骤实施：一、将接种絮状污泥放置于营养液中曝气24小时，营养液以自来水为配置液，包含营养元素为镁离子、钙离子、磷酸盐和铵盐，其中镁离子和钙离子浓度分别为10-20 mg·L^-1和10-40 mg·L^-1，磷酸盐浓度为1-5 mg·L^-1，铵盐浓度为1-2 mg·L^-1。二、将上述处理后污泥加入到反应器中，污泥浓度（MLSS）控制在4500~5000 mg·L^-1的范围内，并加入猪场养殖废水进行梯度培养，共培养多个阶段，阶段数目视接种污泥形状而定。第一阶段，污泥SVI₃₀值为120 ml·g^-1以上时，设定反应器沉降时间为15 min；第二阶段，污泥SVI₃₀值为100-120 ml·g^-1时设定反应器沉降时间为10 min；第三阶段，污泥SVI₃₀值为80-100 ml·g^-1时，设定反应器沉降时间为8 min；第四阶段，污泥SVI₃₀值为50-80 ml·g^-1时，设定反应器沉降时间为5 min；第五阶段，污泥SVI₃₀值为20-50 ml·g^-1时，设定反应器沉降时间为3 min；经过此5个阶段即完成好氧颗粒污泥的培养。

本发明专利与现有技术相比具有以下优点：

1.本发明专利可有效解决现有絮状活性污泥系统处理养殖废水过程中存在稳定性差、污泥量低、不易实现单一反应器内同步硝化反硝化实现的问题。

2.本发明专利得到的好氧颗粒污泥系统稳定性好、颗粒污泥的粒径适中，对COD和氨氮具有高效的生物降解能力，并可实现同步硝化反硝化，培养时间短。

3.本发明专利制备工艺简单、成本低廉，可大规模的工业化生产。

附图说明

图1是本发明专利的反应器结构图。

图2为经过具体实施方式后得到的好氧颗粒污泥

下面通过实施例对本发明专利做进一步详细说明：

实施例1：装置采用圆柱形SBR反应器，SBR反应器有效容积为1 L，运行期间系统pH控制在7.2-7.8之间，系统内气体流速为1.8 cm·s^-1，DO为4-7 mg·L^-1。颗粒化形成阶段SBR系统运行条件：系统每个周期运行10 h，其中包括：进水1 min，好氧曝气600 min，沉淀1-8 min，排水1 min，废水交换比为60%；颗粒化成熟阶段SBR系统运行条件：系统每个周期运行6 h，其中包括：进水1 min，好氧曝气360 min，沉淀1 min，排水1 min，废水交换比为80%。系统进水为COD、氨氮、总氮、总磷浓度分别为1952.64 mg·L^-1、541.7 mg·L^-1、612.35 mg·L^-1、57.68 mg·L^-1的猪场沼液。经本发明专利处理后，系统对污水中COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别达91.47 %、62.17 %、41.36 %和37.64 %；且系统成功培养出颗粒污泥，颗粒污泥的各项理化参数分别为：机械强度为(97.8±1.1) %，相对密度为(1.14±0.02) %，SVI₅为(14±2) ml·g^-1，VSS/SS为(89.5±2.1) %，蛋白质含量为(123.71±2.28) mg·g^-1 VSS，多糖含量为(50.1±0.34) mg·g^-1 VSS，PS/PN比为(41.4±0.89) %。

实施例2：装置采用圆柱形SBR反应器，SBR反应器有效容积为6 L，运行期间系统pH控制在7.5之间，系统内气体流速为2.0 cm·s^-1，DO为6.5 mg·L^-1。颗粒化形成阶段SBR系统运行条件：系统每个周期运行10 h，其中包括：进水1 min，好氧曝气600 min，沉淀1 min，排水1 min，废水交换比为60%；颗粒化成熟阶段SBR系统运行条件：系统每个周期运行6 h，其中包括：进水1 min，好氧曝气360 min，沉淀1 min，排水1 min，废水交换比为80%。系统进水为COD、氨氮、总氮、总磷浓度分别为657.19 mg·L^-1、221.36 mg·L^-1、300.18 mg·L^-1、37.69 mg·L^-1的养猪场A/O生化池出水。经本发明专利处理后，系统对污水中COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别达95.34 %、71.28 %、46.17 %和43.64 %；且系统成功培养出颗粒污泥，颗粒污泥各项理化参数分别为：机械强度为(98.2±0.4) %，相对密度为(1.13±0.01) %，SVI₅为(16±2) ml·g^-1，VSS/SS为(83.4±1.3) %，蛋白质含量为(132.2±2.82) mg·g^-1 VSS，多糖含量为(79.43±1.53) mg·g^-1 VSS，PS/PN比为(60.12±1.67) %。

Claims

1.一种适用于强化净化猪场养殖废水厌氧处理后水质的好氧颗粒污泥系统培养启动方案，其特征在于：它以SBR反应器为试验装置，其中反应器为圆柱体，反应器高径比为6:1，反应器内部中间位置设置折板结构，反应器出水口设定在其中下部（设定标准为废水交换比为75%），曝气口设置与反应器出水口下方（废水交换比为85%处），反应装置的底部设一个排泥管，同时也可以作为污泥样品取样口，反应器运行阶段温度控制在23～28℃，气体表观流速设定为1.2 cm·s^-1，每天运行两个周期，每周期曝气时间为10小时。

2.根据权利要求1所述的一种适用于强化净化猪场养殖废水厌氧处理后水质的好氧颗粒污泥系统培养启动方案，其特征在于其将接种絮状污泥放置于营养液中曝气24小时，营养液以自来水为配置液，包含营养元素为镁离子、钙离子、磷酸盐和铵盐，其中镁离子和钙离子浓度分别为10-20 mg·L^-1和10-40 mg·L^-1，磷酸盐浓度为1-5 mg·L^-1，铵盐浓度为1-2 mg·L^-1。

3.根据权利要求1所述的一种适用于强化净化猪场养殖废水厌氧处理后水质的好氧颗粒污泥系统培养启动方案，其特征在于其将上述处理后污泥加入到反应器中，污泥浓度（MLSS）控制在4500~5000 mg·L^-1的范围内，并加入猪场养殖废水进行梯度培养，共培养多个阶段，阶段数目视接种污泥形状而定。

4.根据权利要求1所述的一种适用于强化净化猪场养殖废水厌氧处理后水质的好氧颗粒污泥系统培养启动方案，其特征在于其可将培养阶段分为以下部分：第一阶段，污泥SVI₃₀值为120 ml·g^-1以上时，设定反应器沉降时间为15 min；第二阶段，污泥SVI₃₀值为100-120 ml·g^-1时设定反应器沉降时间为10 min；第三阶段，污泥SVI₃₀值为80-100 ml·g^-1时，设定反应器沉降时间为8 min；第四阶段，污泥SVI₃₀值为50-80 ml·g^-1时，设定反应器沉降时间为5 min；第五阶段，污泥SVI₃₀值为20-50 ml·g^-1时，设定反应器沉降时间为3 min；经过此5个阶段即完成好氧颗粒污泥的培养。