申请日2014.01.17
公开(公告)日2014.07.02
IPC分类号C02F3/30; C02F3/12
摘要
本发明属于环境保护技术领域，具体为一种高强度好氧颗粒污泥的培养方法。本发明以城市污水处理厂的回流活性污泥为种泥，在25±1℃条件下，以乙酸钠和丙酸钠为联合碳源，于序批式间歇工艺中进行高强度好氧颗粒污泥的快速培养。经过20天后，成熟的好氧颗粒污泥形成，并具备90%以上的有机物去除能力。同时，好氧颗粒污泥在20KHz、65W的超声条件下，可以维持较长时间的维持稳定结构，直至15min不破碎。
权利要求书
1.一种高强度好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于在25±1℃条件下，以乙酸和丙酸共同作为碳源，通过序批式间歇工艺(SBR)进行好氧颗粒污泥的快速培养。
2.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于具体操作过程如下：
(1)接种活性污泥
把活性污泥接种于SBR反应装置中，SBR反应装置的反应器为圆柱形，内径为6cm，高180cm，有效工作体积约为2.3L，每次进水1.6±0.3L，反应器外部采用循环水保温，温度控制在25±1℃;
(2)进水
在好氧颗粒污泥培养期间，采用乙酸钠和丙酸钠为碳源的合成污水作为进水，基本进水组分包括：NH4Cl 0.2±0.1g/L，KH2PO4 0.66±0.1g/L，K2HPO4 1.22±0.3g/L，CaCl2 0.03±0.01 g/L，MgSO4·7H2O 0.025±0.01g/L;FeSO4·5H2O 0.02±0.01g/L，NaHCO3 0.013±0.003g/L;蛋白胨 0.4±0.1g/L，酵母粉 0.25±0.1g/L;进水COD由乙酸钠和丙酸钠提供，其中乙酸钠和丙酸钠的投加比例按照COD换算为2:1~4:1范围内，初始进水COD为1000±100 mg/L，随后按照不同运行阶段调节进水COD值，具体安排如表1所述;最后，将配置好的合成污水pH调节为7.2±0.1;
(3)运行
接种污泥浓度为6000±500mg/L，曝气量为3~5 L/min;SBR反应装置每天运行6个周期，每个周期4 h，一个周期包括：进水阶段3 ±1min，曝气阶段与沉降阶段共227±3 min，闲置阶段5±1 min，排水阶段5±1 min;
整个颗粒污泥培养期间为20-30天，分为六个工艺段，其中，每个运行周期中，污泥的沉降阶段时间按照不同运行工艺段进行调整，具体调整方案如表1所述;同时，基于沉降时间的不断缩短，曝气时间相应地逐渐延长以保证曝气阶段与沉降阶段共计227±3 min;
SBR运行调控方式：
。
说明书
一种高强度好氧颗粒污泥的培养方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种好氧颗粒污泥的培养方法。
背景技术
与目前大部分城市污水厂二级处理所使用的好氧活性污泥法相比，好氧颗粒污泥典型的特征是不需要任何载体即可进行自我固定化。这首先表现为其致密的立体结构，不仅可以保证能够在生物处理工艺中维持较高的生物量，还可以通过这种立体结构为内部微生物提供保护作用，因此能够承受突然的环境改变;其次具有优越的沉降性能，这使生物处理工艺中不需要现行好氧颗粒污泥处理中的后续分离程序，节省了反应过程的时耗和面积。其所需土地面积只需传统好氧活性污泥法的20%，在具有人口高密度城市中的污水处理工艺的应用方面更加具有经济效益。
对于生物反应器水处理技术而言，在保证工艺处理效能的同时，具有良好的分离效果具有非常重要的应用价值，因此，好氧颗粒在污水处理工程中的技术优势和市场潜力是非常明显的。但是由于颗粒污泥在长期操作条件下出现结构上的瓦解现象，导致生物量的流失，进而会影响工艺的运行效能，因此，保证颗粒结构在工艺长期运行中保持高效稳定是好氧颗粒技术能够工程应用的重要前提基础。近几年来，国内外的学者对造成好氧颗粒失稳的原因进行了大量的试验工作，主要有以下几方面原因：(1) 丝状生物的过度生长;(2) 颗粒核心厌氧水解;(3) 菌株功能丧失等。
基于上述关于可能存在的导致好氧颗粒污泥失稳原因的研究，一般在培养好氧颗粒污泥时均采用单一的碳源进行培养，比如葡萄糖、醋酸、苯酚、淀粉、酒精、蔗糖和其他合成废水都被用于培养好氧颗粒污泥。对于种群驯化而言，单一的碳源容易导致污泥中种群代谢的单一化，而好氧颗粒污泥是一个多种群协作共同维持的具有特殊立体结构的复合种群。因此，本发明基于碳源的代谢特征提出一种乙酸和丙酸共同作为碳源来进行好氧颗粒污泥培养的方法，通过增加碳源代谢的复杂化特征来增强种群的多样性，提高好氧颗粒污泥的强度，适应废水处理的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以在常温条件下进行的，快速的，工艺简单的培养好氧颗粒污泥的方法，所得好氧颗粒污泥对COD的去除率高，稳定结构。
本发明提供的培养好氧颗粒污泥的方法，在25±1℃条件下，以乙酸和丙酸共同作为碳源，通过序批式间歇工艺(即SBR)实现具有高强度特点的好氧颗粒污泥的快速培养。
本发明方法的具体操作如下：
(1)接种活性污泥
把活性污泥接种于SBR反应装置中，SBR反应装置的反应器为圆柱形，内径为6cm，高180cm，有效工作体积约为2.3L，每次进水1.6±0.3L，反应器外部采用循环水保温，温度控制在25±1℃;
(2)进水
在好氧颗粒污泥培养期间，采用乙酸钠和丙酸钠为碳源的合成污水作为进水，基本进水组分包括：NH4Cl 0.2±0.1g/L，KH2PO4 0.66±0.1g/L，K2HPO4 1.22±0.3g/L，CaCl2 0.03±0.01 g/L，MgSO4·7H2O 0.025±0.01g/L。FeSO4·5H2O 0.02±0.01g/L，NaHCO3 0.013±0.003g/L;蛋白胨 0.4±0.1g/L，酵母粉 0.25±0.1g/L;进水COD由乙酸钠和丙酸钠提供，其中乙酸钠和丙酸钠的投加比例按照COD换算为2:1~4:1范围内，初始进水COD为1000±100 mg/L，随后按照不同运行阶段调节进水COD值，具体安排如表1所述;最后，将配置好的合成污水pH调节为7.2±0.1;
(3)运行
接种污泥浓度为6000±500mg/L，曝气量为3~5 L/min;SBR反应装置每天运行6个周期，每个周期4 h，一个周期包括：进水阶段3±1 min，曝气阶段与沉降阶段共227±3 min，闲置阶段5±1 min，排水阶段5±1 min;
整个颗粒污泥培养期间为20-30天，分为六个工艺段(见表1)，其中，污泥的沉降阶段时间按照不同运行阶段进行调整，具体调整方案如表1所述;同时，基于沉降时间的不断缩短，曝气时间相应地逐渐延长，以保证曝气阶段与沉降阶段共计约227±3 min。
表1 SBR运行调控方式
本发明结果表明，在常温条件下，以乙酸和丙酸共同作为碳源，通过序批式间歇工艺可以获得具有高效处理效率及高强度特征的好氧颗粒污泥，该好氧颗粒污泥对COD的平均去除率可以达到90%以上。同时，在20 KHz、65W的超声条件下该颗粒能够维持15min不破碎，维持稳定结构。
