CN103708610A

CN103708610A - 一种焦化废水处理用活性污泥的培养方法

Info

Publication number: CN103708610A
Application number: CN201310704323.4A
Authority: CN
Inventors: 陈鹏; 胡绍伟; 王飞; 刘芳; 王永; 马光宇; 耿继双; 杨大正; 徐伟
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: CN103708610B

Abstract

本发明提供一种焦化废水处理用活性污泥的培养方法，向反应器中投入接种污泥后加入焦化废水进行闷曝，至COD降解率达80-90%后停止；排出部分上清液，在反应器溶液体积不变的情况下逐渐补充焦化废水，培养至COD降解率达70%-80%且运行稳定，开始下一浓度的进水。重复此过程直至焦化废水COD浓度达到焦化原水COD浓度的85%-95%；再分梯度增加进水负荷，每个梯度进水至反应器COD的降解率达到70%以上，开始进入下一梯度持续进水，系统运行稳定后反应器内的污泥即为所培养活性污泥。本发明在有效降解废水中COD的同时，极大减少驯化期间的运行费用，缩短培养时间，可培养出适应焦化废水水质的活性污泥，为焦化废水的生物处理提供一条实用的范例。

Description

一种焦化废水处理用活性污泥的培养方法

技术领域

本发明属于废水生物处理技术领域，尤其涉及一种用于处理焦化废水的活性污泥的培养方法。

背景技术

污水生物处理技术作为一种经济、合理、有效的水污染控制手段已经成为当前污水处理领域的主导技术，广泛应用于城市污水和工业废水的处理，在改善水体环境质量，防止水体污染方面发挥着重要的作用。污水的生物处理是利用微生物的新陈代谢作用，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物降解并转化为无害的物质，使得污水得以净化。其核心是培养驯化出适合废水特点的优势微生物菌群，并保持与废水污染物浓度相适应的微生物量和活性，使优势微生物菌群处于最佳降解活性，充分发挥其降解功能，最大限度的提高系统的生物处理能力和处理效率。

焦化废水是在煤制焦炭、煤气净化和化工产品精制过程中产生的废水，其成分复杂多变，废水的可生化性较差，一直是公认的最难处理的工业废水之一。随着我国钢铁工业的飞速发展，与之相配套的炼焦规模不断扩大，由此产生的焦化废水排放量成倍增加，其达标排放问题越来越受到环保部门及企业的高度重视。目前对焦化废水的处理大多采用活性污泥法。活性污泥法是以存在于污水中的各种有机污染物为培养基，在溶解氧存在的条件下，对混合微生物群进行连续培养，经过一段时间，水中即形成繁殖有巨量好氧性微生物的絮凝体—活性污泥,并通过凝聚、吸附、氧化分解和沉淀作用，去除有机污染物的一种污水处理方法。活性污泥法生化处理效率高、速度快、比较经济，是焦化废水处理的主要方法。但进行好氧生化处理时，污泥对废水水质的变化十分敏感，如废水的pH值、有毒物质、溶解氧、营养物质、水温等无论哪项指标的突然变化都会使微生物的生长繁殖受到抑制或死亡。污水处理设施在正式投入使用时，其生化处理装置均需进行污泥接种、驯化（俗称调试）。对于规模较大的污水处理设施尽量缩短调试时间，使处理主体尽快投入正常运行，在实际操作过程中有着重要的意义。因此活性污泥的培养驯化是一项十分重要的工作。

专利公开号CN1884134A公开了一种两端式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法，所用的细菌驯化培养液中采用琥珀酸作为碳源，是一种价格较高的碳源，应用于实际工程进行颗粒污泥的大规模培养势必带来成本的增加，且驯化过程复杂，时间长。专利公开号CN1962490A提供了一种用于污水处理厂的高效微生物增效工艺，该方法可以在短时间内培养驯化出适合废水特点的高效微生物，大大提高系统污水处理的微生物活性和数量，但需在不同的废水中加入不同的微生物菌种，微生物用量大，成本较高，一般企业难以承受。“生活污泥用于焦化废水处理的培养驯化”（李秀艳）则利用生活污水厂的干污泥做菌种，采用连续曝气、间歇进水的方式并通过工艺参数的调整，32d内使污泥适应了焦化废水环境，使废水中酚的去除率达到99.8%以上，CODcr去除率达到60%以上，但此法缺点是要求进水水质稳定，且驯化时间较长。

综上所述，活性污泥在驯化过程中存在诸多问题，主要体现在，适应性差，培养周期长，运行不稳定、操作复杂等缺点，虽然目前也有一些污水处理厂，采用投加高效微生物的方法驯化处理系统中的微生物，但普遍存在微生物用量大，成本高的问题，一般企业难以承受。

发明内容

本发明旨在提供一种操作简单，可有效降解废水中COD，减少驯化费用，缩短培养时间的焦化废水处理用活性污泥的培养方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种焦化废水处理用活性污泥的培养方法，其特征在于，选取COD浓度作为目标控制因子，其活性污泥的培养步骤为：

1、闷曝：

向反应器中投入6-9 升的接种污泥，接种污泥取自化工厂污泥浓缩池的回流污泥，然后加入COD为100-150mg/l的焦化废水至反应器有效容积30 升，进行闷曝；闷曝期间控制反应器内溶解氧在3-8mg/l，温度20-30℃，添加碳酸氢钠补充碱度，控制 pH 值为7.5-8.5；添加葡萄糖、氯化铵和磷酸二氢钾作为外加营养源，其配比为COD：N：P=100：5：1，闷曝期间葡萄糖的投加量为1.2g/l，闷曝至COD降解率达80%-90%后停止闷曝；

（2）间歇进水：

闷曝结束后静沉，排出部分反应器内的上清液，在保证反应器溶液体积不变的情况下，逐渐补充焦化废水，投加的焦化废水COD浓度以400mg/l的梯度依次增高，同时添加营养物质，其中葡萄糖的投加量以0.2g/l的梯度依次减少，排出上清液体积为8-10升，控制反应器溶解氧在3-8mg/l，温度20-30℃，pH为7.5-8.5，排水间隔时间为12小时，每次排水后投加焦化废水和外加营养物质，培养至COD的降解率达70%-80%，且运行稳定，开始下一浓度的进水。

重复上述排出上清液、进水和培养过程；重复过程中控制反应器溶解氧在3-8mg/l，温度20-30℃，pH为7.5-8.5，每批次进水后根据葡萄糖的加入量按照COD：N：P=100：5：1的比例加入相应的氯化铵和磷酸二氢钾，直到所进的焦化废水COD浓度达到焦化原水COD浓度的85%-95%、且运行稳定后进入持续进水过程。

3、持续进水：

反应器持续梯度进水，在进水污染物浓度不变的情况下，控制进水量为21-26 l/d，分三个梯度逐渐增加进水的水力负荷，每个梯度进水至反应器COD的降解率达到70%以上，开始进入下一个梯度持续进水；过程中控制反应器溶解氧在3-8mg/l，温度20-30℃，pH为7.5-8.5，系统运行稳定后，反应器内的污泥即为所培养的污泥。

所述焦化废水的水质为pH：7-9,COD：2600-2900mg/l，酚：50-100mg/l，氰：10-20mg/l，NH₃-N：20-70mg/l。

本发明的有益效果为：

与已有技术相比，本发明操作简单，成本低廉，在有效降解废水中COD的同时，极大减少驯化期间的运行费用，缩短培养时间，可培养出适应焦化废水水质的活性污泥，为焦化废水的生物处理提供一条实用的范例。

具体实施方式

实施例所用焦化废水的水质为pH：7-9,COD：2600-2900mg/l，酚：50-100mg/l，氰：10-20mg/l，NH₃-N：20-70mg/l。培养污泥取自化工厂污泥浓缩池的回流污泥。外加营养物质由葡萄糖、氯化铵和磷酸二氢钾按照COD：N：P=100：5：1的比例添加。

实施例1

1、闷曝：向反应器中投入6升的接种污泥，MLVSS/MLSS为0.78，SVI为103，然后加入COD为100mg/l的焦化废水至反应器有效容积30升，进行闷曝，经测定初始污泥浓度为1980mg/l。闷曝期间控制反应器内溶解氧在5mg/l，温度22℃，pH为7.5，按照COD：N：P=100：5：1的比例添加葡萄糖、氯化铵和磷酸二氢钾外加营养物质，闷曝期间葡萄糖的投加量为1.2g/l，1天后COD降解率达83%，停止闷曝。

2、间歇进水：

采用间歇进水的方式，逐步提高反应器内的COD负荷。具体过程为：闷曝结束后静沉0.5h，排出反应器上清液8升，注入与排出上清液体积相同的焦化废水，加入焦化废水的COD浓度为800mg/l，葡萄糖的投加量为1g/l，控制反应器溶解氧为5mg/l，温度20℃，pH为7.5。每12小时进行一次进排水，并检测上清液COD，2日后测得上清液COD降解率达78%且运行稳定，开始下一浓度的进水。重复上述排出上清液、进水和培养过程，每次排除反应器上清液8升，注入与排出上清液体积相同的焦化废水，投加的焦化废水的COD浓度依次递增为1200mg/l、1600mg/l、2000mg/l、2400mg/l、2800mg/l，葡萄糖的投加量依次为0.8g/l、0.6g/l、0.4g/l、0.2g/l和0g/l；控制反应器溶解氧为5mg/l，温度20℃，pH为7.5，分别经过2天、2天、2天、3天、3天后，测得上清液COD降解率分别达到72%、73%、75%、77%、78%。每批次进水达到相应的去除率且运行稳定后再进下一浓度的废水，整个过程外加营养物质按照COD：N：P=100：5：1的比例加入氯化铵和磷酸二氢钾，间歇进水历时14天，污泥浓度达到5850mg/l，MLVSS/MLSS为0.81，SVI为91，污泥沉降性能良好，进入持续进水阶段。

3、持续进水：

进水为所要生化处理的焦化废水，经测定COD为2800mg/l。在进水污染物浓度不变的情况下，分三个梯度逐渐增加进水的水力负荷，分别为21 l/d、23 l/d和25 l/d，对应的容积负荷分别为1.96kgCOD/(m³·d)、2.15kgCOD/(m³·d)、2.33kgCOD/(m³·d)。持续进水期间，控制反应器溶解氧为5mg/l，温度20℃，pH为7.5，每天定期检测上清液COD，每梯度下的进水达到一定去除率且运行稳定后，进入下一个梯度的持续进水。分别经过3天、3天和3天，测得各容积负荷下的COD的降解率依次为72%、74%和76%。当容积负荷为2.33kgCOD/(m³·d)且系统运行稳定后，COD去除率稳定达76%，经测定此时污泥浓度为4130mg/l，MLVSS/MLSS为0.79，SVI为95，表明活性污泥保持着良好的活性和松散度，经此方法驯化的活性污泥具备一定的抗冲击负荷能力，共历时23天，存活下来的活性污泥都是能够适应焦化废水中COD为2800mg/l的活性污泥。

实施例2

1、闷曝：

向反应器中投入7.5升的接种污泥，MLVSS/MLSS为0.78，SVI为103，然后加入COD为150mg/l的焦化废水至反应器有效容积30升，进行闷曝，经测定初始污泥浓度为2310mg/l。闷曝期间控制反应器内溶解氧在6mg/l，温度24℃，pH为8，按照COD：N：P=100：5：1的比例添加葡萄糖、氯化铵和磷酸二氢钾外加营养物质，闷曝期间葡萄糖的投加量为1.2g/l，1天后COD降解率达85%，停止闷曝。

2、间歇进水：

采用间歇进水的方式逐步提高反应器内的COD负荷。具体过程为：闷曝结束后静沉0.5h，排出反应器上清液10升，注入与排出上清液体积相同的焦化废水，加入焦化废水的COD浓度为800mg/l，葡萄糖的投加量为1g/l，控制反应器溶解氧为6mg/l，温度24℃，pH为8；每12小时进行一次进排水，并检测上清液COD，2日后测得上清液COD降解率达76%且运行稳定，开始下一浓度的进水。重复上述排出上清液、进水和培养过程，每次排出反应器上清液10L，注入与排出上清液体积相同的焦化废水，投加的焦化废水的COD浓度依次递增为1200mg/l、1600mg/l、2000mg/l、2400mg/l、2800mg/l，葡萄糖的投加量依次为0.8g/l、0.6g/l、0.4g/l、0.2g/l和0g/l，控制反应器溶解氧为6mg/l，温度24℃，pH为8，分别经过2天、2天、3天、3天、3天后，测得上清液COD降解率分别达到73%、72%、75%、75%、76%。每批次进水达到相应的去除率且运行稳定后再进下一浓度的废水，整个过程外加营养物质按照COD：N：P=100：5：1的比例加入氯化铵和磷酸二氢钾，间歇进水历时15天，污泥浓度达到5960mg/l，MLVSS/MLSS为0.84，SVI为93，污泥沉降性能良好，进入持续进水阶段。

3、持续进水：

进水为所要生化处理的焦化废水，经测定COD为2750mg/l。在进水污染物浓度不变的情况下，分三个梯度逐渐增加进水的水力负荷，分别为22 l/d、24 l/d和26 l/d，对应的容积负荷分别为2.02kgCOD/(m³·d)、2.2kgCOD/(m³·d)、2.38kgCOD/(m³·d)。持续进水期间，控制反应器溶解氧为6mg/l，温度24℃，pH为8，每天定期检测上清液COD，每梯度下的进水达到一定去除率且运行稳定后，进入下一个梯度的持续进水。分别经过3天、3天和3天，测得各容积负荷下的COD的降解率依次为73%、75%和77%。当容积负荷为2.38kgCOD/(m³·d)且系统运行稳定后，COD去除率稳定达77%，经测定此时污泥浓度为4207mg/l，MLVSS/MLSS为0.82，SVI为102，表明活性污泥保持着良好的活性和松散度，经此方法驯化的活性污泥具备一定的抗冲击负荷能力，共历时25天后，存活下来的活性污泥都是能够适应焦化废水中COD为2750mg/l的活性污泥。

Claims

1.一种焦化废水处理用活性污泥的培养方法，其特征在于，选取COD浓度作为目标控制因子，其活性污泥的培养步骤为：

（1）闷曝：

（2）间歇进水：

闷曝结束后静沉，排出部分反应器内的上清液，在保证反应器溶液体积不变的情况下，逐渐补充焦化废水，投加的焦化废水COD浓度以400mg/l的梯度依次增高，同时添加营养物质，其中葡萄糖的投加量以0.2g/l的梯度依次减少，排出上清液体积为8-10 升，控制反应器溶解氧在3-8mg/l，温度20-30℃，pH为7.5-8.5，排水间隔时间为12小时，每次排水后投加焦化废水和外加营养物质，培养至COD的降解率达70%-80%，且运行稳定，开始下一浓度的进水；

重复上述排出上清液、进水和培养过程；重复过程中控制反应器溶解氧在3-8mg/l，温度20-30℃，pH为7.5-8.5，每批次进水后根据葡萄糖的加入量按照COD：N：P=100：5：1的比例加入相应的氯化铵和磷酸二氢钾，直到所进的焦化废水COD浓度达到焦化原水COD浓度的85%-95%、且运行稳定后进入持续进水过程；

（3）持续进水：

2.根据权利要求1所述的焦化废水处理用活性污泥的培养方法，其特征在于，所述焦化废水的水质为pH：7-9,COD：2600-2900mg/l，酚：50-100mg/l，氰：10-20mg/l，NH₃-N：20-70mg/l。