申请日2005.01.19
公开(公告)日2005.08.17
IPC分类号C02F3/28
摘要
本发明公开了利用稀土促进厌氧污泥活性的方法。先根据反应器中的泥量，推算出稀土浓度为1～5μg/gVSS的污泥中所需的稀土无机化合物的量;根据结果将稀土无机化合物加入到原水中;原水进入厌氧反应装置进行反应。通过添加稀土无机化合物可以加速和促进厌氧反应的进行，结果表明，稀土浓度为1～5μg/gVSS时，中温下正常状况的厌氧颗粒污泥比产甲烷活性可以提高5～10%，酸化污泥比产甲烷活性可提高10～15%，方法简单易行，具有产业应用前景。
权利要求书
1.一种利用稀土促进厌氧污泥活性的方法，其步骤包括：
(1)根据反应器中的泥量，推算出稀土浓度为1～5μg/gVSS的污泥中所需 的稀土无机化合物的量;
(2)根据(1)中的结果将稀土无机化合物加入到原水中;
(3)原水进入厌氧反应装置进行反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述的稀土无机化合物 为单一或复合稀土无机化合物。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的稀土无机化合物为水溶性的 稀土无机化合物。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的稀土无机化合物为轻稀土元 素的无机化合物。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述的稀土无机化合物为硝酸稀土 无机化合物。
6.根据权利要求1～5所述的方法，其特征在于中按照稀土浓度为1～3μg/gVSS 中的污泥中所需的稀土无机化合物的量将稀土无机化合物加入到原水中。
说明书
利用稀土促进厌氧污泥活性的方法
一、技术领域
本发明涉及厌氧污泥污水处理方法，更具体的说是利用稀土促进厌氧污泥活 性的方法。
二、背景技术
我国稀土资源异常丰富。目前，稀土无机化合物作为农业施肥的辅助因子已 应用于农业并有效提高了作物产量，稀土农用效果分析表明，增产概率约为90%， 平均对农作物的增产幅度为8～10%(倪嘉缵主编.稀土生物无机化学.北京：科 学出版社，1995)。稀土元素对土壤微生物影响的研究表明，低浓度镧对土壤微 生物利用14C葡萄糖进行呼吸作用有刺激效应，而高浓度镧则产生抑制，且低稀 土浓度下土壤微生物量升高，随稀土浓度的增加微生物量逐渐降低(杨元根，袁 可能，何振立.稀土对红壤微生物量影响的初步研究.地质地球化学，1999，27 (1))，但作用机理尚有待进一步研究。
目前，厌氧生物处理技术已经成为有机废水处理的主导技术，各种类型的厌 氧生物反应器逐渐获得推广应用，但由于厌氧微生物菌群的特性，使得应用过程 中出现了许多实际问题亟待解决。首先是厌氧生物反应器启动时间较长，短的二、 三个月，长的达半年甚至一年以上，这一现象严重影响了厌氧工艺在污水处理中 的应用;再就是运行中厌氧微生物活性可能受到酸化现象、温度、毒物等的影响， 不易恢复;另外还有再启动慢的问题，严重影响了厌氧工艺在污水处理中的应用。 钙、铁、钴、镍、铜、锌、锰、钼等金属在厌氧废水处理过程中的作用已经获得 很有突破性的研究(Yansheng Zhang el..Uptake and mass balance of trace metals for methane producing bacteria.Biomass and Bioenergy 2003;25： 427-433;李亚新，杨建刚.微量金属元素对甲烷菌激活作用的动力学研究.中 国沼气，2000，18(2);徐方，镍对厌氧微生物生长促进作用的研究.环境导报， 1997(2);韩正昌等.厌氧复合床处理PTA废水投加微量元素的对比.中国沼气， 1999，17(1))，但以上问题仍然是厌氧工艺应用的制约因素，其它改善方法仍 有待研究。
含有基于二氧化铈、氧化锆和钪或稀土氧化物的载体的组合物及用于废气处 理的用途的专利(专利号CN98812243.X)中公开了含有稀土化合物的组合物可 被用作NOx的捕集剂并且可被用于目的在于减少氮氧化物排放、具体地含过量氧 的废气排放的气体处理方法。目前稀土元素化合物在厌氧反应中的应用未见文献 报道。
三、发明内容
1、要解决的技术问题
厌氧微生物活性容易受到各种因素的影响导致厌氧生物反应器启动时间较 长，严重影响了厌氧工艺在污水处理中的应用，本发明的目的是提供利用稀土促 进厌氧污泥活性的方法，强化或快速激活厌氧微生物活性，从而可以加速厌氧生 物反应器的启动、再启动和酸化等受影响污泥的恢复。
2、技术方案
一种利用稀土促进厌氧污泥活性的方法，其步骤包括：
(1)根据反应器中的泥量，推算出稀土浓度为1～5μg/gVSS(VSS是污泥 中挥发性悬浮物的简称，下同)的污泥中所需的稀土无机化合物的量;
(2)根据(1)中的结果将稀土无机化合物加入到原水中;
(3)原水进入厌氧反应装置进行反应。
适宜浓度的稀土元素无机化合物添加于反应基质中，可以促进厌氧反应器中 微生物的呼吸和生长，从而加速和促进厌氧反应的进行。研究人员认为具体的活 化途径可能有：增加细胞膜的透性，使更多的营养物质流入细胞、促进细胞的新 陈代谢;与DNA或RNA发生作用，加速细胞分裂，缩短细胞周期。
上述的稀土无机化合物可以为单一或复合稀土无机化合物。
上述的稀土无机化合物为水溶性的稀土无机化合物。硝酸稀土无机化合物容 易购得，且效果较好。
稀土元素分为轻稀土元素和重稀土元素，轻稀土元素的无机化合物在实验中 有相对好的效果。
按照稀土浓度为1～3μg/gVSS中的污泥中所需的稀土无机化合物的量将稀 上无机化合物加入到原水中。稀土浓度过低促进效果不明显，过高则会抑制微生 物的生长、降低厌氧污泥的产甲烷活性。这个浓度是通过实验优化选择的结果。
3、有益效果
通过添加稀土无机化合物可以加速和促进厌氧反应的进行，结果表明，稀土 浓度为1～5μg/gVSS时，中温下正常状况的厌氧颗粒污泥比产甲烷活性可以提 高5～10%，酸化污泥比产甲烷活性可提高10～15%，方法简单易行，具有产业应 用前景。
四、具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明
实施例1
在厌氧反应器运行初期，于调节池阶段，根据反应器中的泥量，按1.0μg La3+ /gVSS的比例加入硝酸镧，混合均匀后进入厌氧反应装置进行反应，使絮状厌氧 污泥的产甲烷活性得到提高5～8%，沉降性能提升，尽快适应待处理废水，从而 缩短厌氧反应器的启动时间。
实施例2
在厌氧反应器运行初期，于调节池阶段，根据反应器中的泥量，按3.0μg Ce3+ /gVSS的比例加入氯化铈，混合均匀后进入厌氧反应装置进行反应，使絮状厌氧 污泥的产甲烷活性得到提高5～10%，沉降性能提升，尽快适应待处理废水，从 而缩短厌氧反应器的启动时间。
实施例3
厌氧反应器中颗粒污泥受到冲击而酸化后，根据反应器中的泥量，按5.0μg Eu3+/gVSS的比例加入氯化铕，混合均匀后进入厌氧反应装置进行反应，使酸化 厌氧颗粒污泥的最大比产甲烷活性得到提高10～15%，总产气量增加3～5%，从 而加速恢复污泥的产甲烷活性。
实施例4
厌氧反应器中颗粒污泥受到冲击而酸化后，根据反应器中的泥量，按2.0μg Y3+/gVSS的比例加入硝酸钇，混合均匀后进入厌氧反应装置进行反应，使酸化厌 氧颗粒污泥的最大比产甲烷活性得到提高10～15%，总产气量增加3～5%，从而 加速恢复污泥的产甲烷活性。
实施例5
厌氧反应器中颗粒污泥受到冲击而酸化后，根据反应器中的泥量，按3.0μg Ce3+/gVSS的比例加入硝酸铈，混合均匀后进入厌氧反应装置进行反应，使酸化 厌氧颗粒污泥的最大比产甲烷活性得到提高10～15%，总产气量增加3～5%，从 而加速恢复污泥的产甲烷活性。
实施例6
厌氧反应器中颗粒污泥受到冲击而酸化后，根据反应器中的泥量，按1.5μg Sm3+/gVSS的比例加入硝酸钐，混合均匀后进入厌氧反应装置进行反应，使酸化 厌氧颗粒污泥的最大比产甲烷活性得到提高10～15%，总产气量增加3～5%，从 而加速恢复污泥的产甲烷活性。
实施例7
反应器停止运行一段时间后，重新启动运行时，根据反应器中的泥量，按 2.0μg Ce3+/gVSS的比例加入醋酸铈，混合均匀后进入厌氧反应装置进行反应。 室温(18～20℃)时，加入稀土元素的厌氧污泥比不加的污泥比产甲烷活性可高 20～50%，从而达到尽快恢复厌氧污泥的比产甲烷活性和产气量、缩短厌氧反应 器再启动时间的目的。
实施例8
反应器停止运行一段时间后，重新启动运行时，根据反应器中的泥量，按每 克VSS加入3.0μg复合硝酸稀土(25～28%硝酸镧，49～51%硝酸铈、5～6%硝酸 镨、14～16%硝酸钕)的比例加入复合硝酸稀土，混合均匀后进入厌氧反应装置 进行反应，尽快恢复厌氧污泥的比产甲烷活性和产气量，从而缩短厌氧反应器的 再启动时间。
