CN113184985B - 一种促进好氧颗粒污泥稳定运行的方法 - Google Patents

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Abstract

一种促进好氧颗粒污泥稳定运行的方法，其包括取样、计算外比表面积、污泥浓度监控和SBR反应器调节，本发明通过控制小颗粒在好氧颗粒污泥中的占比，使得好氧颗粒污泥系统在满足既定氨氮负荷的同时，又可以减少系统中小颗粒对于溶解氧等微生物生存物质的竞争，从而有效减少较大粒径颗粒的解体，进而有利用好氧颗粒污泥系统的稳定运行以及污泥浓度的提升。

Description

一种促进好氧颗粒污泥稳定运行的方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体为一种促进好氧颗粒污泥稳定运行的方法。
背景技术
好氧颗粒污泥是微生物相互粘附形成的颗粒聚集体，与传统活性污泥技术相比，其具有结构致密、沉降性好、生物保留量高、抗冲击负荷能力强以及易于保留缓慢生长微生物等优势。此外，好氧颗粒内部存在溶解氧梯度，使得好氧颗粒能同时进行硝化反硝化，从而提高系统的脱氮能力。因此，在污水处理领域，尤其是含氮废水的处理，好氧颗粒污泥技术绝对是一种新型、高效、节能、环保的污水处理技术。所以，在污水处理领域开展了大量的好氧颗粒污泥方面的研究。但大量的研究结果表明，好氧颗粒污泥具有不稳定、运行过程中容易解体等问题，这成了制约好氧颗粒污泥工艺大规模工程应用的瓶颈，即使在已建成的好氧颗粒污泥处理系统中依然存在大量的絮状污泥，说明目前在工业化应用方面并没有解决好氧颗粒污泥不稳定的问题。相关研究发现，以乙酸、丙酸等挥发性脂肪酸为有机碳源或低有机负荷条件，有利于好氧颗粒污泥系统的稳定性。同时，也有研究发现，低有机负荷条件下，由于颗粒内部胞外聚合物（EPS）的过度消耗亦可导致好氧颗粒污泥解体。
现在没有明确的系统的好氧颗粒污泥稳定性运行控制工艺及方法，因此，研究简单易行的好氧颗粒污泥稳定运行方法至关重要。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种促进好氧颗粒污泥稳定运行的方法，有效的解决了现在没有明确的系统的好氧颗粒污泥稳定性运行控制工艺及方法，因此，研究简单易行的好氧颗粒污泥稳定运行方法至关重要的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明包括如下步骤1）取样：从反应器中取混合均匀的泥水混合物100-200毫升，用筛孔尺寸为0.2毫米的多孔筛过筛，分离小颗粒<0.2mm与大颗粒≥0.2mm；好氧颗粒污泥粒径大于等于0.2mm的颗粒为颗粒污泥，粒径小于0.2mm的颗粒，为絮状污泥，肉眼可见为沉淀于颗粒层上部的松散絮状物；
2）计算外比表面积：分别测量或计算大、小颗粒的粒径级配、污泥浓度、堆积体积、孔隙率、颗粒密度，根据粒径级配计算大、小颗粒的平均粒径，为了简化计算，假定颗粒都为圆球形，进而计算出反应器内大、小颗粒单位质量的外比表面积（cm2/g）以及单位体积的外比表面积（cm2/L）；
3）污泥浓度监控：每隔2天监控一次好氧颗粒污泥系统大、小颗粒的污泥浓度，如果连续三次大颗粒污泥浓度减少或者不变，而小颗粒的污泥浓度增加，则说明好氧颗粒污泥系统运行开始失稳，此时，进一步测试最后一次测试大、小颗粒的平均粒径，计算出其单位体积的总外比表面积，用小颗粒的总外比表面积减去大颗粒的外比表面积，就是需要从系统中排出的小颗粒的总外比表面积量，并将其换算成堆积体积，而有利于后续测试判断；
4）SBR反应器调节：通过逐渐减少沉降时间的方式调控，其它运行模式可根据大、小颗粒沉淀位置的不同，对其进行分离。
根据上述技术方案：所述步骤4）SBR反应器调节方式为：通过减少沉淀时间，使小颗粒的堆积体积小于大颗粒堆积的体积的五分之一，基本保持大小颗粒有着基本相同的比表面积。
根据上述技术方案：所述步骤1）中：完全颗粒化后大颗粒好氧颗粒污泥的平均外比表面积为400-900cm2/g；小颗粒好氧颗粒污泥平均外比表面约为2000-5000cm2/g。
有益效果：1）本发明通过控制好氧颗粒污泥系统中的小颗粒比例，使得好氧颗粒污泥系统满足氨氮负荷的同时，而减少了与系统中好氧大颗粒的竞争，从而有效避免好氧大颗粒的解体，有利于好氧颗粒污泥系统稳定运行以及较高污泥浓度的维持；
2）在成熟的好氧颗粒污泥系统，小颗粒（絮状污泥）的质量百分比都是低于10%，但是，虽然质量百分比低，但由于其粒径小，外比表面积大，如果换算成外比表面积百分比，其比重可以达到50%，甚至更高，由于溶解氧以及有机物的消耗首先发生在颗粒的外层，所以，使得质量较大但比表面积较小的大颗粒无法获得足够的生存物质，因此，通过外比表面积总量控制各种颗粒占比能够有效解决好氧颗粒磨损以及解体问题，有利于好氧颗粒系统的稳定性；
3）由于改变质量的控制策略，通过外比表面积控制絮状污泥的总量，使得大颗粒可获得更多的营养，有利于大颗粒EPS的提升，使得颗粒强度提高，有利于好氧颗粒系统的稳定性并延长每个颗粒的使用寿命，使得每个好氧颗粒都是一个独立完整的微型污水处理器；
4）大量大颗粒的存在以及粒径的稳步上升，导致系统内的反硝化区逐渐增多，进一步使得系统的反硝化效率显著提高，与未经过调理的好氧颗粒污泥系统比，其反硝化效率至少提高10%以上。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明流程框图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。
实施例，由图1给出，本发明提供一种促进好氧颗粒污泥稳定运行的方法，包括如下步骤1）取样：从反应器中取混合均匀的泥水混合物100-200毫升，用筛孔尺寸为0.2毫米的多孔筛过筛，分离小颗粒<0.2mm与大颗粒≥0.2mm；好氧颗粒污泥粒径大于等于0.2mm的颗粒为颗粒污泥，粒径小于0.2mm的颗粒，为絮状污泥，肉眼可见为沉淀于颗粒层上部的松散絮状物；
2）计算外比表面积：分别测量或计算大、小颗粒的粒径级配、污泥浓度、堆积体积、孔隙率、颗粒密度，根据粒径级配计算大、小颗粒的平均粒径，为了简化计算，假定颗粒都为圆球形，进而计算出反应器内大、小颗粒单位质量的外比表面积（cm2/g）以及单位体积的外比表面积（cm2/L），氨氧化菌主要分布在好氧颗粒的外层，大颗粒由于较小的外比表面积，如果反应器内只有大颗粒往往无法为氨氧化菌提供足够的生存空间，但大颗粒由于有较多的缺氧区有利于反硝化，因此，在系统内优先保留大颗粒的基础上，进一步减少系统内小颗粒的量，使单位体积内小颗粒的总外比表面积始终小于大颗粒的外比表面积；
3）污泥浓度监控：每隔2天监控一次好氧颗粒污泥系统大、小颗粒的污泥浓度，如果连续三次大颗粒污泥浓度减少或者不变，而小颗粒的污泥浓度增加，则说明好氧颗粒污泥系统运行开始失稳，此时，进一步测试最后一次测试大、小颗粒的平均粒径，计算出其单位体积的总外比表面积，用小颗粒的总外比表面积减去大颗粒的外比表面积，就是需要从系统中排出的小颗粒的总外比表面积量，并将其换算成堆积体积，而有利于后续测试判断；
4）SBR反应器调节：通过逐渐减少沉降时间的方式调控，其它运行模式可根据大、小颗粒沉淀位置的不同，对其进行分离。
所述步骤4）SBR反应器调节方式为：通过减少沉淀时间，使小颗粒的堆积体积小于大颗粒堆积的体积的五分之一，基本保持大小颗粒有着基本相同的比表面积。
所述步骤1）中：完全颗粒化后大颗粒好氧颗粒污泥的平均外比表面积为400-900cm2/g；小颗粒好氧颗粒污泥平均外比表面约为2000-5000cm2/g。
有益效果：1）本发明通过控制好氧颗粒污泥系统中的小颗粒比例，使得好氧颗粒污泥系统满足氨氮负荷的同时，而减少了与系统中好氧大颗粒的竞争，从而有效避免好氧大颗粒的解体，有利于好氧颗粒污泥系统稳定运行以及较高污泥浓度的维持；
2）在成熟的好氧颗粒污泥系统，小颗粒（絮状污泥）的质量百分比都是低于10%，但是，虽然质量百分比低，但由于其粒径小，外比表面积大，如果换算成外比表面积百分比，其比重可以达到50%，甚至更高，由于溶解氧以及有机物的消耗首先发生在颗粒的外层，所以，使得质量较大但比表面积较小的大颗粒无法获得足够的生存物质，因此，通过外比表面积总量控制各种颗粒占比能够有效解决好氧颗粒磨损以及解体问题，有利于好氧颗粒系统的稳定性；
3）由于改变质量的控制策略，通过外比表面积控制絮状污泥的总量，使得大颗粒可获得更多的营养，有利于大颗粒EPS的提升，使得颗粒强度提高，有利于好氧颗粒系统的稳定性并延长每个颗粒的使用寿命，使得每个好氧颗粒都是一个独立完整的微型污水处理器；
4）大量大颗粒的存在以及粒径的稳步上升，导致系统内的反硝化区逐渐增多，进一步使得系统的反硝化效率显著提高，与未经过调理的好氧颗粒污泥系统比，其反硝化效率至少提高10%以上。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种促进好氧颗粒污泥稳定运行的方法，其特征在于：包括如下步骤1）取样：从反应器中取混合均匀的泥水混合物100-200毫升，用筛孔尺寸为0.2毫米的多孔筛过筛，分离小颗粒<0.2mm与大颗粒≥0.2mm；好氧颗粒污泥粒径大于等于0.2mm的颗粒为颗粒污泥，粒径小于0.2mm的颗粒，为絮状污泥，肉眼可见为沉淀于颗粒层上部的松散絮状物；
步骤2）计算外比表面积：分别测量或计算大、小颗粒的粒径级配、污泥浓度、堆积体积、孔隙率、颗粒密度，根据粒径级配计算大、小颗粒的平均粒径，为了简化计算，假定颗粒都为圆球形，进而计算出反应器内大、小颗粒单位质量的外比表面积（cm2/g）以及单位体积的外比表面积（cm2/L）；
步骤3）污泥浓度监控：每隔2天监控一次好氧颗粒污泥系统大、小颗粒的污泥浓度，如果连续三次大颗粒污泥浓度减少或者不变，而小颗粒的污泥浓度增加，则说明好氧颗粒污泥系统运行开始失稳，此时，进一步测试最后一次测试大、小颗粒的平均粒径，计算出其单位体积的总外比表面积，用小颗粒的总外比表面积减去大颗粒的外比表面积，就是需要从系统中排出的小颗粒的总外比表面积量，并将其换算成堆积体积，而有利于后续测试判断；
步骤4）SBR反应器调节：通过逐渐减少沉降时间的方式调控，其它运行模式可根据大、小颗粒沉淀位置的不同，对其进行分离。
2.根据权利要求1所述的一种促进好氧颗粒污泥稳定运行的方法，其特征在于，所述步骤4）SBR反应器调节方式为：通过减少沉淀时间，使小颗粒的堆积体积小于大颗粒堆积的体积的五分之一，基本保持大小颗粒有着基本相同的比表面积。
3.根据权利要求1所述的一种促进好氧颗粒污泥稳定运行的方法，其特征在于，所述步骤1）中：完全颗粒化后大颗粒好氧颗粒污泥的平均外比表面积为400-900cm2/g；小颗粒好氧颗粒污泥平均外比表面为2000-5000cm2/g。
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