申请日2015.01.22
公开(公告)日2016.08.17
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明公开了一种快速实现污泥初始颗粒化的工艺方法，属于污水处理领域。本发明通过沉降使污泥浓缩，通过真空脱水的方法降低普通活性污泥的含水率，提高活性污泥的紧密度;通过筛网滚筒在污泥表面滚动对压的方法将密实后的污泥切割为符合一定指标要求的污泥颗粒，实现污泥初始颗粒化。此种初始颗粒化的污泥投入反应器后，作为形成好氧颗粒污泥的初始聚集体或诱导核，加速好氧颗粒污泥的形成。由此种初始颗粒化的污泥培养获得的好氧颗粒污泥具有较好的稳定性和污染物(COD、氨氮等)去除率。本发明制备工艺简单、成本低廉，可大规模应用于工业化生产。
权利要求书
1.一种快速实现 污泥初始颗粒化的工艺方法，其特征在于：通过沉降使污泥浓缩;通过真空脱水的方法，降低普通活性污泥的含水率，使其变得密实;然后用筛网滚筒滚动对压的方法将密实后的污泥破碎切割成与颗粒污泥粒径相近的初始污泥颗粒;初始污泥颗粒的粒径、含水率、密实度等需保证其不但能承受反应器中的水力剪切力或曝气剪切力，而且能保证良好的传质效果，使氧气和营养物质能扩散到污泥颗粒内部。
2.根据权利要求1所述的一种快速实现污泥初始颗粒化的工艺方法，污泥沉降浓缩过程中可根据入料污泥性质适量添加化学药剂，辅助实现后续工艺，完成初始颗粒化和污泥颗粒成型;普通活性污泥平均粒径小于0.25～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种快速实现污泥初始颗粒化的工艺方法，其特征在于：使普通活性污泥含水率降低而变得紧密的方法为真空脱水;所选用的真空脱水设备需保证入料后普通活性污泥迅速铺开，脱水后的污泥厚度与筛网滚筒的孔径相近;脱水密实后的污泥含水率约为55%～75%;脱水后污泥不可破坏微生物的细胞结构，同时能保证良好的传质效果，使氧气和营养物质能扩散到初始污泥颗粒内部。
4.根据权利要求1所述的一种快速实现污泥初始颗粒化的工艺方法，其特征在于：使脱水后的污泥破碎的方法为筛网滚筒转动与达到一定含水率的污泥对压;筛网的孔径为0.5～2.5mm。
说明书
一种快速实现污泥初始颗粒化的工艺方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及到好氧颗粒污泥处理污水中的一种快速实现污泥初始颗粒化的工艺方法。
背景技术
面对水资源日益匮乏和大面积污染的现状，好氧颗粒污泥被认为是具有广阔应用前景的废水处理技术之一。好氧颗粒污泥技术发展于20世纪90年代，早期的好氧颗粒都是在连续流反应器中培养，Mishima等利用纯氧曝气，在好氧升流式污泥床反应器(Aerobic Upflow Sludge Blanket，AUSB)中成功培养出好氧颗粒污泥。但反应器运行需要纯氧曝气，且没有脱氮除磷能力。1997 年，Morgenroth等间歇式 SBR(Sequencing Batch Reactor)反应器中以COD为基质成功培养出好氧颗粒污泥，并从此为好氧颗粒污泥的SBR培养模式奠定基础。与之相比，国内对好氧颗粒的研究起源于1999年，清华大学竺建荣等研究厌氧一好氧交替工艺中好氧颗粒污泥的培养和理化特性。在普通好氧曝气条件下培养出了好氧颗粒污泥，颗粒直径 0.5～1.5 mm，比重1.007 左右，MLSS为4.04～6.88 g/L，SVI为20～45 mL/g。自此，国内对于好氧颗粒污泥技术的研究也进一步的深入同时好氧颗粒污泥具有以下几个优势：好氧颗粒污泥具有良好的沉降性能，可以有效提高反应器的污泥浓度及容积负荷;由于好氧颗粒污泥的结构密实，可以保护到对环境较为敏感的细菌(如硝化菌)，使其被有毒物质的影响减弱，从而提高系统处理效率和稳定性;好氧颗粒污泥启动周期比厌氧颗粒污泥短，同时可以在常温下培养;好氧颗粒污泥在处理低浓度有机废水(如城市生活污水)时相比厌氧颗粒污泥有较大优势，而且在处理高浓度有机废水时去除率较高不需要后续处理;好氧颗粒污泥具有较强的脱氮除磷能力。
进行好氧颗粒污泥的研究可采用不同接种污泥：普通的絮状活性污泥和厌氧颗粒污泥。直接采用厌氧颗粒污泥进行驯化，简便易行;以普通絮状活性污泥为接种污泥，启动时间长，其形成时间一般需要40 - 60天以上，给好氧颗粒污泥技术的实际应用带来了诸多问题，如运行成本的增加，启动过程中出水水质往往无法达标等问题。因此好氧颗粒污泥的广泛应用首先要解决颗粒污泥的快速培养问题。投加诱导核或二价金属离子来加快絮状污泥的颗粒化进程，一方面增加了运行成本，另一方面，其加快的速度也不是特别理想;以部分好氧颗粒污泥和部分絮状活性污泥为接种污泥来加快好氧污泥颗粒化进程，其接种的好氧颗粒污泥本身形成时间较长，没有从根本上解决絮状污泥快速颗粒化的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种快速实现污泥初始颗粒化的工艺方法，以此种初始颗粒化的污泥投入反应器培养好氧颗粒污泥，可以加快颗粒化进程，缩短颗粒化时间。
本发明公开了一种快速实现污泥初始颗粒化的工艺方法，其技术方案如下：通过沉降使污泥浓缩，可适量添加化学药剂，辅助实现后续工艺，完成初始颗粒化和污泥颗粒成型;通过真空脱水的方法，降低普通活性污泥的含水率，使其变得密实。普通活性污泥脱水密实后不可破坏微生物的细胞结构，同时能保证良好的传质效果，使氧气和营养物质能扩散到初始污泥颗粒内部。脱水密实后的污泥含水率约为55%～75%。真空脱水设备入料的普通活性污泥平均粒径小于0.25～0.5mm。入料后普通活性污泥迅速铺开，脱水后的污泥厚度与筛网滚筒的孔径相近。用筛网滚筒滚动对压的方法将脱水后达到一定含水率的污泥破碎切割成与颗粒污泥粒径相似的初始污泥颗粒。筛网的孔径为0.5～2.5mm。
本发明的有益效果是：采用本发明提供的快速实现污泥初始颗粒化的工艺方法，可以获得一种最初的污泥聚集体(初始污泥颗粒)。这种污泥聚合体与好氧颗粒污泥具有相似的粒径。将其投入反应器或污水处理构筑物后，其密实度能承受反应器中的水力剪切力或曝气剪切力，同时又不影响其传质效果，使氧气和营养物质能扩散到污泥颗粒内部。该污泥聚集体可以作为诱导核或者初始颗粒，从而大大缩短好氧颗粒污泥的形成时间。此种污泥聚集体含水率低、密实度高、沉降性能好，能够在反应器中维持较高的污泥浓度，其抗冲击负荷和不良环境的能力较强，适应能力较好。另外，该方法形成的好氧颗粒污泥具有良好的COD和氨氮的去除效果。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不是限制本发明的应用范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。实施例中采用的实施条件可以根据具体情况做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例1
将该方法应用于SBR反应器中快速培养好氧颗粒污泥时快速获取初始污泥颗粒。接种污泥来自某生活污水处理厂(A2O)的曝气池，将取来的活性污泥按照反应器的有效体积和污泥浓度计算出所需要的接种污泥体积，把这些接种污泥分批地用循环水真空泵抽滤，直至其含水率为60%为止。将12目的筛网滚筒在含水率为60%左右的污泥上滚动对压切割污泥。由此获得符合参数指标的初始污泥颗粒。随后将此种初始污泥颗粒投入SBR反应器进行培养。反应器的有效体积为2L，高径比为8，污泥浓度约为3000mg/L。反应器的运行周期为4h，进水5min，好氧210min，沉淀15-2min，出水5min，闲置5-18min。排水比为50%。运行温度为室温(温度低于15°C时采取加热保温措施)，采用人工模拟废水，以醋酸钠为唯一有机碳源，进水主要指标如下：COD为500-800mg/L，TN为25-60mg/L，TP为5-8mg/L。曝气量根据污泥浓度和进水指标进行调节。运行16天左右，反应器内的初始污泥颗粒完全转变为好氧颗粒污泥，不仅物理性能良好，COD和氨氮去除率也均达到95%以上。
