CN108101212A - 一种判断及处理厌氧颗粒污泥中毒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种判断及处理厌氧颗粒污泥中毒的方法。所述处理方法包括以下步骤：S1.从反应器底部排泥阀排出部分中毒、酸败污泥；S2.停止进水；S3.引进正常颗粒污泥；S4.少量进水并加大回流循环；S5.降低反应器内上升流速，防止破碎污泥飘出和流失；S6.在进水时加碱，调整pH值；S7.观察出水中挥发性脂肪酸的变化情况，当挥发性脂肪酸不再上升时，继续进水；S8.观察甲烷产气量，当甲烷产气量开始逐步上升时，逐步提升进水量；S9.当反应器的进水COD负荷、颗粒污泥量、挥发性脂肪酸、出水pH达到第一预设值时，达到正常运行条件，完成处理过程。本发明的技术方案无需对厌氧颗粒污泥进行清洗，因此节约了水资源，简化了工艺，同时加快了处理速度，节约了时间。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种判断及处理厌氧颗粒污泥中毒的方法。
背景技术
厌氧颗粒污泥是由相互聚集的、多物种的微生物构成的团体，是由细菌和古细菌等组成的复杂微生物群落。厌氧颗粒污泥主要由厌氧菌组成，如共生单胞菌属、甲烷八叠球菌属、甲烷丝状菌属等，但同时还存在一些好氧菌和兼性厌氧菌。其中，甲烷菌在生物分类学上属于古细菌，是绝对厌氧菌。厌氧颗粒污泥中参与分解复杂有机物、生成甲烷的厌氧细菌可分为三类：水解发酵菌，对有机物进行最初的分解，生成有机酸和酒精；产乙酸菌，对有机酸和酒精进一步分解；产甲烷菌，将氢气、二氧化碳、乙酸以及其它一些简单化合物转化成为甲烷。水解发酵菌、产乙酸菌和产甲烷菌在颗粒污泥内生长、繁殖，形成相互交错的菌群，在反应器内它们以自然选择的方式进行分布，达到菌群间氢转移的协调进行。
厌氧颗粒污泥的作用是：由于厌氧颗粒污泥是在高水力剪切作用下，由产甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌等生物凝聚作用而形成的特殊生物膜，沉降性能优于活性污泥絮体的自凝聚体。厌氧颗粒污泥的凝聚作用可使分散的菌体吸附在一起，具有生物致密、相对密度大、沉降速度快等特点，因此可使反应器中保持有较高的污泥浓度和容积负荷，从而提高了污泥的沉降性能，有利于固液分离；也可更有效地控制污泥停留时间与水力停留时间，提高反应器中的微生物浓度，从而提高反应器的处理能力，有利于菌体的生长和它们之间的相互作用。厌氧颗粒污泥具有优于传统絮状污泥的沉降性能和高污泥浓度，对水力和有机负荷冲击的适应能力大大增强。与传统的活性污泥法相比，可简化工艺流程、降低成本等，因此它在水污染控制领域具有重要的作用。由此，厌氧颗粒污泥不同于分散的菌体，分散的菌体由于体积微小、比重与水接近、带负电荷等特性而很难沉降，故易被冲洗出废水处理设备。
如果厌氧颗粒污泥中毒、失去活性，那么其后果是严重的。因此，需要对沿用颗粒污泥中毒及时作出判断和处理，使其尽快恢复活性。
目前对于厌氧颗粒污泥中毒的问题尚无成熟的处理方法。福建南纸股份有限公司的一篇文章《厌氧颗粒污泥中毒的判断及处理方法》中指出，南纸公司通过对厌氧颗粒污泥中毒的初步判断与处理方法的摸索，使厌氧颗粒污泥恢复了活性，废水处理系统恢复正常运行。其具体处理方法是：
1.发现并确定厌氧颗粒污泥中毒时，必须及时关闭厌氧反应器进水阀门，并关停废水供料泵，停止进水；
2.及时通过进水泵打入清水，对厌氧颗粒污泥进行最大限度地清洗，同时可别轮流调整布水器开启数量，每2h取样分析VFA的变化情况；
3.当VFA开始向低值方向变化时，可开始小量进入废水；
4.提高进水水量至200立方米/h,并按比例加盐，该步骤持续进行1～2d；
5.提高进水水量至300立方米/h,并按比例加盐，该步骤持续进行3～5d；
6.提高进水水量至400立方米/h,并按比例加盐，该步骤持续进行直至产甲烷菌开始恢复活性。
在执行上述处理方法时，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
由于上述方法采用清水清洗中毒的厌氧颗粒污泥，因此，不但需要消耗大量水资源，而且其清洗过程复杂，持续时间长，费时费力。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种判断及处理厌氧颗粒污泥中毒的方法，主要目的是简化处理程序，并使其快速得到处理，节约水资源和时间。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
本发明实施例提供了一种判断及处理厌氧颗粒污泥中毒的方法，所述处理方法包括以下步骤：
S1.从反应器底部排泥阀排出部分中毒、酸败污泥；
S2.停止进水；
S3.引进正常颗粒污泥；
S4.少量进水并加大回流循环；
S5.降低反应器内上升流速，防止破碎污泥飘出和流失；
S6.在进水时加碱，调整pH值；
S7.观察出水中挥发性脂肪酸的变化情况，当挥发性脂肪酸不再上升时，继续进水；
S8.观察甲烷产气量，当甲烷产气量开始逐步上升时，逐步提升进水量；
S9.当反应器的进水COD负荷、颗粒污泥量、挥发性脂肪酸、出水pH达到第一预设值时，达到正常运行条件，完成处理过程。
优选地，所述处理方法的S1步骤中，排出污泥量根据酸化程度来确定，酸化程度可以实验室测定。
优选地，所述处理方法的S3步骤中，引进颗粒污泥的数量大于排出颗粒污泥的数量。
优选地，所述处理方法的S4步骤中，回流量达到进水量的80％开始逐步下降。
优选地，所述处理方法的S5步骤中，反应器内上升流速从8m/h下降到6m/h。
优选地，所述处理方法的S6步骤中，将出水pH<6.8调整到7.0。
优选地，所述处理方法的S9步骤中，进水COD负荷的第一预设值为设计值的70％，颗粒污泥量的第一预设值为设计值的80％，挥发性脂肪酸的第一预设值为小于5.0，pH值的第一预设值为大于6.8。
优选地，所述判断方法包括：
①判断COD去除率的下降情况；
②判断出水中挥发性脂肪酸含量；
③判断出水pH值；
④判断甲烷产气量；
⑤判断厌氧颗粒污泥破碎、发臭；
当判断上述几个步骤中的每个参数达到第二预设值时，则确认所述厌氧颗粒污泥中毒。
优选地，所述COD去除率的第二预设值为20％；所述出水挥发性脂肪酸含量的第二预设值为20meq/ml；所述出水pH值的第二预设值为小于6.5；所述甲烷产气量的第二预设值为0。
本发明实施例提出的一种判断及处理厌氧颗粒污泥中毒的方法，其处理方法主要通过从反应器底部排泥阀排出部分中毒、酸败污泥的同时引进正常颗粒污泥，并且采取少量进水、加碱，降低反应器内上升流速等一系列措施，使反应器的进水COD负荷、颗粒污泥量、挥发性脂肪酸、出水pH达到第一预设值，从而达到正常运行条件，完成处理过程。整个过程无需现有技术中对厌氧颗粒污泥进行清洗的环节，因此节约了水资源，简化了工艺，同时由于采取了少量进水、加碱，降低反应器内上升流速等一系列措施，加快了处理速度，因此也节约了时间。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种处理厌氧颗粒污泥中毒的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种判断厌氧颗粒污泥中毒的方法的流程图。
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详细说明。
如图1所示，本发明实施例提供的一种判断及处理厌氧颗粒污泥中毒的方法，其中，厌氧颗粒污泥中毒的处理方法包括以下步骤：
S1.从反应器底部排泥阀排出部分中毒、酸败污泥；
S2.停止进水(指废水)；
S3.引进正常颗粒污泥；
S4.少量进水(废水)并加大回流循环；
S5.降低反应器内上升流速，防止破碎污泥飘出和流失；
S6.进水(废水)时加碱，调整pH值；
S7.观察出水中挥发性脂肪酸(VFA)的变化情况，当挥发性脂肪酸不再上升时，继续进水(废水)；
S8.观察甲烷产气量，当甲烷产气量开始逐步上升时，逐步提升进水量(废水)；
S9.当反应器的进水COD负荷、颗粒污泥量、挥发性脂肪酸、出水pH达到第一预设值时，达到正常运行条件，完成处理过程。
其中，所述步骤S1、S2、S3可以同时进行。
优选地，所述处理方法的S1步骤中，具体需要排出的污泥量要根据酸化程度来确定，一般来说，酸化程度越高，需要排出的污泥量越大。酸化程度可以通过实验室测定。一般来说，酸化程度是由厌氧塔出水的水质指标VFA(挥发性脂肪酸)和ALK(碱度)来判定。这里举例说明VFA含量的具体实验室测定方法，如下：
1.过滤水样,取至少50ml的液体记录为v，加入200ml的烧杯中,并加入蒸馏水至100ml。用0.10N的盐酸滴定到pH＝3.0，记录消耗的盐酸(HCL)量为a。将此烧杯中的水样移至锥形烧杯中,加入少许沸石,置于加热器上,并将烧杯与回流冷凝器连接。煮沸3分钟,从加热器上移开并冷却2分钟,保持回流冷凝器的冷却部分相连接。用少量蒸馏水冲洗内壁，用强制冷却使液体温度降至室温。将该液体移回烧杯，并用0.10N的氢氧化钠(NaOH)滴定到PH＝6.5。记录氢氧化钠的消耗量为b。
2.计算:(用meq/l)表示
VFA＝(b×101)-(a+100)÷99.23×(100÷v)
碱度:ALK＝(a-b)×(100÷v)
式中:v-样本体积(单位为L)
a-HCL体积(单位为L)
b-NAOH体积(单位为L)
污泥酸化的原因大致有以下四种：
1.厌氧反应器超负荷运行：在运行厌氧反应器的各项工艺控制条件中，污泥负荷是一个非常重要的控制参数。污泥负荷是指单位时间内施加给单位质量厌氧污泥的有机物的量，以kgSCOD/kgVS.d表示。对于某种废水，厌氧污泥具有一个最大的限制值，当运行的负荷超过该最大限制值，则意味着超负荷运行。
虽然该限制值从污泥负荷的概念上理解是针对整个厌氧污泥，实际上真正的对象是针对厌氧污泥中的产甲烷菌。超负荷运行，实际上就是负荷量超过了厌氧污泥中产甲烷菌的产甲烷能力，而此时的负荷量往往并没有超过厌氧污泥的水解酸化能力。所以就出现了反应器的VFA开始累积，浓度不断上升，出水pH值降低，去除效率下降这种污泥酸化现象的发生。
所以，了解厌氧反应器的污泥总量，并以此来维持合理的运行负荷，是预防厌氧反应器出现酸化的重要手段之一。
2.pH值、温度等运行控制条件出现严重偏差：由于厌氧污泥中产甲烷菌对其生存条件的要求比水解酸化菌苛刻的多，所以当反应器的pH值或温度的控制范围出现很大的偏差，就会使产甲烷菌的产甲烷能力受到严重影响，而水解酸化菌所受到的影响却远远小于产甲烷菌，其结果同样会导致厌氧反应器发生酸化现象。
3.毒性物质流入：厌氧污泥相比与好氧活性污泥，更容易受到毒性物质的抑制。事实上更容易受到毒性物质抑制的也是厌氧污泥中的产甲烷菌而非水解酸化菌。当废水中含有某种或多种毒性物质，其浓度还不足以严重抑制厌氧污泥中的水解酸化菌时，产甲烷菌就已经受到抑制，污泥酸化现象就随之发生。
4.营养盐投加严重不足：对于某些缺乏诸如N、P或其他微量元素的废水，投加足量的营养盐非常必要。因为厌氧污泥中无论是产甲烷菌还是水解酸化菌，都需要这些元素进行新陈代谢以及合成细胞物质。
当废水中的某种或多种营养元素缺乏时，将会严重影响产甲烷菌的活性。这是因为，对厌氧污泥，尤其是厌氧颗粒污泥来说，产甲烷菌位于颗粒污泥的中心部位，水解酸化菌则包裹在产甲烷菌的外围，水解酸化菌较产甲烷菌更容易获得这些元素来进行新陈代谢，再加之水解酸化菌的生殖速率又远远高于产甲烷菌，使得废水中原本不足的营养元素被水解酸化菌利用殆尽，而产甲烷菌得不到这些必要的元素进行生命活动，其活性会受到极大的抑制。其结果是，反应器的酸化不可避免。
因此，在处理过程中，首先要将酸化的污泥排出并引进新的颗粒污泥，这样做可以及时防止中毒的颗粒污泥进一步影响反应器的正常运行，加快处理速度。
优选地，所述处理方法的S3步骤中，引进的颗粒污泥是根据进水负荷来确定的，从低负荷逐步过渡到高负荷，引进污泥量是逐步加大的，反应器内的条件是逐步好转的，当进泥量大于排泥量，中毒情况会比之前有明显好转。
优选地，所述处理方法的S4步骤中，经上述步骤补泥使pH值初步得到调整后，开始少量进水(废水)并加大回流循环。在加入废水的同时，适当加入碱，进一步调整pH值，当回流量达到进水量的80％时开始逐步下降。
优选地，所述处理方法的S5步骤中，反应器内上升流速可以从8m/h下降到6m/h，防止流速太快导致破碎污泥飘出和流失。
优选地，所述处理方法的S6步骤中，通过加入废水的同时加减，进一步调整pH值，并将出水从原来的pH<6.8调整到7.0。
另外要及时观察挥发性脂肪酸(VFA)的变化情况。开始时会出现VFA>10meq/ml的现象。只要VFA含量不再上升，就继续进水。
同时观察甲烷的产气量，如果甲烷产气量从原来几乎为零的情况下，逐步上升，则可以逐步提升进水量。
一个优选的实施例为当反应器的进水COD负荷达到设计值的70％，颗粒污泥增长达到设计值的80％，测得VFA<5.0,pH>6.8时，就可正常运行。即，进水COD负荷的第一预设值为设计值的70％，颗粒污泥量的第一预设值为设计值的80％，挥发性脂肪酸的第一预设值为小于5.0，pH值的第一预设值为大于6.8。
本发明实施例提出的一种判断及处理厌氧颗粒污泥中毒的方法，其处理方法主要通过从反应器底部排泥阀排出部分中毒、酸败污泥的同时引进正常颗粒污泥，并且采取少量进水、加碱，降低反应器内上升流速等一系列措施，使反应器的进水COD负荷、颗粒污泥量、挥发性脂肪酸、出水pH达到第一预设值，从而达到正常运行条件，完成处理过程。整个过程无需现有技术中对厌氧颗粒污泥进行清洗的环节，因此节约了水资源，简化了工艺，同时由于采取了少量进水、加碱，降低反应器内上升流速等一系列措施，加快了处理速度，因此也节约了时间。
优选地，厌氧颗粒污泥中毒的判断方法包括以下步骤：
①判断COD去除率的下降情况；
②判断出水中挥发性脂肪酸含量；
③判断出水pH值；
④判断甲烷产气量；
⑤判断厌氧颗粒污泥是否破碎、发臭；
当判断上述几个步骤中的每个参数达到第二预设值时，则确认所述厌氧颗粒污泥中毒。
一个优选的实施例为，所述COD去除率的第二预设值为20％；所述出水挥发性脂肪酸含量的第二预设值为20meq/ml；所述出水pH值的第二预设值为小于6.5；所述甲烷产气量的第二预设值为0。即当COD去除率明显下降至20％，出水中挥发性脂肪酸含量(VFA)上升至20meq/ml，出水pH<6.5，甲烷(CH4)产气量几乎为零，厌氧颗粒污泥破碎、发臭，以上几个条件同时满足的时候，则说明厌氧颗粒污泥已经中毒。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种判断及处理厌氧颗粒污泥中毒的方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
S1.从反应器底部排泥阀排出部分中毒、酸败污泥；
S2.停止进水；
S3.引进正常颗粒污泥；
S4.少量进水并加大回流循环；
S5.降低反应器内上升流速，防止破碎污泥飘出和流失；
S6.在进水时加碱，调整pH值；
S7.观察出水中挥发性脂肪酸的变化情况，当挥发性脂肪酸不再上升时，继续进水；
S8.观察甲烷产气量，当甲烷产气量开始逐步上升时，逐步提升进水量；
S9.当反应器的进水COD负荷、颗粒污泥量、挥发性脂肪酸、出水pH达到第一预设值时，达到正常运行条件，完成处理过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理方法的S1步骤中，排出污泥量根据酸化程度来确定，酸化程度可以实验室测定。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理方法的S3步骤中，引进颗粒污泥的数量大于排出颗粒污泥的数量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理方法的S4步骤中，回流量达到进水量的80％开始逐步下降。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理方法的S5步骤中，反应器内上升流速从8m/h下降到6m/h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理方法的S6步骤中，将出水pH<6.8调整到7.0。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理方法的S9步骤中，进水COD负荷的第一预设值为设计值的70％，颗粒污泥量的第一预设值为设计值的80％，挥发性脂肪酸的第一预设值为小于5.0，pH值的第一预设值为大于6.8。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断方法包括：
①判断COD去除率的下降情况；
②判断出水中挥发性脂肪酸含量；
③判断出水pH值；
④判断甲烷产气量；
⑤判断厌氧颗粒污泥破碎、发臭；
当判断上述几个步骤中的每个参数达到第二预设值时，则确认所述厌氧颗粒污泥中毒。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述COD去除率的第二预设值为20％；所述出水挥发性脂肪酸含量的第二预设值为20meq/ml；所述出水pH值的第二预设值为小于6.5；所述甲烷产气量的第二预设值为0。
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180725 Address after: 215000 room 1401, 17 Riverside Garden, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Applicant after: Zhang Peipei Address before: No. 3, industrious and thrift Road, Ma'anshan, Anhui Province Applicant before: Eagle International Holdings Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20181115 Address after: 243000 No. 3 Qinjian Road, Ma'anshan City, Anhui Province Applicant after: Eagle International Holdings Ltd. Address before: 215000 room 1401, 17 Riverside Garden, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Applicant before: Zhang Peipei |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhan Zhengfeng Inventor after: Ma Guoqing Inventor after: Chen Xueping Inventor after: Fang Min Inventor after: Gao Jin Inventor after: Song Jie Inventor before: Zhan Zhengfeng Inventor before: Ma Guoqing Inventor before: Chen Xueping Inventor before: Fang Min Inventor before: Gao Jin Inventor before: Song Jie |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180601 |