CN110482693A - 一种厌氧颗粒污泥的培养方法 - Google Patents

一种厌氧颗粒污泥的培养方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种厌氧颗粒污泥的培养方法，包括(1)接种污泥：将种泥加入外循环池，加入高压清水、阴离子PAM、液碱和营养元素N、P，加污水或淀粉调制CODcr，循环10～15天；(2)污泥驯化阶段：加热外循环池和水解酸化池，循环2～5天后由水解酸化池进污水；(3)颗粒污泥形成阶段：继续循环，进污水同时提高水解酸化池的COD，颗粒状污泥逐渐形成；(4)颗粒污泥成熟阶段：继续循环，进污水，再次提高水解酸化池的COD，颗粒污泥加速形成，最终厌氧反应器的负荷可增加到20kgCOD/(m3.d)以上。本发明的培养方法能够适用于不同的厌氧反应器及各类废水处理，培养的厌氧颗粒污泥具有良好的生物活性，处理负荷高，机械强度高，取材运输方便，成本较低。

Description

一种厌氧颗粒污泥的培养方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种厌氧颗粒污泥的培养方法。
背景技术
厌氧处理技术虽发展已有百年历史，但其飞速发展在近20年，这一快速发展势头也为世界各国对环境保护工作的空前重视和生物科学技术的发展所推动，随着现代厌氧反应器的出现以及对厌氧技术原理的深入认识，厌氧技术已为多种工业和生活废水的工业处理提供了重要手段，它以低成本和能源的回收成为具有吸引力的技术再一次引起世人瞩目。厌氧处理技术目前仍处在其百年发展历史上的高潮，而高速厌氧处理器在这一处理技术中起到关键作用。
高速厌氧处理器的处理流程为：经水解酸化池处理后的污水从高速厌氧处理器的底部通入，污水在反应器内与厌氧污泥充分接触，通过厌氧微生物的降解，污水中的有机污泥物大部分转化为沼气，小部分转化为污泥，而沼气、水和泥的混合物再通过三相分离器进行分离得到沼气和处理后的污水，处理后的污水再进入曝气池内做下一步处理。
传统的厌氧反应器采用颗粒污泥接种，目前国内和国际上通常采用从外购买的颗粒污泥，由于颗泥污泥生长非常缓慢，市场需求量大，价格高，同时浓度含量低(一般干度为8％左右)，含92％左右的水份，运输费用和购买金额高，且驯化时间长(30-60天)，致使接种过程中给企业带来较大的经济成本和时间成本；还有的污水含有高的离子浓度如钙、镁离子，能引起化学沉淀，由此导致高速反应器运行一段时间形成灰分很高的颗粒污泥，活性下降，处理效率降低，企业每年因补加颗粒污泥而产生很高的费用。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种厌氧颗粒污泥的培养方法，能够适用于不同的厌氧反应器及各类废水处理，培养过程简单高效，培养的厌氧颗粒污泥具有良好的生物活性，处理负荷高，机械强度高，取材运输方便，成本较低。
本发明采用的技术方案如下：
为实现上述目的，本发明提供一种厌氧颗粒污泥的培养方法，包括以下培养步骤：
(1)接种污泥
将种泥倒入外循环池，开启外循环泵，边倒入边加入高压清水，抽入污泥到厌氧反应器，抽入过程中连续均匀加入阴离子PAM、液碱和营养元素N、P，加污水或淀粉调制CODcr(CODcr是采用重铬酸钾(K2Cr2O7)作为氧化剂测定出的化学耗氧量，即重铬酸盐指数)，循环10～15天，厌氧反应器上升流速在1m/h以内；
(2)污泥驯化阶段
加热外循环池，温度控制在32～34℃，循环至厌氧反应器的温度在31～33℃；然后加热水解酸化池，启动水解酸化泵，厌氧反应器开始进负荷并逐渐提高水解酸化池的COD，因上升流速和逐渐产生的少量沼气，厌氧反应器洗出非常细小的分散污泥，洗出的污泥进入调节池内，利用调节池的沉淀作用进行沉淀，并将污泥定期排至水解酸化池；
(3)颗粒污泥形成阶段
继续循环，进负荷，提高水解酸化池的COD，保证酸化池液位稳定，进出水物料平衡；此阶段由于产气和上流的速度的增加引起污泥膨胀，致使污泥洗出量增大，且大多为絮状的污泥，而留下的污泥则开始产生颗粒污泥，此时加强调节池排泥至水解酸化池，经此往复，慢慢洗出的絮状污泥也会形成颗粒污泥，因调节池与厌氧反应器出水管连通，起到排泥回用功能，可增加负荷，不影响生产，且不担心污泥流失，污泥利用率高，；
从接种启动到15天，可以观察到明显的颗粒状污泥形成，且颗粒状污泥的形成是以底部开始的，在这一阶段污泥负荷增加较快，这是因为污泥对废水的循化过程基本完成，污泥的比活性增加，这一阶段末期，污泥的洗出由于颗粒污泥的形成而减少，颗粒污泥的良好沉淀性能保留在反应器内。
(4)颗粒污泥成熟阶段
继续循环，进负荷，再次提高水解酸化池的COD，保持酸化池液位稳定，进出水物料平衡；此阶段，絮状污泥迅速减少，颗粒污泥加速形成，在此阶段末期厌氧反应器的负荷可增加到20kgCOD/(m3.d)以上。
优选地，所述步骤(1)中种泥来源于城市污水厂污泥压滤机压出后的污泥。种泥取于生活污水处理厂压滤机压滤后的污泥，所述种泥浓度≥60gTSS/L，加入量按照1m3厌氧反应器加入4～8kg干污泥量计算，污泥取材运输方便，成本较低。
优选地，所述步骤(1)中pH在7.2～7.5之间，调制CODcr控制在400～650mg/L，外循环池控制温度在28～32℃。
优选地，所述步骤(1)中阴离子PAM用量为1000m3水加入20～60kg，营养元素N、P用量分别控制在1000m3水加入80～120kg、20～70kg。
优选地，在污泥驯化阶段，水解酸化池温度控制在32～34℃，稳定pH在7.2～7.5，进负荷后的厌氧反应器负荷控制在0.5～1.5kgCOD/(m3.d)。
优选地，在污泥驯化阶段完成后，厌氧反应器负荷上升至2～5kgCOD/(m3.d)。
优选地，在颗粒污泥形成阶段，水解酸化池温度保持在33～35℃，pH在7.0～7.4，此阶段完成后，厌氧反应器负荷上升至5kgCOD/(m3.d)以上。
优选地，在颗粒污泥成熟阶段，保持水解酸化池温度在34～36℃，pH在6.8～7.2。
优选地，在颗粒污泥形成阶段和颗粒污泥成熟阶段，在水解酸化池按COD：N：P＝500：5：1的比例计算添加营养元素N、P的重量。
优选地，当水解酸化池的污水COD>5000mg/L时，调节水解酸化池的回流量对污水进行稀释。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明的种泥取于生活污水处理厂压滤机压滤后的污泥，将其经精细驯化培养制成厌氧颗粒污泥，用于污水处理高速厌氧处理器接种或补加，可适用于不同的厌氧反应器及各类废水处理，污泥取材运输方便，成本较低。
2.本发明利用调节池将厌氧反应器与水解酸化池连通形成回流，洗出的污泥进入调节池内沉淀，并将污泥定期排至水解酸化池，起到排泥回用功能，可用于增加负荷，不影响生产，且不担心污泥流失，污泥利用率高，同时当水解酸化池的来水COD高于设定值时，可以通过增大水解酸化池的回流量对污水进行稀释，调节更加方便。
3.本发明培养的厌氧颗粒污泥机械强度高，不易因水流的剪力、内部产生的压力而变碎，稳定性好，应用于厌氧反应器中，生物活性好，污水处理负荷高，处理效率高，COD去除率平均可达90％以上。
4.本发明解决了现有的厌氧微生物接种，特别是甲烷菌增殖慢，厌氧反应器接种时间长，生产过程中结垢、絮化流失现象严重，导致污水处理效率下降的现象，降低了接种时间的同时还能够保证厌氧反应器长周期稳定运行。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明步骤(1)的工艺流程图；
图2是本发明步骤(2)、(3)、(4)的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种厌氧颗粒污泥的培养方法，包括以下培养步骤：
(1)接种污泥
将城市污水厂污泥150吨(干度：14.8％)倒入外循环池，开启外循环泵，边倒入边加入高压清水，抽入污泥到厌氧反应器，抽入过程中连续均匀加入阴离子PAM50kg，尿素80kg,磷酸三钠20kg，然后加污水调制厌氧反应器CODcr为552mg/L，加液碱调节pH在7.2～7.5之间，外循环池温度控制在32℃，保持厌氧反应器上升流速在1m/h，循环10天后，测得厌氧反应器出水指标为：CODcr为248mg/L，VFA(挥发性脂肪酸)为72mg/L，pH为7.25。
(2)污泥驯化阶段
加热外循环池，温度控制在34℃，循环至厌氧反应器的温度在33℃；然后加热水解酸化池，温度控制在34℃，稳定pH在7.4，启动水解酸化泵开始进负荷，逐渐调整水解酸化池CODcr达到3000mg/L，进负荷20天后，测得厌氧反应器出水指标为：CODcr为496mg/L，VFA为148mg/L，pH为7.2；
(3)颗粒污泥形成阶段
继续循环，进负荷，水解酸化池温度控制在35℃，稳定pH在7.4，逐渐调整酸化池CODcr达到4000mg/L，进负荷15天后，测得厌氧反应器出水指标为：CODcr为685mg/L，VFA为179mg/L，pH为7.1；
(4)颗粒污泥成熟阶段
继续循环，进负荷，此阶段保持水解酸化池温度在36℃，pH在7.2，再次提高水解酸化池的COD达到4800mg/L，测得厌氧反应器出水指标为：CODcr为788mg/L，VFA为192mg/L，pH:7.0，在此阶段末期厌氧反应器的负荷增加到27.8kgCOD/(m3.d)，在厌氧反应器的反应区粒径为0.5～1.0mm颗粒污泥占污泥总数的40％。
将培养好的厌氧颗粒污泥投加到厌氧反应器中，当厌氧反应器运行3个月后测定厌氧反应器出水COD去除率为91.3％，厌氧反应器运行稳定。
本实施例的废水特性为利用社会废纸板生产瓦楞原纸、箱板纸生产过程中产生的废水，设备规格为水解酸化池300m3，厌氧塔外循环池2m*3m*1.8m。
实施例2
(1)接种污泥
将城市污水厂污泥1100吨(干度：15.9％)倒入外循环池，开启外循环泵，边倒入边加入高压清水，抽入污泥到厌氧反应器，抽入过程中连续均匀加入阴离子PAM250kg，尿素400kg，磷酸三钠200kg，未加污水时测得厌氧反应器CODcr为2106mg/L，加污水调制厌氧反应器CODcr为650mg/L，加液碱调节pH在7.2～7.5之间，外循环池温度在28℃，保持厌氧反应器上升流速在0.85m/h，循环15天后，测得厌氧反应器出水指标为：CODcr为349mg/L，VFA为96mg/L，pH为7.35。
(2)污泥驯化阶段
加热外循环池，温度控制在32℃，循环至厌氧反应器的温度在31℃；然后加热水解酸化池，温度控制在32℃，稳定pH在7.2，启动水解酸化泵开始进负荷，逐渐调整水解酸化池CODcr达到3000mg/L，进负荷20天后，测得厌氧反应器出水指标为：CODcr为632mg/L，VFA为160mg/L，pH为7.2；
(3)颗粒污泥形成阶段
继续循环，进负荷，水解酸化池温度控制在33℃，稳定pH在7.0，逐渐调整酸化池CODcr达到4000mg/L，进负荷15天后，测得厌氧反应器出水指标为：CODcr为800mg/L，VFA为190mg/L，pH为7.0；
(4)颗粒污泥成熟阶段
继续循环，进污水，此阶段保持水解酸化池温度在34℃，pH在6.8，再次提高水解酸化池的COD达到5000mg/L，测得厌氧反应器出水指标为：CODcr为900mg/L，VFA为200mg/L，pH为6.9，在此阶段末期厌氧反应器的负荷增加到26.78kgCOD/(m3.d)，在厌氧反应器的反应区粒径为0.5～1.0mm颗粒污泥占污泥总数的25％。
将培养好的厌氧颗粒污泥投加到厌氧反应器中，当厌氧反应器运行3个月后测定厌氧反应器出水COD去除率为93.5％，厌氧反应器运行稳定。
本实施例的废水特性为利用竹片为原料生产迷信用纸过程中产生的废水，设备规格为水解酸化池1200m3,厌氧塔外循环池
实施例3
(1)接种污泥
将城市污水厂污泥170吨(干度：15.4％)倒入外循环池，开启外循环泵，边倒入边加入高压清水，抽入污泥到厌氧反应器，抽入过程中连续均匀加入阴离子PAM50kg，尿素80kg,磷酸三钠25kg，未加污水时测得厌氧反应器CODcr为1726mg/L，加污水调制厌氧反应器CODcr为400mg/L，加液碱调节pH在7.2～7.5之间，外循环池温度控制在30℃，保持厌氧反应器上升流速在0.7m/h，循环10天后，测得厌氧反应器出水指标为：CODcr为287mg/L，VFA为60mg/L，pH:7.45。
(2)污泥驯化阶段
加热外循环池，温度控制在33℃，循环至厌氧反应器的温度在32℃；然后加热水解酸化池，温度控制在33℃，稳定pH在7.3，启动水解酸化泵开始进负荷，逐渐调整水解酸化池CODcr达到3000mg/L，进负荷20天后，测得厌氧反应器出水指标为：CODcr为537mg/L，VFA为140mg/L，pH:7.1；
(3)颗粒污泥形成阶段
继续循环，进负荷，水解酸化池温度控制在34℃，稳定pH在7.2，逐渐调整酸化池CODcr达到4000mg/L，进负荷15天后，测得厌氧反应器出水指标为：CODcr为600mg/L，VFA为150mg/L，pH为7.0；
(4)颗粒污泥成熟阶段
继续循环，进负荷，此阶段保持水解酸化池温度在35℃，pH在7.0，再次提高水解酸化池的COD达到4900mg/L，测得厌氧反应器出水指标为：CODcr为800mg/L，VFA为200mg/L，pH为6.8，在此阶段末期厌氧反应器的负荷增加到30.64kgCOD/(m3.d)，在厌氧反应器的反应区粒径为0.5～1.0mm颗粒污泥占污泥总数的45％。
将培养好的厌氧颗粒污泥投加到厌氧反应器中，当厌氧反应器运行3个月后测定厌氧反应器出水COD去除率为90％，厌氧反应器运行稳定。
本实施例的废水特性为利用竹片为原料生产迷信用纸过程中产生的废水，设备规格为水解酸化池150m3，厌氧塔外循环池

Claims (10)

1.一种厌氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，包括以下培养步骤：
(1)接种污泥
将种泥倒入外循环池，开启外循环泵，边倒入边加入高压清水，抽入污泥到厌氧反应器，抽入过程中连续均匀加入阴离子PAM、液碱、营养元素N和P，加污水或淀粉调制CODcr，循环10～15天；
(2)污泥驯化阶段
加热外循环池，温度控制在32～34℃，循环至厌氧反应器的温度在31～33℃；然后加热水解酸化池，启动水解酸化泵，厌氧反应器开始进负荷并逐渐提高水解酸化池的COD；此阶段厌氧反应器洗出非常细小的分散污泥，洗出的污泥进入调节池内沉淀，并将污泥定期排至水解酸化池；
(3)颗粒污泥形成阶段
继续循环，进负荷，提高水解酸化池的COD，保证酸化池液位稳定，进出水物料平衡；此阶段污泥洗出量增大，且大多为絮状的污泥，留下的污泥开始产生颗粒污泥，此时加强调节池排泥至水解酸化池，经此往复，慢慢洗出的絮状污泥也会形成颗粒污泥；
(4)颗粒污泥成熟阶段
继续循环，进负荷，再次提高水解酸化池的COD，保持酸化池液位稳定，进出水物料平衡；此阶段，絮状污泥迅速减少，颗粒污泥加速形成，在此阶段末期厌氧反应器的负荷可增加到20kgCOD/(m3.d)以上。
2.根据权利要求1所述的一种厌氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述步骤(1)中种泥来源于城市污水厂污泥压滤机压出后的污泥，所述种泥浓度≥60gTSS/L，加入量按照1m3厌氧反应器加入4～8kg干污泥量计算。
3.根据权利要求2所述的一种厌氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述步骤(1)中pH在7.2～7.5之间，调制CODcr控制在400～650mg/L，外循环池控制温度在28～32℃。
4.根据权利要求1所述的一种厌氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述步骤(1)中阴离子PAM用量为1000m3水加入20～60kg，营养元素N、P用量分别控制在1000m3水加入80～120kg、20～70kg。
5.根据权利要求1所述的一种厌氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，在污泥驯化阶段，水解酸化池温度控制在32～34℃，稳定pH在7.2～7.5，进负荷后的厌氧反应器负荷控制在0.5～1.5kgCOD/(m3.d)。
6.根据权利要求5所述的一种厌氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，在污泥驯化阶段完成后，厌氧反应器负荷上升至2～5kgCOD/(m3.d)。
7.根据权利要求1所述的一种厌氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，在颗粒污泥形成阶段，水解酸化池温度保持在33～35℃，pH在7.0～7.4，此阶段完成后，厌氧反应器负荷上升至5kgCOD/(m3.d)以上。
8.根据权利要求1所述的一种厌氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，在颗粒污泥成熟阶段，保持水解酸化池温度在34～36℃，pH在6.8～7.2。
9.根据权利要求1所述的一种厌氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，在颗粒污泥形成阶段和颗粒污泥成熟阶段，在水解酸化池按COD：N：P＝500：5：1的比例计算添加营养元素N、P的重量。
10.根据权利要求1～9任一项所述的一种厌氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，当水解酸化池的污水COD>5000mg/L时，调节水解酸化池的回流量对污水进行稀释。
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