CN112607850A - 强化内核及骨架的好氧颗粒污泥及其培养方法 - Google Patents
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Abstract
强化内核及骨架的好氧颗粒污泥及其培养方法，属于污水处理方法技术领域。在普通活性污泥污水处理系统中投加微载体进行培养，得到强化内核及骨架的好氧颗粒污泥。缩短好氧颗粒污泥的培养周期并改善其长期运行过程中不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明属于污水处理方法技术领域，尤其涉及一种强化内核及骨架的好氧颗粒污泥及其培养方法。
背景技术
好氧颗粒污泥(好氧颗粒污泥)由微生物自絮凝形成，具有沉降性好，生物量大，抗冲击负荷能力强等优点。由于好氧颗粒污泥独特的结构，在其内部存在着不同的氧化还原环境，从内部的厌氧、中部的缺氧到外部的好氧，这允许好氧颗粒污泥中存在不能功能作用的菌群，从而使在好氧颗粒污泥工艺中实现同步脱氮、脱碳及除磷成为可能。自好氧颗粒污泥工艺被开发出来，被认为可以取代传统活性污泥工艺最有前途的新型处理技术之一。近年来，许多研究者对好氧颗粒污泥的快速培养及稳定运行做了大量的研究。但是，虽然各种方法都一定程度加速了好氧颗粒污泥的形成，但是好氧颗粒污泥在长期运行过程中，尤其粒径变大后，颗粒内部由于厌氧水解作用，中空破碎，导致好氧颗粒污泥工艺不能稳定运行。启动慢和长期运行不稳定这两个原因成为制约好氧颗粒污泥工艺在工程上的广泛应用。
最近研究表明，通过投加活性炭颗粒、沸石颗粒、活性炭纤维和干化污泥等可以加速好氧颗粒污泥的形成，这些方法都是基于晶核假说，为好氧颗粒污泥初始的形成提供载体，但是长期运行过程中，并不能解决好氧颗粒污泥的不稳定问题。
发明内容
有鉴于此，本发明从好氧颗粒污泥本身的结构出发，目的是在于提供一种强化内核及骨架的好氧颗粒污泥及其培养方法，缩短好氧颗粒污泥的培养周期并改善其长期运行过程中不稳定的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种强化内核及骨架的好氧颗粒污泥及其培养方法，所述方法包括以下步骤：在普通活性污泥污水处理系统中投加微载体进行培养，得到强化内核及骨架的好氧颗粒污泥。
所述培养是在序批式活性污泥反应器中进行，在序批式反应器中接种活性污泥和微载体进行好氧颗粒污泥的培养，得到强化内核及骨架的好氧颗粒污泥。
所述序批式的培养方式，每个周期5～8h，包括：进水阶段5min、厌氧搅拌阶段2～3h、曝气阶段1h～2h、缺氧搅拌阶段2～3h、沉淀阶段3～20min、排水阶段和闲置阶段共7个阶段，其中，沉淀阶段时间随污泥沉降性变好从30min逐步降低为3min，减少的沉淀时间相应增加为缺氧搅拌的时间。
作为优选，所述培养实在序批式反应器中进行，活性污泥的接种量为4000～6000mg/L，微载体的接种量为20～25万个/L；所述反应器的反应温度为20～30℃，pH＝7.5～8.5；曝气阶段表面气速为0.66～1.0cm/s，DO≥4.0mg/L。
作为优选，最终的好氧颗粒污泥的颜色为黄褐色，形状为均匀的球状，粒径为0.4mm～2mm，MLSS为4000～6000mg/L，污泥体积指数SVI为20～40mL/g。
所述微载体为人工合成的生物材料或天然生物材料。
所述的人工合成的生物材料选自聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA4000)、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚乳酸、聚羟基酸、聚乳酸醇酸共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚酸酐、聚酸酯、聚酰胺、聚氨基酸、聚缩醛、聚氰基丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、聚吡咯、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚氧化乙烯中的至少一种。
所述的天然生物材料为选自胶原、蛋白多糖、糖蛋白、明胶、明胶衍生物、藻酸盐、藻酸盐衍生物、琼脂、基质胶、透明质酸、层连接蛋白、纤维连接蛋白或组织脱细胞化材料中的至少一种。
所述的微载体具有弹性三维多孔结构，孔隙率>90％，粒径100～200um，，微载体密度略大于水，为1.004～1.064g/cm3。
本发明提供了一种强化内核及骨架的好氧颗粒污泥，所述强化内核及骨架的好氧颗粒污泥由上述方法培养得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明选取的加速好氧颗粒污泥培养的微载体，所用材料为环境友好型，可通过药剂降解，微载体在水中具有良好的分散性。微载体密度略大于水，有较好的沉降性能，且运行时具有良好的流化性，更节省能耗。
(2)本发明添加的微载体具有弹性三维多孔结构，不会影响基质的传质，微生物可以在载体内部生长，微载体不仅可作为好氧颗粒污泥的内核且可发展成为好氧颗粒污泥骨架结构，增强好氧颗粒污泥的强度，在曝气池内可以承受更强的高压水冲、曝气冲刷、污泥间碰撞切割等。
(3)本发明培养的好氧颗粒污泥培养周期短，培养成熟的好氧颗粒污泥具有更强的稳定性，微载体作为好氧颗粒污泥的内核及骨架结构，颗粒破碎后微载体可被重复利用，使得解体的好氧颗粒污泥系统更快的恢复。
附图说明
图1为微载体接种后分散在泥水混合液中的显微镜图像
图2为微载体的电子显微镜图像
图3为培养完成的好氧颗粒污泥图像
图4为实施例1反应器培养及稳定运行情况
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种强化内核及骨架的好氧颗粒污泥培养方法，具体实施是在序批式活性污泥反应器中进行，反应器高径比为10：1(内径8cm，高80cm)；反应器的反应温度为20-30℃，表面气速为0.66～1cm/s，DO≥4.0mg/L，pH＝7.5～8.5。序批式过程包括：进水阶段、厌氧搅拌阶段、曝气阶段、缺氧搅拌阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段共7个阶段，7个阶段根据每个阶段运行情况做时间调整，沉淀阶段随污泥沉降性变好从30min逐步降低为1min，减少的沉淀时间相应增加为缺氧搅拌的时间。反应器中活性污泥的接种量为4000～6000mg/L，反应器中微载体的投加量为20～25万个/L。
实施例1
在反应器(高径比为10：1)中接种活性污泥5400mg/L和微载体20万个/L，控制反应温度为25℃，pH＝7.5～8.5，曝气阶段表面气速0.8cm/s，DO≥4.0mg/L。序批示周期6h，其中进水5min，厌氧搅拌2h，曝气2h，缺氧搅拌1h 20min～1h 47min，沉淀30～3min，排水和闲置5min。采用人工配置的市政污水(氨氮为60～70mg/L、TP为4～6mg/L，COD为250～320mg/L)进行培养，在第25天，反应器中粒径大于200um的颗粒污泥占反应器的主体，粒径在0.6～1.0mm之间，具有很好的沉降性，COD、氨氮的去除率均在90％以上，总氮的去除率在75％以上。
实施例2
在反应器(高径比为10：1)中接种活性污泥4000mg/L和微载体25万个/L，控制反应温度为25℃，表面气速1.0cm/s，DO≥4.0mg/L，pH＝7.5～8.5。序批示周期8h，其中进水5min，厌氧搅拌2h，曝气2.5h，缺氧搅拌2h 50min～3h 17min，沉淀30～3min，排水和闲置5min。采用人工配置的市政污水(氨氮为60～70mg/L、TP为4～6mg/L，COD为250～320mg/L)进行培养，在第27天，反应器中粒径大于200um的颗粒污泥占反应器的主体，粒径在0.5～1.7mm之间，具有很好的沉降性，COD、氨氮的去除率均在90％以上，总氮的去除率在75％以上。
Claims (7)
1.一种强化内核及骨架的好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，包括以下步骤：在活性污泥污水处理系统中投加微载体进行培养，得到强化内核及骨架的好氧颗粒污泥。
2.按照权利要求1所述的一种强化内核及骨架的好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述培养是在序批式活性污泥反应器中进行，在序批式反应器中接种活性污泥和微载体进行好氧颗粒污泥的培养，得到强化内核及骨架的好氧颗粒污泥。
3.按照权利要求2所述的一种强化内核及骨架的好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述序批式的培养方式，每个周期5～8h，包括：进水阶段5min、厌氧搅拌阶段2～3h、曝气阶段1h～2h、缺氧搅拌阶段2～3h、沉淀阶段3～20min、排水阶段和闲置阶段共7个阶段，其中，沉淀阶段时间随污泥沉降性变好从30min逐步降低为3min，减少的沉淀时间相应增加为缺氧搅拌的时间。
4.按照权利要求3所述的一种强化内核及骨架的好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述培养实在序批式反应器中进行，活性污泥的接种量为4000～6000mg/L，微载体的接种量为20～25万个/L；所述反应器的反应温度为20～30℃，pH＝7.5～8.5；曝气阶段表面气速为0.66～1.0cm/s，DO≥4.0mg/L。
5.按照权利要求1所述的一种强化内核及骨架的好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述微载体为人工合成的生物材料或天然生物材料；
所述的人工合成的生物材料选自聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA4000)、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚乳酸、聚羟基酸、聚乳酸醇酸共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚酸酐、聚酸酯、聚酰胺、聚氨基酸、聚缩醛、聚氰基丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、聚吡咯、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚氧化乙烯中的至少一种；
所述的天然生物材料为选自胶原、蛋白多糖、糖蛋白、明胶、明胶衍生物、藻酸盐、藻酸盐衍生物、琼脂、基质胶、透明质酸、层连接蛋白、纤维连接蛋白或组织脱细胞化材料中的至少一种。
6.按照权利要求1所述的一种强化内核及骨架的好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述的微载体具有弹性三维多孔结构，孔隙率>90％，粒径100～200um，，微载体密度略大于水，为1.004～1.064g/cm3。
7.按照权利要求1所述的一种强化内核及骨架的好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，最终的好氧颗粒污泥的颜色为黄褐色，形状为均匀的球状，粒径为0.4mm～2mm，MLSS为4000～6000mg/L，污泥体积指数SVI为20～40mL/g。
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- 2020-12-08 CN CN202011461630.0A patent/CN112607850A/zh active Pending
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