CN112429848A - 疏浚底泥快速启动a2/o系统的方法及成功启动的判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境工程技术领域，具体涉及利用疏浚底泥快速启动A²/O系统及成功启动的判断方法。本发明取疏浚底泥闷曝1‑3天，将闷曝后的底泥投加至A²O+MBR反应器中，控制各个池的溶解氧量，采用连续进营养液的方式；该方法具有资源化利用、“以废治废”、污染物去除率高，污泥性能优良的特点。连续培养5天以上，每天取好氧池的污泥水2‑3次，在显微镜下观察指示生物，记录固着型纤毛虫和轮虫的数量，计算1ml好氧池污泥水中固着型纤毛虫的平均数量和轮虫的平均数量，当固着型纤毛虫的数量连续3次及以上≥800，同时45≤轮虫的数量≦150，说明反应器启动成功，该判断方法能快速、直接的反映环境的变化和反应器启动进程，及时指导进程。

Description

疏浚底泥快速启动A2/O系统的方法及成功启动的判断方法

技术领域

本发明涉及一种利用疏浚底泥快速启动A²/O系统及成功启动的判断方法，属于环境工程技术领域。

背景技术

为了改善河流、湖泊的水体水质及根治内河黑臭，近年许多城市开展了大规模的疏浚和清淤工程，由此带来了大量的疏浚底泥。目前对疏浚底泥的资源化治理主要有土地利用技术、制作填方材料技术、制作建筑材料技术及分级资源化利用技术等。土地利用是将疏浚底泥应用于农田、林地、园林绿化及严重扰动的土地修复与重建等；疏浚底泥经脱水固化所形成的固化填方材料可用于低洼处回填、堤坝加固、道路路基工程；疏浚底泥经过一定处理后，可以作为建筑材料使用，如陶粒、水泥、砖等；以有机物或重金属含量为主要指标，将疏浚底泥多级筛分处理，并将分级处理后的底泥进一步资源化利用。疏浚底泥含水率高，沉积大量的有机质、氮磷营养盐和重金属，微生物群落结构丰富，往往会给环境带来二次污染，因此对疏浚底泥资源化治理技术的研究成为当今热点。

生物降解处理污水的一个难题是进水的各项条件极不稳定，经常出现污泥膨胀或气浮现象，影响处理效果。污水处理过程(包括启动)和处理效果，一般通过污泥性能指标检测、水质理化指标分析、细菌生物学检测来实现。污泥性能指标检测大多复杂、耗时，只能够反映污泥浓度和污泥的凝聚、沉降性能等；水质理化指标分析操作大多复杂且耗时，仅能反映进水、沿程及出水水质的状况；细菌生物学检测比理化指标分析更能直接反映污水生物处理的本质，但细菌培养繁琐且耗时，少有简易方法。这3种方法均不能及时指导生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中疏浚底泥的资源化利用问题，提供一种疏浚底泥快速启动A²/O系统的方法，具有资源化利用、“以废治废”、污染物去除率高，污泥性能优良的特点。

本发明要解决的另一个技术问题为克服现有技术中通过污泥性能指标检测、水质理化指标分析、细菌生物学检测对A²O+MBR污水处理工艺的运行状态进行判断存在的耗时长、检测方法繁琐、反应滞后的不足之处，提供一种原后生动物观察的A²/O系统成功启动的判断方法。

为了解决本发明的技术问题，所采取的技术方案为，一种疏浚底泥快速启动A²/O系统的方法，包括如下步骤：

S1、取疏浚底泥闷曝1-3天，闷曝过程中控制溶解氧在2-5mg/L，静置后去除上层浮泥，剩余的作为反应器启动使用的底泥；

S2、将闷曝后的底泥投加至A²O+MBR反应器中，在厌氧池、缺氧池和好氧池内的投加量均占各自池体总容量的50-75％，其中厌氧池和缺氧池投加等量的污泥，好氧池为厌氧池体积量的2倍，控制厌氧池内溶解氧在0-0.2mg/L，缺氧池内溶解氧在0.3-0.5mg/L，好氧池内溶解氧在1.5-4mg/L，pH为6.5-8.5；

S3、采用连续流的方式培养，进水为人工配制的营养液，厌氧池的进水流量、好氧池的出水流量均为15-30mL/min，总停留时间16-32h，在厌氧池和缺氧池停留时间均为4-8h，在好氧池的停留时间为8-16h，连续培养7天以上。

作为上述一种疏浚底泥快速启动A²/O系统的方法进一步的改进：

优选的，所述疏浚底泥为取自距离河床上表面0.3-0.5m位置处的底泥。

优选的，步骤S1中所述疏浚底泥的闷曝过程分两步进行：控制溶解氧在2-5mg/L，闷曝4-8h后停止曝气并静置，去除上层浮泥，加入营养液再闷曝1-2天。

优选的，所述营养液中COD的浓度为300-600mg/L，NH₃-N的浓度为25-40mg/L，TP的浓度为2-5mg/L，其中COD由葡萄糖提供，NH₃-N由氯化铵提供，TP由磷酸二氢钾提供。

优选的，所述厌氧池的进水流量、好氧池的出水流量、从好氧池到厌氧池的污泥回流流量均为20mL/min，从厌氧池到缺氧池、从缺氧池到好氧池的泥水转换流量均为40mL/min。

优选的，所述好氧池内泥水经排出前要经过超滤膜的处理。

为了解决本发明的另一个技术问题，所采取的技术方案为，一种判断疏浚底泥快速启动A²/O系统成功启动的方法，具体步骤为：取好氧池的污泥水在显微镜下进行指示生物观察，分别记录1ml好氧池污泥水中固着型纤毛虫的平均数量X和轮虫的平均数量Y，所述固着型纤毛虫属于原生动物，所述轮虫属于后生动物，当X的数量连续3次及以上≥800，同时45≤Y≦150，说明A²/O系统成功启动。

作为上述一种判断疏浚底泥快速启动A²/O系统成功启动的方法进一步的改进：

优选的，所述1ml好氧池污泥水中固着型纤毛虫的平均数量X和轮虫的平均数量Y的具体步骤如下：

S1、取样：每天取好氧池的污泥水2-3次，每次取50-100ml，加蒸馏水稀释n倍至以每小格内的固着型纤毛虫和轮虫可数为度，其中n≥1；

S2、制板：标定滴定管每一滴水的体积为0.05mL，在计数板上滴加1滴稀释后的污泥水；

S3、计数：显微镜下观察记录固着型纤毛虫的数量，将观察的固着型纤毛虫数量乘以20n，得到1ml好氧池污泥水中含有的固着型纤毛虫的数量，重复制板-计数的步骤2次及以上，计算1ml好氧池污泥水中固着型纤毛虫的平均数量X；在记录固着型纤毛虫数量的同时记录轮虫的数量，同样方法计算得到1ml好氧池污泥水中轮虫的平均数量Y。

本发明相比现有技术的有益效果在于：

1)本发明以疏浚底泥为接种污泥，对A²O+MBR污水处理工艺快速启动，对疏浚底泥应用于污水处理厂工艺启动、污水处理厂生化系统恢复及基于碳源添加的疏浚底泥水解酸化等具有示范作用及工程应用前景，实现“以废治废”目的；

2)本发明采用原后生动物观察快速判断A²O+MBR污水处理工艺启动进程。与水处理有关的原生动物包括肉足虫类﹑鞭毛虫类和纤毛虫类等，其中，纤毛虫类包括固着型纤毛虫和游泳型纤毛虫；后生动物包括轮虫、寡毛类动物等。本发明采用固着型纤毛虫和轮虫作为判断指标。原后生动物对环境变化敏感，更早更直接反映环境的变化和反应器启动进程，指示污泥培养和驯化情况，间接判断污水处理过程和处理效果优劣。本发明以原后生动物作为指示生物判断反应器启动进程，具有耗时少、检测简便、成本低等优点；原后生动物作为指示生物监控反应器(污水厂)正常运行的辅助手段，能够及时提供构筑物运行状况和出水水质情况，及时指导生产。

附图说明

图1是本发明疏浚底泥启动A²O+MBR工艺的结构图；

图2为反应器启动第6天时，160倍下的钟虫；

图3为反应器运行9天、12天、15天时，160倍下观察到的轮虫；

附图中标记的含义如下：

1、第一进水泵；2、第二水泵；3、第三水泵；4、第四水泵；5、第五水泵；6、进水箱；7、厌氧池；8、缺氧池；9、好氧池；10、膜组件；11、搅拌器；12、曝气盘；13、气体流量计；14-曝气泵。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，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

使用疏浚底泥作为反应器启动污泥快速启动A²/O系统，A²/O系统的工艺流程图如图1所示，具体启动步骤如下：

1)取疏浚底泥闷曝处理，闷曝中溶解氧控制在2-5mg/L。首次闷曝4-8h后停止曝气并静置，排除上层浮泥。再次闷曝1-2天，并向其中泵入营养液，营养液中COD浓度为300-600mg/L，NH₃-N浓度为25-40mg/L，TP浓度为2-5mg/L。静置后再次排除上层浮泥混合液，剩余的作为反应器启动使用的底泥；

2)闷曝后的底泥投加至A²O+MBR反应器中，在厌氧池7、缺氧池8和好氧池9内投加量均占池体总容量的50-75％，好氧池9池体的容量为厌氧池池体容量的2倍；

3)采用步骤1)中人工配制的进水箱6内的营养液作为进水，采用连续进出水的方式培养，搅拌器11持续搅拌，进水流量由第一进水泵1控制，厌氧池7往缺氧池8的水流流量由第二进水泵2控制，缺氧池8往好氧池9的水流流量由第三进水泵3控制，从好氧池9到厌氧池7的回流流量由第四进水泵4控制，出水经膜组件10处理后的流出系统，出水流量由第五进水泵5控制；第一进水泵1﹑第四进水泵4和第五进水泵5的流量为20mL/min，回流比为100％；第二进水泵2和第三进水泵3的流量为40mL/min。

4)溶解氧和pH通过快速测定仪测定三个池内污水的pH和溶解氧，使用曝气泵14和曝气盘12向池内曝气，曝气中气体流量计13的数量为1.2～2L/min，控制厌氧池7内溶解氧在0-0.2mg/L、缺氧池8内溶解氧在0.3-0.5mg/L，好氧池9内溶解氧在1.5-4mg/L，pH控制在6.5-8.5。污水在厌氧池7和缺氧池8的停留时间均为6h、在好氧池的停留时间为12h，反应器总停留时间为24h，完成整个系统的正常运转。

实施例2

S1、取样：自启动反应器开始，每天取好氧池的污泥水2-3次，每次取50-100ml，视待测曝气池混合液情况，加蒸馏水稀释n倍至以每小格的原生动物和后生动物可数为度，其中n大于等于1；

S2、制板：标定滴定管每一滴水的体积为0.05mL，取洁净的计数板一块，在计数区上盖上盖玻片，从计数板中间平台两侧的沟槽内沿盖玻片的下边缘滴入一滴稀释后的混合液，让混合液利用液体的表面张力充满计数区；

S3、计数：用显微镜先在低倍镜下找到计数区后，再转换中倍镜(16*10)观察记录包括固着型纤毛虫在内的原生动物以及包括轮虫在内的后生动物的种类、数量、活性，将观察的某种原后生动物的数量乘以20n，得到1ml好氧池污泥水中含有的该种原后生动物的数量；

S4、计算：重复制板-计数的步骤2次及以上，计算1ml好氧池污泥水中该种原后生动物的平均数量，具体数量由下表1所示；

反应器启动6天时，160倍下的钟虫图片如图2所示；反应器运行9天、12天、15天时160倍下观察到的轮虫图片如图3所示；

表1.不同启动时间下曝气池中原后生动物的数量

由表1的数据可知，反应器刚开始启动时，生物相主要为细菌类和草履虫等。反应器启动第4天时，镜检观察到了固着型纤毛虫。随后在镜检观察中固着型纤毛虫的数量明显增多。在第7﹑8、9连续3次的取样观察中，固着型纤毛虫的数量分别为812、907、1108个/mL。

反应器启动8天时，观察到了少量轮虫，第9天开始通过观察计算得到的轮虫数量平均在50个/mL。轮虫体形都较小，长度在0.02-0.06mm左右。反应器运行9天、12天、15天时观察到的轮虫图像如附图3所示，15天左右时轮虫体形基本在0.1-0.2mm之间。

实施例3

除微生物镜检外，每日进行常规的的污泥性能(SV30，MLSS，SVI，MLVSS)和各污染物指标(COD、NH₃-N、TN、TP)的检测。10天内各指标的去除效果和污泥的性能变化见表2表3。

表2污染物去除效果

表3污泥性能变化情况

由表1和表2中不同启动时间下曝气池中COD、氨氮的去除率对比可以看出，当活性污泥中出现较多时，活性污泥性能好，处理效果好，出水水质良好。此时系统的COD，NH₃-N，TN，TP去除效果都较好，去除率分别达到了95.81％，97.26％，85.19％，77.81％。培养期的活性污泥中出现轮虫表明污泥基本培养成熟，是污泥成熟的标志。此时，污染物的去除效果都较好，COD，NH₃-N去除率都能达到95％以上，TN去除率达到了89.62％，TP也有85.17％，整个污泥系统基本稳定。

表2和表3的实验结果表明在培养过程中各指标的去除率基本是在逐渐提高的，培养10天后，COD，NH₃-N去除率能够稳定在95％以上，TN去除率能达到85％以上，TP也能稳定在80％以上，污泥性能也相对比较稳定，间接反应了污泥在连续的培养过程中是在逐渐提高并趋向稳定的。

实施例表明，原后生动物变化、污泥性能变化和污染物去除效果三者呈正相关趋势。当通过镜检观察到的指示生物尤其是固着型纤毛虫和轮虫的生物活性较好且数量达到设定的判断标准时，污泥性能正常，各污染物去除率也较高，因此可以通过原后生动物作为指示生物反映污泥性能状态，判断反应器启动进程。

本领域的技术人员应理解，以上所述仅为本发明的若干个具体实施方式，而不是全部实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，还可以做出许多变形和改进，所有未超出权利要求所述的变形或改进均应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种疏浚底泥快速启动A²/O系统的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1、取疏浚底泥闷曝1-3天，闷曝过程中控制溶解氧在2-5mg/L，静置后去除上层浮泥，剩余底泥留存待用；

S2、将闷曝后的底泥投加至A²O+MBR反应器中，在厌氧池、缺氧池和好氧池内的投加量均占各自池体总容量的50-75％，控制厌氧池内溶解氧在0-0.2mg/L，缺氧池内溶解氧在0.3-0.5mg/L，好氧池内溶解氧在1.5-4mg/L，pH为6.5-8.5；

S3、采用连续流的方式培养，进水为人工配制的营养液，厌氧池的进水流量、好氧池的出水流量均为15-30mL/min，总停留时间16-32h，在厌氧池和缺氧池停留时间均为4-8h，在好氧池的停留时间为8-16h，连续培养7天以上。

2.根据权利要求1所述一种疏浚底泥快速启动A²/O系统的方法，其特征在于，所述疏浚底泥为取自距离河床上表面0.3-0.5m位置处的底泥。

3.根据权利要求1所述一种疏浚底泥快速启动A²/O系统的方法，其特征在于，步骤S1中所述疏浚底泥的闷曝过程分两步进行：控制溶解氧在2-5mg/L，闷曝4-8h后停止曝气并静置，去除上层浮泥，加入营养液再闷曝1-2天。

4.根据权利要求1或3所述一种疏浚底泥快速启动A²/O系统的方法，其特征在于，所述营养液中COD的浓度为300-600mg/L，NH₃-N的浓度为25-40mg/L，TP的浓度为2-5mg/L，其中COD由葡萄糖提供，NH₃-N由氯化铵提供，TP由磷酸二氢钾提供。

5.根据权利要求1所述一种疏浚底泥快速启动A²/O系统的方法，其特征在于，所述厌氧池的进水流量、好氧池的出水流量、从好氧池到厌氧池的污泥回流流量均为20mL/min，从厌氧池到缺氧池、从缺氧池到好氧池的泥水转换流量均为40mL/min。

6.根据权利要求1所述一种疏浚底泥快速启动A²/O系统的方法，其特征在于，所述好氧池内泥水经排出前要经过超滤膜的处理。

7.一种判断疏浚底泥快速启动A²/O系统成功启动的方法，其特征在于，具体步骤为：取好氧池的污泥水在显微镜下进行指示生物观察，分别记录1ml好氧池污泥水中固着型纤毛虫的平均数量X和轮虫的平均数量Y，所述固着型纤毛虫属于原生动物，所述轮虫属于后生动物，当X的数量连续3次及以上≥800，同时45≤Y≦150，说明A²/O系统成功启动。

8.根据权利要求7所述一种判断疏浚底泥快速启动A²/O系统成功启动的方法，其特征在于，所述1ml好氧池污泥水中固着型纤毛虫的平均数量X和轮虫的平均数量Y的具体步骤如下：

S1、取样：每天取好氧池的污泥水2-3次，每次取50-100ml，加蒸馏水稀释n倍至以每小格内的固着型纤毛虫和轮虫可数为度，其中n≥1；

S2、制板：标定滴定管每一滴水的体积为0.05mL，在计数板上滴加1滴稀释后的污泥水；

S3、计数：显微镜下观察记录固着型纤毛虫的数量，将观察的固着型纤毛虫数量乘以20n，得到1ml好氧池污泥水中含有的固着型纤毛虫的数量，重复制板-计数的步骤2次及以上，计算1ml好氧池污泥水中固着型纤毛虫的平均数量X；在记录固着型纤毛虫数量的同时记录轮虫的数量，同样方法计算得到1ml好氧池污泥水中轮虫的平均数量Y。

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