CN107162179A - 一种改性活性污泥的制备方法及生活污水处理方法 - Google Patents

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CN107162179A CN201710577467.6A CN201710577467A CN107162179A CN 107162179 A CN107162179 A CN 107162179A CN 201710577467 A CN201710577467 A CN 201710577467A CN 107162179 A CN107162179 A CN 107162179A
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Abstract

本发明公开了一种改性活性污泥的制备方法及生活污水处理方法，包括以下步骤：将活性污泥沉淀3h以上，取沉淀物，向沉淀物中加入阳离子聚丙烯酰胺，脱水处理使活性污泥含水量为73～75％；向活性污泥中加入邻苯二甲酸二辛酯和二丁基月桂酰谷氨酰胺，35～40℃保温10～12min；加入红茶发酵液、氯化钠和葡萄糖，曝气反应4～7h，静置；再次曝气反应，静置；向污泥中加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁、氯化钾和硫酸铁，施加磁场的同时曝气后静置；重复上述曝气步骤3～8次；加入氧化钙，烘干，研磨，得到改性活性污泥。本发明的改性活性污泥性状稳定，能够有效去除生活污水中的氮、磷、金属离子，无结垢。

Description

一种改性活性污泥的制备方法及生活污水处理方法
技术领域
本发明涉及一种改性活性污泥的制备方法及生活污水处理方法，属于污水处理领域。
背景技术
污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。人类生活过程中产生的污水，是水体的主要污染源之一。生活污水主要是人类生活中使用的各种厨房用水、洗涤用水和卫生间用水所产生的排放水，生活污水中含有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等；也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵；无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。总的特点是含氮、含硫和含磷高，在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质。
现有技术有一些利用活性污泥处理生活污水的方法，如中国专利200410043982.9公开了一种化学活性污泥的制备方法、再生方法和利用化学活性污泥、再生化学活性污泥对生活污水进行强化处理的方法。化学活性污泥制备方法为：生活污水进入到混合池、反应池中，向混合池投加化学药剂，将沉淀通过沉淀池进行泥水分离；对沉淀污泥进行曝气，得到化学活性污泥。处理生活污水的方法为生活污水依次进入混合池、反应池和沉淀池并进行泥水分离，在混合池投加化学药剂，在反应池投加化学活性污泥。该专利对COD的去除效果较好，但是生活污水中还含有氮磷等成分，不易去除。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种改性活性污泥的制备方法及生活污水处理方法，能够有效去除生活污水中的COD和氮磷。
本发明采用以下技术方案：
一种改性活性污泥的制备方法，包括以下步骤：
第一步，将活性污泥沉淀3h以上，取沉淀物，向沉淀物中加入65～70ppm的阳离子聚丙烯酰胺，脱水处理使活性污泥含水量为73～75％；
第二步，向活性污泥中加入邻苯二甲酸二辛酯和二丁基月桂酰谷氨酰胺，35～40℃保温10～12min；
第三步，保持温度在35～40℃，加入红茶发酵液、氯化钠和葡萄糖，曝气反应4～7h，静置30min～60min；再次曝气反应1～2h，静置1～2h；
第四步，向污泥中加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁、氯化钾和硫酸铁，施加磁场的同时曝气1～2h，静置1～2h；重复上述曝气步骤3～8次，曝气时的溶氧量为4～5mg/L，水温20～25℃；
第五步，加入氧化钙，烘干，研磨至100目，得到改性活性污泥；
每5kg活性污泥，加入邻苯二甲酸二辛酯10～100g、二丁基月桂酰谷氨酰胺60～200g、红茶发酵液10～20g、氯化钠6～12g、葡萄糖60～120g、尿素3～4g、磷酸二氢钾6～8g、硫酸铵10～20g、硫酸镁10～12g、氧化钙20～30g、氯化钾3～8g和硫酸铁30～80g。
本发明制备得到的改性活性污泥性状稳定且对污水的净化效果好。在污泥制备过程中，加入硫酸铁的同时施加磁场进行曝气，二者协同作用，使污泥得到充分驯化。氧化钙的加入，可以提高污泥中有机物的活性，进一步提升了本发明对污水COD的去除效果。
作为优选，所述的活性污泥原始含水率96.7％，挥发分42.1％，pH为7.3。
作为优选，步骤三中，红茶发酵液的制备方法如下：将红茶菌加入茶水中，静置1d后，加入红糖，发酵7～10d，加入3g/L的柠檬酸溶液，搅拌20～30min，即得。红茶菌的酸度能够抑制活性污泥中的不利菌，柠檬酸溶液的加入，使红茶发酵液更好的驯化污泥，促进微生物的生长。
作为优选，所述茶水是全发酵的红茶加水而成，1L水中加入红茶22～30g。
作为优选，步骤三中，再次曝气前加入适量的葡萄糖，其中，第一次曝气前加入葡萄糖80～83g，第二次曝气前加入10～20g葡萄糖。葡萄糖分次加入，可以使微生物最大限度的利用营养物质，促进微生物反应，从而提高活性污泥对污水的处理效果。
作为优选，步骤四中，施加的磁场强度为9～10T。
本发明提供了一种按照上述方法制备得到的改性活性污泥。
所述的改性活性污泥可以用于生活污水处理。
作为优选，生活污水处理方法，包括以下步骤：在室温、溶解氧浓度为2～6mg/L条件下，将所述的改性活性污泥投加到生活污水中有氧混合30～40min，所述活性污泥的投加浓度为2～3g/L。
本发明的改性活性污泥性状稳定，能够有效去除生活污水中的氮(N)、磷(P)、金属离子，无结垢。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
所述的原料活性污泥取自南京不同造纸废水处理厂的氧化沟，其原始含水率93.2～96.7％，挥发分42.1～44.2％，pH为7.3～7.8。
实施例1
一种改性活性污泥的制备方法，包括以下步骤：
第一步，取南京某造纸废水处理厂的氧化沟的活性污泥，其原始含水率96.7％，挥发分42.1％，pH为7.3，将活性污泥沉淀12h，取沉淀物，向沉淀物中加入68ppm的阳离子聚丙烯酰胺，脱水处理使活性污泥含水量为73～75％；
第二步，向活性污泥中加入邻苯二甲酸二辛酯和二丁基月桂酰谷氨酰胺，35～40℃保温11min；
第三步，保持温度在35～40℃，每5kg活性污泥，加入红茶发酵液15g、氯化钠10g和82g葡萄糖，曝气反应5h，静置40min，加入15g葡萄糖(以5kg活性污泥计)，再次曝气反应1.5h，静置1.2h；
第四步，向污泥中加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁、氯化钾和硫酸铁，施加磁场的同时曝气2h，静置2h，磁场强度为10T；重复上述曝气步骤8次，曝气时的溶氧量为4.5mg/L，水温20～25℃；
第五步，加入氧化钙，烘干，研磨至100目，得到改性活性污泥；
每5kg活性污泥，加入邻苯二甲酸二辛酯60g、二丁基月桂酰谷氨酰胺120g、尿素3.5g、磷酸二氢钾7g、硫酸铵15g、硫酸镁11g、氧化钙25g、氯化钾5g和硫酸铁50g。
红茶发酵液的制备方法如下：1L水中加入全发酵的红茶25g制得茶水，将红茶菌加入茶水中，静置1d后，加入红糖，发酵8d，加入3g/L的柠檬酸溶液，搅拌25min，即得。每1L茶水加入红糖2g，柠檬酸溶液3.5g。
经测试，活性污泥的初始SVI(污泥体积指数)为19mL/g，改性后的活性污泥SVI稳定在75±3mL/g。
将上述方法制备得到的改性活性污泥用于生活污水处理，步骤如下：在室温、溶解氧浓度为4mg/L条件下，将所述的改性活性污泥投加到生活污水中有氧混合35min，所述活性污泥的投加浓度为2.5g/L。
实施例2
一种改性活性污泥的制备方法，包括以下步骤：
第一步，取南京某造纸废水处理厂的氧化沟的活性污泥，其原始含水率93.2％，挥发分43.1％，pH为7.5，将活性污泥沉淀3h以上，取沉淀物，向沉淀物中加入65ppm的阳离子聚丙烯酰胺，脱水处理使活性污泥含水量为73～75％；
第二步，向活性污泥中加入邻苯二甲酸二辛酯和二丁基月桂酰谷氨酰胺，35～40℃保温10min；
第三步，保持温度在35～40℃，每5kg活性污泥，加入红茶发酵液10g、氯化钠6g和80葡萄糖，曝气反应4h，静置30min；每5kg活性污泥，加入10g葡萄糖，再次曝气反应1h，静置1h；
第四步，向污泥中加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁、氯化钾和硫酸铁，施加磁场的同时曝气1h，静置1h，磁场强度为9T；重复上述曝气步骤3次，曝气时的溶氧量为4mg/L，水温20～25℃；
第五步，加入氧化钙，烘干，研磨至100目，得到改性活性污泥；
每5kg活性污泥，加入邻苯二甲酸二辛酯10g、二丁基月桂酰谷氨酰胺60g、尿素3g、磷酸二氢钾6g、硫酸铵10g、硫酸镁10g、氧化钙20g、氯化钾3g和硫酸铁30g。
红茶发酵液的制备方法如下：1L水中加入全发酵的红茶22g制得茶水，将红茶菌加入茶水中，静置1d后，加入红糖，发酵7d，加入3g/L的柠檬酸溶液，搅拌20min，即得。每1L茶水加入红糖1g，柠檬酸溶液3g。
经测试，活性污泥的初始SVI(污泥体积指数)为19mL/g，改性后的活性污泥SVI稳定在78±3mL/g。
将上述方法制备得到的改性活性污泥用于生活污水处理，步骤如下：在室温、溶解氧浓度为2mg/L条件下，将所述的改性活性污泥投加到生活污水中有氧混合30min，所述活性污泥的投加浓度为2g/L。
实施例3
一种改性活性污泥的制备方法，包括以下步骤：
第一步，取南京某造纸废水处理厂的氧化沟的活性污泥，其原始含水率93.9％，挥发分44.2％，pH为7.8，将活性污泥沉淀4h，取沉淀物，向沉淀物中加入70ppm的阳离子聚丙烯酰胺，脱水处理使活性污泥含水量为73～75％；
第二步，向活性污泥中加入邻苯二甲酸二辛酯和二丁基月桂酰谷氨酰胺，35～40℃保温12min；
第三步，保持温度在35～40℃，每5kg活性污泥，加入红茶发酵液20g、氯化钠12g和80g葡萄糖，曝气反应7h，静置60min；每5kg活性污泥，加入20g葡萄糖，再次曝气反应2h，静置2h；
第四步，向污泥中加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁、氯化钾和硫酸铁，施加磁场的同时曝气1.5h，静置1.5h，磁场强度为10T；重复上述曝气步骤7次，曝气时的溶氧量为5mg/L，水温20～25℃；
第五步，加入氧化钙，烘干，研磨至100目，得到改性活性污泥；
每5kg活性污泥，加入邻苯二甲酸二辛酯100g、二丁基月桂酰谷氨酰胺200g、尿素4g、磷酸二氢钾8g、硫酸铵20g、硫酸镁12g、氧化钙30g、氯化钾8g和硫酸铁80g。
红茶发酵液的制备方法如下：1L水中加入全发酵的红茶30g制得茶水，将红茶菌加入茶水中，静置1d后，加入红糖，发酵10d，加入3g/L的柠檬酸溶液，搅拌30min，即得。每1L茶水加入红糖3g，柠檬酸溶液4g。
经测试，活性污泥的初始SVI(污泥体积指数)为19mL/g，改性后的活性污泥SVI稳定在74±3mL/g。
将上述方法制备得到的改性活性污泥用于生活污水处理，步骤如下：在室温、溶解氧浓度为6mg/L条件下，将所述的改性活性污泥投加到生活污水中有氧混合40min，所述活性污泥的投加浓度为3g/L。
实施例4
一种改性活性污泥的制备方法，包括以下步骤：
第一步，取南京造纸废水处理厂的氧化沟的活性污泥，其原始含水率95.7％，挥发分44.1％，pH为7.4，将活性污泥沉淀3h以上，取沉淀物，向沉淀物中加入68ppm的阳离子聚丙烯酰胺，脱水处理使活性污泥含水量为73～75％；
第二步，向活性污泥中加入邻苯二甲酸二辛酯和二丁基月桂酰谷氨酰胺，35～40℃保温10min；
第三步，保持温度在35～40℃，每5kg活性污泥，加入红茶发酵液18g、氯化钠9g和83g葡萄糖，曝气反应6h，静置55min；每5kg活性污泥，加入17g葡萄糖，再次曝气反应2h，静置1h；
第四步，向污泥中加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁、氯化钾和硫酸铁，施加磁场的同时曝气1h，静置2h，磁场强度为9T；重复上述曝气步骤4次，曝气时的溶氧量为4mg/L，水温20～25℃；
第五步，加入氧化钙，烘干，研磨至100目，得到改性活性污泥；
每5kg活性污泥，加入邻苯二甲酸二辛酯20g、二丁基月桂酰谷氨酰胺100g、尿素3g、磷酸二氢钾8g、硫酸铵18、硫酸镁10g、氧化钙22g、氯化钾4g和硫酸铁40g。
红茶发酵液的制备方法如下：1L水中加入全发酵的红茶25g制得茶水，将红茶菌加入茶水中，静置1d后，加入红糖，发酵8d，加入3g/L的柠檬酸溶液，搅拌25min，即得。每1L茶水加入红糖2g，柠檬酸溶液4g。
经测试，活性污泥的初始SVI(污泥体积指数)为19mL/g，改性后的活性污泥SVI稳定在79±3mL/g。
将上述方法制备得到的改性活性污泥用于生活污水处理，步骤如下：在室温、溶解氧浓度为5mg/L条件下，将所述的改性活性污泥投加到生活污水中有氧混合33min，所述活性污泥的投加浓度为2g/L。
对比例1
制备活性污泥方法与实施例1相同，区别在于：未施加磁场。
一种改性活性污泥的制备方法，包括以下步骤：
第一步，取南京造纸废水处理厂的氧化沟的活性污泥，其原始含水率96.7％，挥发分42.1％，pH为7.3，将活性污泥沉淀12h，取沉淀物，向沉淀物中加入68ppm的阳离子聚丙烯酰胺，脱水处理使活性污泥含水量为73～75％；
第二步，向活性污泥中加入邻苯二甲酸二辛酯和二丁基月桂酰谷氨酰胺，35～40℃保温11min；
第三步，保持温度在35～40℃，每5kg活性污泥，加入红茶发酵液15g、氯化钠10g和82g葡萄糖，曝气反应5h，静置40min，加入15g葡萄糖(以5kg活性污泥计)，再次曝气反应1.5h，静置1.2h；
第四步，向污泥中加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁、氯化钾和硫酸铁，曝气2h，静置2h；重复上述曝气步骤8次，曝气时的溶氧量为4.5mg/L，水温20～25℃；
第五步，加入氧化钙，烘干，研磨至100目，得到改性活性污泥；
每5kg活性污泥，加入邻苯二甲酸二辛酯60g、二丁基月桂酰谷氨酰胺120g、尿素3.5g、磷酸二氢钾7g、硫酸铵15g、硫酸镁11g、氧化钙25g、氯化钾5g和硫酸铁50g。
对比例2
制备活性污泥方法与实施例1相同，区别在于：不加氧化钙。
一种改性活性污泥的制备方法，包括以下步骤：
第一步，取南京造纸废水处理厂的氧化沟的活性污泥，其原始含水率96.7％，挥发分42.1％，pH为7.3，将活性污泥沉淀12h，取沉淀物，向沉淀物中加入68ppm的阳离子聚丙烯酰胺，脱水处理使活性污泥含水量为73～75％；
第二步，向活性污泥中加入邻苯二甲酸二辛酯和二丁基月桂酰谷氨酰胺，35～40℃保温11min；
第三步，保持温度在35～40℃，每5kg活性污泥，加入红茶发酵液15g、氯化钠10g和82g葡萄糖，曝气反应5h，静置40min，加入15g葡萄糖(以5kg活性污泥计)，再次曝气反应1.5h，静置1.2h；
第四步，向污泥中加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁、氯化钾和硫酸铁，施加磁场的同时曝气2h，静置2h，磁场强度为10T；重复上述曝气步骤8次，曝气时的溶氧量为4.5mg/L，水温20～25℃；
第五步，烘干，研磨至100目，得到改性活性污泥；
每5kg活性污泥，加入邻苯二甲酸二辛酯60g、二丁基月桂酰谷氨酰胺120g、尿素3.5g、磷酸二氢钾7g、硫酸铵15g、硫酸镁11g、氯化钾5g和硫酸铁50g。
对比例3
制备活性污泥方法与实施例2相同，区别在于：不加红茶发酵液。
一种改性活性污泥的制备方法，包括以下步骤：
第一步，取南京造纸废水处理厂的氧化沟的活性污泥，其原始含水率93.2％，挥发分43.1％，pH为7.5，将活性污泥沉淀3h以上，取沉淀物，向沉淀物中加入65ppm的阳离子聚丙烯酰胺，脱水处理使活性污泥含水量为73～75％；
第二步，向活性污泥中加入邻苯二甲酸二辛酯和二丁基月桂酰谷氨酰胺，35～40℃保温10min；
第三步，保持温度在35～40℃，每5kg活性污泥，加入氯化钠6g和80葡萄糖，曝气反应4h，静置30min；每5kg活性污泥，加入10g葡萄糖，再次曝气反应1h，静置1h；
第四步，向污泥中加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁、氯化钾和硫酸铁，施加磁场的同时曝气1h，静置1h，磁场强度为9T；重复上述曝气步骤3次，曝气时的溶氧量为4mg/L，水温20～25℃；
第五步，加入氧化钙，烘干，研磨至100目，得到改性活性污泥；
每5kg活性污泥，加入邻苯二甲酸二辛酯10g、二丁基月桂酰谷氨酰胺60g、尿素3g、磷酸二氢钾6g、硫酸铵10g、硫酸镁10g、氧化钙20g、氯化钾3g和硫酸铁30g。
对比例4
制备活性污泥方法与实施例3相同，区别在于：葡萄糖一次性加入。
一种改性活性污泥的制备方法，包括以下步骤：
第一步，取南京某造纸废水处理厂的氧化沟的活性污泥，其原始含水率93.9％，挥发分44.2％，pH为7.8，将活性污泥沉淀4h，取沉淀物，向沉淀物中加入70ppm的阳离子聚丙烯酰胺，脱水处理使活性污泥含水量为73～75％；
第二步，向活性污泥中加入邻苯二甲酸二辛酯和二丁基月桂酰谷氨酰胺，35～40℃保温12min；
第三步，保持温度在35～40℃，每5kg活性污泥，加入红茶发酵液20g、氯化钠12g和100g葡萄糖，曝气反应7h，静置60min；再次曝气反应2h，静置2h；
第四步，向污泥中加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁、氯化钾和硫酸铁，施加磁场的同时曝气1.5h，静置1.5h，磁场强度为10T；重复上述曝气步骤7次，曝气时的溶氧量为5mg/L，水温20～25℃；
第五步，加入氧化钙，烘干，研磨至100目，得到改性活性污泥；
每5kg活性污泥，加入邻苯二甲酸二辛酯100g、二丁基月桂酰谷氨酰胺200g、尿素4g、磷酸二氢钾8g、硫酸铵20g、硫酸镁12g、氧化钙30g、氯化钾8g和硫酸铁80g。
将对比例1～4的活性污泥处理生活污水，步骤如下：在室温、溶解氧浓度为4mg/L条件下，将所述的改性活性污泥投加到生活污水中有氧混合35min，所述活性污泥的投加浓度为3g/L。结果见表1～3。
表1
表2
表3
结论：本发明能有效去除污水中的COD、TP(总磷)、TN(总氮)。硫酸铁和磁场协同发挥作用，充分驯化污泥，提高对COD的去除率；氧化钙则提高了本发明对污水COD和TP的去除；红茶发酵液能够更好的驯化污泥，降低氮的含量；分次加入葡萄糖可以使微生物最大限度的利用营养物质，促进微生物反应，从而提高活性污泥对污水的处理效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方案，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种改性活性污泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将活性污泥沉淀3h以上，取沉淀物，向沉淀物中加入65～70ppm的阳离子聚丙烯酰胺，脱水处理使活性污泥含水量为73～75％；
第二步，向活性污泥中加入邻苯二甲酸二辛酯和二丁基月桂酰谷氨酰胺，35～40℃保温10～12min；
第三步，保持温度在35～40℃，加入红茶发酵液、氯化钠和葡萄糖，曝气反应4～7h，静置30min～60min；再次曝气反应1～2h，静置1～2h；
第四步，向污泥中加入尿素、磷酸二氢钾、硫酸铵、硫酸镁、氯化钾和硫酸铁，施加磁场的同时曝气1～2h，静置1～2h；重复上述曝气步骤3～8次，曝气时的溶氧量为4～5mg/L，水温20～25℃；
第五步，加入氧化钙，烘干，研磨至100目，得到改性活性污泥；
每5kg活性污泥，加入邻苯二甲酸二辛酯10～100g、二丁基月桂酰谷氨酰胺60～200g、红茶发酵液10～20g、氯化钠6～12g、葡萄糖60～120g、尿素3～4g、磷酸二氢钾6～8g、硫酸铵10～20g、硫酸镁10～12g、氧化钙20～30g、氯化钾3～8g和硫酸铁30～80g。
2.根据权利要求1所述的一种改性活性污泥的制备方法，其特征在于，所述的活性污泥原始含水率96.7％，挥发分42.1％，pH为7.3。
3.根据权利要求1所述的一种改性活性污泥的制备方法，其特征在于，步骤三中，红茶发酵液的制备方法如下：将红茶菌加入茶水中，静置1d后，加入红糖，发酵7～10d，加入3g/L的柠檬酸溶液，搅拌20～30min，即得。
4.根据权利要求1所述的一种改性活性污泥的制备方法，其特征在于，步骤三中，再次曝气前加入适量的葡萄糖；其中，第一次曝气前加入葡萄糖80～83g，第二次曝气前加入10～20g葡萄糖。
5.根据权利要求1所述的一种改性活性污泥的制备方法，其特征在于，步骤四中，施加的磁场强度为9～10T。
6.权利要求1所述的制备方法制备得到的改性活性污泥。
7.权利要求6所述的改性活性污泥应用于生活污水处理。
8.根据权利要求7所述的生活污水处理，其特征在于，包括以下步骤：在室温、溶解氧浓度为2～6mg/L条件下，将所述的改性活性污泥投加到生活污水中有氧混合30～40min，所述活性污泥的投加浓度为2～3g/L。
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