CN107522272A - 促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂及其使用方法，主要用于污水生物处理工艺中，对好氧颗粒污泥化进程进行优化缩短，选用的混合絮凝剂由聚合氯化铝、阳离子聚丙烯酰胺、β‑碳化硅组成，质量百分数为聚合氯化铝60‑65％、阳离子聚丙烯酰胺10‑15％，β‑碳化硅20‑30％；并按照投加时水温确定投加时间、按照工艺确定投加地点、按照公式计算投加量。
Description
技术领域
本发明涉及水污染控制与治理技术领域，特别涉及一种促进好氧污泥颗粒化的混合絮凝剂及其使用方法。
背景技术
与普通活性污泥相比，好氧颗粒污泥具有良好的沉降性能、密实的结构、较高的生物量和对有害物质的吸附能力，因此受到国内外学者的广泛关注。研究者们提出了一系列促进好氧污泥颗粒化的方法。例如，通过人工添加颗粒活性炭作为载体，可以使细菌更加容易吸附在其表面形成核心，从而在一定程度上减少颗粒化时间。此外，Ca2+，Mg2+等金属阳离子的添加也可以有效缩短好氧颗粒污泥的形成时间。研究表明，添加10mg/L的Mg2+可以使好氧颗粒污泥的成熟时间由32d缩短至18d，而添加100mg/L的Ca2+可以使乙醇和乙酸钠作为混合碳源的好氧颗粒污泥提前16d成熟。
但是，长达数周的启动时间、高额的药剂投加费用以及尚无明确的投加方式和投加量成为好氧颗粒污泥技术发展的主要瓶颈。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种优化缩短好氧颗粒污泥化进程、降低反应器的容积并降低水处理设施的工程投资和造价的促进好氧污泥颗粒化的混合絮凝剂及其使用方法。
本发明采取的技术方案是：一种促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂，包括聚合氯化铝、阳离子聚丙烯酰胺、β-碳化硅，三者直接混合，其各自的质量百分数为
聚合氯化铝 60-65％
阳离子聚丙烯酰胺 10-15％
β-碳化硅 20-30％。
一种促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂及其使用方法，投加之前计算投加量时按照如下公式进行
式中：θC为污泥量，活性污泥法取9；Y为污泥产率，根据中国国情，取0.9，基于式(1)可知，药剂投加量C与污泥负荷Ls成反比，与水量Q成正比，与回流污泥比R成正比，与温度T有函数关系，因此推断混合絮凝剂投加量公式如下：
根据上式通过正交试验，拟合出常熟Cn的具体数值和f(T)的函数公式，则最终混合絮凝剂投加量公式如下：
式中：C为药剂投加量，mg；Q为设计水量，m3/s；S0为进水BOD值，mg/L； Se为出水BOD值，mg/L；X为设计污泥浓度，kgMLSS/d；Xe为基准污泥浓度，一般2500-3500，kgMLSS/d；T为实际水温，℃。
作为一种有效的技术方案：所述的促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂在投加前确定投加时间时，按照投加时的水温分为两种情况：
I、接种污泥后，测量每日水温，当7日平均水温高于10℃时，从第10日开始投加絮凝剂，每天投加1-2次，连续投加8天；
II、接种污泥后，测量每日水温，当7日平均水温低于10℃时，从第8日开始投加絮凝剂，每天投加3-5次，连续投加12天。
作为一种优选的技术方案：所述的促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂在投加之前确定投加地点时，按照污水处理工艺分为两种：
I、连续运行工艺，A-O工艺、A-A-O工艺在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游3-5m处投加；AB工艺在A池进水口处投加；
II、间歇运行工艺，SBR工艺即序批式活性污泥生物反应、CASS工艺即周期循环活性污泥法、CAST工艺即循环式活性污泥法，在进水后、曝气前在池内平均4-8个点投加，投加点间距5-8米。
作为一种优选的技术方案：投加混合絮凝剂时，采用干投或湿投两种方式；所述的湿投采用一体化溶药加药设备，药剂配置浓度为15％-20％。
本发明的有益效果是：(1)混合絮凝剂中的聚合氯化铝是水处理领域最常用的混凝剂之一，其作为一种无机高分子混凝剂，具有形成絮体快，絮体体积大且密实，易沉降，对大多数水质都有良好的适应性；对原水的pH值影响小，对设备腐蚀性小等优点，并且聚合氯化铝作为一种常见的絮凝剂价格低廉，采购和运输都十分方便；阳离子聚丙烯酰胺，作为一种常用的助凝剂能有效提高聚合氯化铝的絮凝速度，并且本发明采用了阳离子型，是因为其基团可与带负电荷的微生物菌群亲和、吸附形成氢键，从而大大提高好氧颗粒污泥造粒速度；β-碳化硅，是立方体形状的固体维小颗粒，具有很高的化学稳定性，试验证明，在混合絮凝剂中添加20-30％的β-碳化硅微粉能缩短好氧污泥颗粒化时间并且增加后续好氧颗粒污泥的固液分离速度；(2)通过在合适时间、合理位置投加混合絮凝剂，可显著提高反应池中生物量浓度，缩短好氧污泥颗粒化时间，有效地缩短生物反应时间，降低反应器的容积，利于提高水处理效果的同时降低水处理设施的工程投资和造价；(3)添加β-碳化硅将微生物固定化，提高颗粒化进程，并增加污泥比重，有利于微生物实现固液分离，并且可大大降低颗粒化污泥的流失量，并且可使某些世代时间较长的微生物(例如硝化菌等)具有更长的生长周期，利于其富集生长。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述作简单地介绍，显而易见地，下面描述中仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些获得其他。
需要说明的是本发明提供的混合絮凝剂为干粉形式，投加时，可以采用干投或湿投两种方式，湿投可以采用一体化溶药加药设备，药剂配置浓度为 15％-20％。
实施例1
(1)取聚合氯化铝60％、阳离子聚丙烯酰胺12％以及β-碳化硅 28％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温高于10℃时，从第十日开始投加絮凝剂；每日投加1次，连续投加8天；当采用连续运行污水处理工艺如A-O污水处理工艺、A-A-O污水处理工艺，则在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游3m处投加；AB污水处理工艺在A池进水口处投加。
(2)取聚合氯化铝65％、阳离子聚丙烯酰胺10％以及β-碳化硅 25％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温高于10℃时，从第十日开始投加絮凝剂；每日投加2次，连续投加8天；当采用连续运行污水处理工艺如A-O污水处理工艺、A-A-O污水处理工艺，则在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游4m处投加；AB污水处理工艺在A池进水口处投加。
(3)取聚合氯化铝60％、阳离子聚丙烯酰胺15％以及β-碳化硅 30％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温高于10℃时，从第十日开始投加絮凝剂；每日投加2次，连续投加8天；当采用连续运行污水处理工艺如A-O污水处理工艺、A-A-O污水处理工艺，则在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游5m处投加；AB污水处理工艺在A池进水口处投加。
(4)取聚合氯化铝65％、阳离子聚丙烯酰胺15％以及β-碳化硅 20％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温高于10℃时，从第十日开始投加絮凝剂；每日投加1次，连续投加8天；当采用连续运行污水处理工艺如A-O污水处理工艺、A-A-O污水处理工艺，则在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游4m处投加；AB污水处理工艺在A池进水口处投加。
实施例2
(1)取聚合氯化铝60％、阳离子聚丙烯酰胺12％以及β-碳化硅 28％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温低于10℃时，从第八日开始投加絮凝剂；每日投加3次，连续投加12天；当采用连续运行污水处理工艺如A-O污水处理工艺、A-A-O污水处理工艺，则在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游3m处投加；AB污水处理工艺在A池进水口处投加。
(2)取聚合氯化铝65％、阳离子聚丙烯酰胺10％以及β-碳化硅 25％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温低于10℃时，从第八日开始投加絮凝剂；每日投加4次，连续投加12天；当采用连续运行污水处理工艺如A-O污水处理工艺、A-A-O污水处理工艺，则在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游4m处投加；AB污水处理工艺在A池进水口处投加。
(3)取聚合氯化铝60％、阳离子聚丙烯酰胺15％以及β-碳化硅 30％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温低于10℃时，从第八日开始投加絮凝剂；每日投加5次，连续投加12天；当采用连续运行污水处理工艺如A-O污水处理工艺、A-A-O污水处理工艺，则在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游5m处投加；AB污水处理工艺在A池进水口处投加。
(4)取聚合氯化铝65％、阳离子聚丙烯酰胺15％以及β-碳化硅 20％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温低于10℃时，从第八日开始投加絮凝剂；每日投加4次，连续投加12天；当采用连续运行污水处理工艺如A-O污水处理工艺、A-A-O污水处理工艺，则在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游4m处投加；AB污水处理工艺在A池进水口处投加。
实施例3
(1)取聚合氯化铝65％、阳离子聚丙烯酰胺10％以及β-碳化硅 25％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温低于10℃时，从第八日开始投加絮凝剂；每日投加3次，连续投加12天；当采用间歇运行污水处理工艺如SBR污水处理工艺、CASS污水处理工艺、CAST污水处理工艺，侧在进水后、曝气前在池内平均4个点上投加，点间距5m。
(2)取聚合氯化铝60％、阳离子聚丙烯酰胺12％以及β-碳化硅 28％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温低于10℃时，从第八日开始投加絮凝剂；每日投加4次，连续投加12天；当采用间歇运行污水处理工艺如SBR污水处理工艺、CASS污水处理工艺、CAST污水处理工艺，侧在进水后、曝气前在池内平均6个点上投加，点间距8m。
(3)取聚合氯化铝65％、阳离子聚丙烯酰胺15％以及β-碳化硅 20％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温低于100C时，从第八日开始投加絮凝剂；每日投加5次，连续投加12天；当采用间歇运行污水处理工艺如SBR污水处理工艺、CASS污水处理工艺、CAST污水处理工艺，侧在进水后、曝气前在池内平均8个点上投加，点间距7m。
(4)取聚合氯化铝65％、阳离子聚丙烯酰胺10％以及β-碳化硅 25％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温低于10℃时，从第八日开始投加絮凝剂；每日投加1次，连续投加12天；当采用间歇运行污水处理工艺如SBR污水处理工艺、CASS污水处理工艺、CAST污水处理工艺，侧在进水后、曝气前在池内平均7个点上投加，点间距4m。
实施例4
(1)取聚合氯化铝65％、阳离子聚丙烯酰胺15％以及β-碳化硅 20％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温高于10℃时，从第十日开始投加絮凝剂；每日投加2次，连续投加8天；当采用连续运行污水处理工艺如A-O污水处理工艺、A-A-O污水处理工艺，则在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游4m处投加；AB污水处理工艺在A池进水口处投加。
(2)取聚合氯化铝60％、阳离子聚丙烯酰胺12％以及β-碳化硅 28％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温高于10℃时，从第十日开始投加絮凝剂；每日投加1次，连续投加8天；当采用连续运行污水处理工艺如A-O污水处理工艺、A-A-O污水处理工艺，则在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游3m处投加；AB污水处理工艺在A池进水口处投加。
(3)取聚合氯化铝65％、阳离子聚丙烯酰胺15％以及β-碳化硅 20％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温高于10℃时，从第十日开始投加絮凝剂；每日投加2次，连续投加8天；当采用连续运行污水处理工艺如A-O污水处理工艺、A-A-O污水处理工艺，则在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游5m处投加；AB污水处理工艺在A池进水口处投加。
(4)取聚合氯化铝60％、阳离子聚丙烯酰胺15％以及β-碳化硅 30％混合制得促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂；接种污泥后，测量每日水温，当连续7日平均水温高于10℃时，从第十日开始投加絮凝剂；每日投加1次，连续投加8天；当采用连续运行污水处理工艺如A-O污水处理工艺、A-A-O污水处理工艺，则在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游3m处投加；AB污水处理工艺在A池进水口处投加。
投加混合絮凝剂前利用本下列公式求得所加混合絮凝剂的量：
式中：C为药剂投加量，mg；Q为设计水量，m3/s；S0为进水BOD值，mg/L； Se为出水BOD值，mg/L；X为设计污泥浓度，kgMLSS/d；Xe为基准污泥浓度，一般2500-3500，kgMLSS/d；T为实际水温，℃。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以补充阐释本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的广大技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂，其特征在于：包括聚合氯化铝、阳离子聚丙烯酰胺、β-碳化硅，三者直接混合，其各自的质量百分数为
聚合氯化铝 60-65％
阳离子聚丙烯酰胺 10-15％
β-碳化硅 20-30％。
2.一种促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂及其使用方法，其特征在于：投加之前计算投加量时按照如下公式进行
<mrow>
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<mo>-</mo>
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</mrow>
式中：θC为污泥量，活性污泥法取9；Y为污泥产率，根据中国国情，取0.9，基于式(1)可知，药剂投加量C与污泥负荷Ls成反比，与水量Q成正比，与回流污泥比R成正比，与温度T有函数关系，因此推断混合絮凝剂投加量公式如下：
<mrow>
<mi>C</mi>
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根据上式通过正交试验，拟合出常熟Cn的具体数值和f(T)的函数公式，则最终混合絮凝剂投加量公式如下：
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式中：C为药剂投加量，mg；Q为设计水量，m3/s；S0为进水BOD值，mg/L；Se为出水BOD值，mg/L；X为设计污泥浓度，kgMLSS/d；Xe为基准污泥浓度，一般2500-3500，kgMLSS/d；T为实际水温，℃。
3.根据权利要求2所述的一种促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂及其使用方法，其特征在于：所述的促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂确定投加时间时，按照投加时的水温分为两种情况：
I、接种污泥后，测量每日水温，当7日平均水温高于10℃时，从第10日开始投加絮凝剂，每天投加1-2次，连续投加8天；
II、接种污泥后，测量每日水温，当7日平均水温低于10℃时，从第8日开始投加絮凝剂，每天投加3-5次，连续投加12天。
4.根据权利要求3所述的一种促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂及其使用方法，其特征在于：所述的促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂确定投加地点时，按照污水处理工艺分为两种：
I、连续运行工艺，A-O工艺、A-A-O工艺在好氧池进水口处投加；氧化沟在曝气上游3-5m处投加；AB工艺在A池进水口处投加；
II、间歇运行工艺，SBR工艺、CASS工艺、CAST工艺，在进水后、曝气前在池内平均4-8个点投加，投加点间距5-8米。
5.根据权利要求2所述的一种促进好氧颗粒污泥化的混合絮凝剂及其使用方法，其特征在于：投加混合絮凝剂时，采用干投或湿投两种方式；所述的湿投采用一体化溶药加药设备，药剂配置浓度为15％-20％。
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