申请日2016.08.30
公开(公告)日2017.01.04
IPC分类号C02F3/00; C02F3/34
摘要
一种生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法：采用工艺变更、加入微生物生长促进剂或加入生物酶的方法来消除生化系统中活性污泥粘性膨胀;所述的工艺变更措施选自：将活性污泥工艺变更为生物膜工艺;将活性污泥工艺变更为水解酸化+好氧工艺;将活性污泥工艺变更为微氧工艺。采用本发明方法，可改变微生物菌群的生长和增殖条件，改善污泥菌胶团结构，降低污泥粘度，从而提高污泥沉降性，消除污泥粘性膨胀。
权利要求书
1.一种生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其特征在于：采用工艺变更、加入微生物生长促进剂或加入生物酶的方法来消除生化系统中活性污泥粘性膨胀;所述的工艺变更措施选自：
(1)将活性污泥工艺变更为生物膜工艺;
(2)将活性污泥工艺变更为水解酸化+好氧工艺;
(3)将活性污泥工艺变更为微氧工艺。
2.根据权利要求1所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其特征在于：所述生物膜工艺为接触氧化工艺或MBBR。
3.根据权利要求1所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其特征在于：所述“水解酸化+好氧工艺”污泥负荷≤0.3kgCOD/(kgMLSS.d)。
4.根据权利要求1所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其特征在于：所述微氧工艺溶解氧为0.1~0.3mg/L。
5.根据权利要求1所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其特征在于：所述微氧工艺中污泥负荷≤0.2kgCOD/(kgMLSS.d)。
6.根据权利要求1-5任何一项所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其特征在于：所述微生物营养促进剂选自酵母浸粉、玉米浆干粉、糖蜜粉、牛肉膏干粉、胰蛋白胨干粉中的一种或多种，或者为pH 5.0~8.0条件下的土壤浸提液。
7.根据权利要求1-5任何一项所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其特征在于：所述生物酶为多糖酶、肽酶、蛋白酶中的一种或多种。
8.根据权利要求1-5任何一项所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其特征在于：所述微生物营养促进剂的组分包含：以重量份配比计，
玉米浆干粉40-50;糖蜜粉10-20;
营养盐5-10;微量元素0.5-1。
9.根据权利要求7所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其特征在于：所述微生物营养促进剂的组分还包含5-10重量份的粉末活性炭与/或5-10重量份的酵母浸粉。
10.根据权利要求8所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其特征在于，所述微生物营养促进剂的组分为：
玉米浆干粉44-46;糖蜜粉13-17;
营养盐6-8;微量元素0.6-0.8;
粉末活性炭7-9;酵母浸粉6-8。
11.根据权利要求9所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其特征在于，所述微生物营养促进剂的组分为：
玉米浆干粉45;糖蜜粉15;
营养盐7;微量元素0.7;
粉末活性炭8;酵母浸粉7。
说明书
生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法
技术领域
本发明属于废水生化处理技术领域，具体来说是一种生化系统中污泥粘性膨胀的消除方法。
背景技术
活性污泥法处理废水是生化法的核心和基础。由于废水水质和工艺参数不合适，容易导致活性污泥膨胀现象。据统计，采用生化工艺的污水站中50%以上发生过污泥膨胀。严重的污泥膨胀导致污泥流失甚至系统崩溃影响生化系统运行稳定性。
污泥膨胀包括丝状菌膨胀和粘性膨胀。丝状菌膨胀通常出现较多，应对丝状菌膨胀有治标措施和治本措施。治标措施包括提高pH杀灭丝状菌、投加絮凝剂/黏土等提高污泥沉降性、提高污泥回流比等;治本措施包括：①改变单一的好氧工艺，生化池中增加缺氧段或高负荷污泥选择区;②提高生化池溶氧;③提高污泥负荷等;④平衡营养配比等。不同的丝状菌膨胀需要的不同的治理措施，相关的研究和工程实践较多。
污泥粘性膨胀与丝状菌膨胀相比，发生的概率较小，在实际工程中不易受重视;若发生则治理较困难。污泥粘性膨胀通常发生在水质较简单的废水和高盐废水处理。目前对污泥粘性膨胀发生的机理，尚缺乏统一认识。一些污水站发生污泥粘性膨胀后，长期找不到污泥粘性膨胀发生的原因，也找不到一种有效的污泥粘性膨胀消除措施;使污水站达不到设计负荷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是主要针对生化系统中出现的污泥粘性膨胀问题，提供一种生化系统中污泥粘性膨胀的消除方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下方案来实现的。本发明是一种生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其特点是：采用工艺变更、加入微生物生长促进剂或加入生物酶的方法来消除生化系统中活性污泥粘性膨胀;所述的工艺变更措施选自：
(1)将活性污泥工艺变更为生物膜工艺;
(2)将活性污泥工艺变更为水解酸化+好氧工艺;
(3)将活性污泥工艺变更为微氧工艺。
本发明所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其进一步优选的技术方案是：所述生物膜工艺为接触氧化工艺或MBBR。
本发明所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其进一步优选的技术方案是：所述“水解酸化+好氧工艺”污泥负荷≤0.3kgCOD/(kgMLSS.d)。
本发明所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其进一步优选的技术方案是：所述微氧工艺溶解氧为0.1~0.3mg/L。
本发明所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其进一步优选的技术方案是：所述微氧工艺中污泥负荷≤0.2kgCOD/(kgMLSS.d)。增加混合液回流量或污泥回流量，避免生化池中局部污泥负荷超过0.2kgCOD/(kgMLSS.d)。
本发明所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其进一步优选的技术方案是：所述微生物营养促进剂选自酵母浸粉、玉米浆干粉、糖蜜粉、牛肉膏干粉、胰蛋白胨干粉中的一种或多种，或者为pH 5.0~8.0条件下的土壤浸提液。
本发明所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其进一步优选的技术方案是：所述生物酶为多糖酶、肽酶、蛋白酶中的一种或多种。
本发明所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法，其进一步优选的技术方案是：所述微生物营养促进剂的组分包含：以重量份配比计，
玉米浆干粉40-50;糖蜜粉10-20;
营养盐5-10;微量元素0.5-1。
所述微生物营养促进剂的组分还可以包含5-10重量份的粉末活性炭与/或5-10重量份的酵母浸粉。
优选的微生物营养促进剂的组分为：
玉米浆干粉44-46;糖蜜粉13-17;
营养盐6-8;微量元素0.6-0.8;
粉末活性炭7-9;酵母浸粉6-8。
最优选的微生物营养促进剂的组分为：
玉米浆干粉45;糖蜜粉15;
营养盐7;微量元素0.7;
粉末活性炭8;酵母浸粉7。
本发明中所述的微生物生长促进剂可以采用现有技术中公开的或市售的微生物生长促进剂，优选使用本发明中公开的微生物生长促进剂。本发明公开的微生物生长促进剂中，所述的营养盐、微量元素可以采用现有技术中常规的营养盐、微量元素。主要的营养盐有N、S、P、K、Ca、Mg盐，微量元素主要有铁、硅、锌、铜、碘、溴、硒、锰等。其组分均为市场上常见的物质，价格低廉。其中，玉米浆干粉是玉米发酵过程中，以玉米发酵剩余浆液经低温、瞬间加热喷雾干燥而成，含有水溶性蛋白质、P、亚硫酸盐、维生素、微量元素等营养元素。
糖蜜粉是制糖的剩余产物，含有水溶性蛋白质、黄腐酸、氧化钾11.7%、氮3%、磷0.4%、粗蛋白含量19.78%、氨基酸8.51%，以及大量的B族维生素、维生素C、肌醇、多糖等，pH在5-6之间，其活性是天然腐殖酸的10倍，还含有多种维生素、微量元素、菌体蛋白、核酸、表面活性物及生长因子(生物活性物质)等。
酵母浸粉是通过酵母细胞壁粉中蛋白质等物质水解获得的氨基酸、肽、小分子蛋白、核苷酸、糖、维生素和风味化合物，含有丰富的微量元素、活性物质和生长因子。酵母浸粉分为啤酒酵母浸粉和面包酵母浸粉。
蛋白胨是将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的外观呈淡黄色的粉剂，含有机氮化合物、维生素和糖类，能为微生物提供C源、N源、生长因子等营养物质。
本发明方法通过工艺变更，创造多样的微生物生长环境，有利于提高生化系统中微生物菌群的多样性，从而改善污泥絮体结构，提高其沉降性能。通过工艺参数调整，降低微生物细胞的代谢速率，从而减少胞外聚合物的合成和蓄积速率。加入微生物生长促进剂，为细胞的生长、增殖提供充足的营养元素和生长因子，促进细胞对废水中有机物的分解作用，同时促进某些微生物菌群的生长，提高微生物菌群多样性。加入生物酶有助于分解胞外聚合物EPS，降低细胞粘度，从而提高污泥沉降性。
与现有技术相比，本发明方法的有益效果：
本发明方法提高生化系统中降解菌群的多样性、降低胞外聚合物(EPS)浓度，从而改善污泥菌胶团结构、提高污泥活性和污泥沉降性能。能够有效解决生化系统的污泥粘性膨胀问题。能够以现有生化系统基础为进行调整，投资小、见效快。
具体实施方法
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法：采用工艺变更、加入微生物生长促进剂或加入生物酶的方法来消除生化系统中活性污泥粘性膨胀;所述的工艺变更措施选自：
(1)将活性污泥工艺变更为生物膜工艺;
(2)将活性污泥工艺变更为水解酸化+好氧工艺;
(3)将活性污泥工艺变更为微氧工艺。
实施例2，实施例1所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述生物膜工艺为接触氧化工艺或MBBR。
实施例3，实施例1所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述微氧工艺溶解氧为0.1~0.3mg/L。所述微氧工艺中污泥负荷≤0.2kgCOD/(kgMLSS.d)，增加混合液回流量或污泥回流量，避免生化池中局部污泥负荷超过0.2kgCOD/(kgMLSS.d)。
实施例4，实施例1所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述“水解酸化+好氧工艺”污泥负荷≤0.3kgCOD/(kgMLSS.d)。
实施例5，实施例1-4任何一项所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述微生物营养促进剂选自酵母浸粉、玉米浆干粉、糖蜜粉、牛肉膏干粉、胰蛋白胨干粉中的一种，或者为pH 5.0~8.0条件下的土壤浸提液。
实施例6，实施例1-4任何一项所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述微生物营养促进剂选自酵母浸粉、玉米浆干粉、糖蜜粉、牛肉膏干粉、胰蛋白胨干粉中的任何2种或3种。
实施例7，实施例1-4任何一项所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述生物酶为多糖酶、肽酶、蛋白酶中的一种或多种。
实施例8，实施例1-4任何一项所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述微生物营养促进剂的组分包含：以重量份配比计，
玉米浆干粉40;糖蜜粉10;
营养盐5;微量元素0.5。
实施例9，实施例1-4任何一项所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述微生物营养促进剂的组分包含：以重量份配比计，
玉米浆干粉50;糖蜜粉20;
营养盐10;微量元素1。
实施例10，实施例9所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述微生物营养促进剂的组分还包含5重量份的粉末活性炭与/或5重量份的酵母浸粉。
实施例11，实施例8所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述微生物营养促进剂的组分还包含10重量份的粉末活性炭与/或10重量份的酵母浸粉。
实施例12，实施例1-4任何一项所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述微生物营养促进剂的组分为：
玉米浆干粉44;糖蜜粉13;
营养盐6;微量元素0.6;
粉末活性炭7;酵母浸粉6。
实施例13，实施例1-4任何一项所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述微生物营养促进剂的组分为：
玉米浆干粉46;糖蜜粉17;
营养盐8;微量元素0.8;
粉末活性炭9;酵母浸粉8。
实施例14，实施例1-4任何一项所述的生化系统中活性污泥粘性膨胀的消除方法中：所述微生物营养促进剂的组分为：
玉米浆干粉45;糖蜜粉15;
营养盐7;微量元素0.7;
粉末活性炭8;酵母浸粉7。
实施例15：乙酸废水的污泥粘性膨胀消除实验
某污水处理站，处理乙酸废水，进水COD 1500mg/L、污泥浓度2000mg/L、停留时间24h，发生污泥膨胀，镜检无丝状菌，SVI超过400。
粘性膨胀消除措施：生化池投加MBBR悬浮填料，填充比30%，保持溶解氧4.0~6.0mg/L，经过30d的调试，污泥全部在MBBR填料表面附着生长，出水清澈，污泥粘性膨胀问题解决。
实施例16：乙酸废水的污泥粘性膨胀消除实验
某污水处理站，处理乙酸废水，进水COD 1500mg/L、污泥浓度2000mg/L、停留时间18h，发生污泥膨胀，镜检无丝状菌，SVI超过400。
粘性膨胀消除措施：生化池投加沉降性能良好的污泥，使污泥浓度达到8000mg/L以上，从而使系统污泥负荷降至0.2kgCOD/(kgMLSS.d)、同时维持溶解氧为1.0~2.0mg/L，保持溶解氧4.0~6.0mg/L，经过30d的稳定运行，SVI始终维持在150以下且未增加。
实施例17：乙酸废水的污泥粘性膨胀消除实验
某污水处理站，处理乙酸废水，进水COD 1500mg/L、污泥浓度2000mg/L、停留时间18h，发生污泥膨胀，镜检无丝状菌，SVI超过400。
粘性膨胀消除措施：进水中投加玉米浆干粉，加入COD 200mg/L、同时降低进水COD浓度进行调试，使污泥负荷不超过0.5kgCOD/(kgMLSS.d);逐步增加污泥浓度并保持污泥负荷始终不超过0.5kgCOD/(kgMLSS.d)。经过40d的时间，污泥浓度培养至5000mg/L以上，SVI逐步降至150以下，并保持稳定。
实施例18：含糖废水的污泥粘性膨胀消除实验
某污水处理站，处理含糖废水，进水COD 6000mg/L，生化工艺为3段好氧系统，其中第一段与第二段系统发生污泥粘性膨胀，第一段系统SVI超过600、第二段系统SVI超过400;第一段系统污泥浓度1500mg/L、第二段系统污泥浓度2000mg/L。
粘性膨胀消除措施：将第一段系统改为水解酸化系统，仅进行搅拌;第二段系统改为微氧系统，控制溶解氧<1.0mg/L。经过50d的时间，第一段系统SVI逐步降至150以下，第二段系统SVI则降至90以下。
实施例19：含糖废水的污泥粘性膨胀消除实验
某污水处理站，处理含糖废水，进水COD 6000mg/L，生化工艺为3段好氧系统，其中第一段与第二段系统发生污泥粘性膨胀，第一段系统SVI超过600、第二段系统SVI超过400;第一段系统污泥浓度1500mg/L、第二段系统污泥浓度2000mg/L，系统中污泥粘度均较大。
粘性膨胀消除措施：在第一段系统中增加接触氧化填料，控制溶解氧2.0~4.0mg/L;第二段系统也增加接触氧化填料，控制溶解氧<1.0~2.0mg/L。经过30d的时间，第一段系统与第二段系统活性污泥全部附着在填料表面生长，且出水清澈，无污泥粘性膨胀。
实施例20：含糖废水的污泥粘性膨胀消除实验
某污水处理站，处理含样废水，进水COD 6000mg/L，生化工艺为3段好氧系统，其中第一段与第二段系统发生污泥粘性膨胀，第一段系统SVI超过600、第二段系统SVI超过400;第一段系统污泥浓度1500mg/L、停第二段系统污泥浓度2000mg/L。
粘性膨胀消除措施：在第一段系统为微氧工艺，控制溶解氧0.1~0.5mg/L;第二段系统为缺氧工艺，控制溶解氧0.5~1.0mg/L。经过30d的时间，第一段系统污泥浓度增加至4000mg/L以上，SVI降至80以下;第二段系统污泥浓度增加至4000mg/L以上，SVI降至100以下。
实施例21：癸二酸废水的污泥粘性膨胀消除实验
某污水处理站，处理癸二酸废水，进水COD 1400~2400mg/L，生化工艺为缺氧/好氧，其中调节池停留时间10h，缺氧池停留时间7h，好氧池停留时间15h，污泥浓度5500mg/L，SVI超过500，二沉池飘泥严重。
粘性膨胀消除措施：调节池中加填料和曝气系统，将调节池改造成酸化调节池，将缺氧池按曝气运行，改造后的工艺为微氧水解酸化+好氧工艺。同时将生化池现有污泥排掉1/2，补充生活污水厂污泥至污泥浓度6000mg/L以上。微氧酸化调节池控制溶解氧0.3~0.5mg/L，好氧池控制溶解氧1.0~2.0mg/L。经过约20天的运行，污水站SVI降至150以下，并且在随后150d内，SVI均小于150。
实施例22：癸二酸废水的污泥粘性膨胀消除实验
某污水处理站，处理癸二酸废水，进水COD 1400~2400mg/L，生化工艺为缺氧/好氧，其中调节池停留时间10h，缺氧池停留时间7h，好氧池停留时间15h，污泥浓度5500mg/L，SVI超过500，二沉池飘泥严重。
粘性膨胀消除措施：①生化池加入多糖酶50mg/L，曝气，控制溶解氧0.1~0.5mg/L，溶解氧恢复至1.0mg/L以后，再加入多糖酶和蛋白酶各25mg/L，曝气，控制溶解氧0.1~0.5mg/L，溶解氧恢复至1.0mg/L以后，测定污泥沉降性和粘度的变化;②进水中加入玉米浆干粉，加入浓度为进水COD的20%，同时加入多糖酶50mg/L。经过35的调试，成功使生化池污泥粘度下降，SVI降至120以下，同时污泥脱水性能得到改善。
实施例23：癸二酸高含盐废水的污泥粘性膨胀消除实验
高盐废水处理中试装置，处理癸二酸高含盐废水，进水COD 4000~5000mg/L，总盐5%~15%，生化工艺为水解酸化+好氧，水解酸化停留时间24h，好氧停留时间48h。好氧池发生污泥粘性膨胀，SVI超过300。
粘性膨胀消除措施：好氧池投加粘土5kg，随后每天加入粘土浸提液3次，每次5L，其它工艺参数保持不变。经过10d的调试运行，SVI降至200以下，再经过10天，SVI降至150以下，同时出水COD也更低。
实施例24：环氧氯丙烷高盐废水的污泥粘性膨胀消除实验
环氧氯丙烷废水处理系统，进水TOC 1000~1200mg/L、盐浓度10%~12%，生化工艺为好氧，好氧停留时间24h，污泥浓度3000mg/L。生化系统发生污泥粘性膨胀，SVI超过300，且污泥负荷越高，污泥粘性膨胀越严重。
污泥膨胀消除措施：加入TOC为200mg/L的玉米浆干粉、糖蜜粉或蛋白胨，控制溶解氧2.0~3.0mg/L，污泥负荷≤0.1kgTOC/(kgMLSS.d)。经过15d的调试，SVI降至200以下，经过20d调试，SVI降至150以下，经过30d调试，SVI降至120以下。
实施例25：环氧氯丙烷高盐废水的污泥粘性膨胀消除实验
环氧氯丙烷废水处理系统，进水TOC 1000~1200mg/L、盐浓度10%~12%，生化工艺为好氧，好氧停留时间24h，污泥浓度3000mg/L。生化系统发生污泥粘性膨胀，SVI超过300，且污泥负荷越高，污泥粘性膨胀越严重。
污泥膨胀消除措施：加入TOC为200mg/L的玉米浆干粉，投加高活性适盐污泥使污泥浓度提高至12000mg/L，控制溶解氧2.0~3.0mg/L，污泥负荷≤0.1kgTOC/(kgMLSS.d)。经过10d的调试，SVI降至200以下，经过15d调试，SVI降至150以下，经过20d调试，SVI降至120以下。
实施例26：环氧氯丙烷高盐废水的污泥粘性膨胀消除实验
环氧氯丙烷废水处理系统，进水TOC 1000~1200mg/L、盐浓度10%~12%，生化工艺为好氧，好氧停留时间24h，污泥浓度3000mg/L。生化系统发生污泥粘性膨胀，SVI超过300，且污泥负荷越高，污泥粘性膨胀越严重。
污泥膨胀消除措施：加入生物绳填料，进水中加入100mg/L的玉米浆干粉，经过约7天左右时间，污泥全部附着在填料表面，生化系统由活性污泥法全部转为生物膜法。
实施例27：环氧氯丙烷高盐废水的污泥粘性膨胀消除实验
环氧氯丙烷废水处理系统，进水TOC 1000~1200mg/L、盐浓度10%~12%，生化工艺为好氧，好氧停留时间24h，污泥浓度3000mg/L。生化系统发生污泥粘性膨胀，SVI超过300，且污泥负荷越高，污泥粘性膨胀越严重。
污泥膨胀消除措施：加入天纤维填料，进水中加入100mg/L的玉米浆干粉，经过约2天时间，污泥就全部附着在碳纤维填料表面，生化系统由活性污泥法全部转为生物膜法。
