申请日2019.02.21
公开(公告)日2019.05.03
IPC分类号C02F3/12; C02F3/34
摘要
一种培养嗜盐颗粒污泥的方法，属于污水生物处理领域，本发明原理：(1)迅速提高进水负荷，刺激嗜盐微生物的EPS分泌。微生物通过EPS的绑定作用附着生长，在水力剪切力的作用下形成成熟的嗜盐活性颗粒污泥;(2)长沉淀时间和短沉淀时间的共同作用。前期长沉淀时间达到嗜盐微生物在反应器内的增长;后期短沉淀时间给颗粒化提供选择压。本发明培养形成的嗜盐活性颗粒污泥，污泥来源多样，技术简单，由于富集的微生物来自入海口沉积淤泥的嗜盐菌群，盐度耐受范围在1%‑10%之间，且能保留密实的形态结构。大大缩短了沉淀时间，有效缩短处理周期并保证处理效果，实现高盐废水的快速处理，实现了短程硝化，降低30%能耗。
权利要求书
1.一种培养处理高盐废水嗜盐颗粒污泥的方法，其特征在于，具体步骤包括：
步骤1：接种富集后的嗜盐污泥在气升式活性颗粒污泥SBR反应器(3)中，保证气升式活性颗粒污泥SBR反应器(3)中污泥浓度在3000mg/L以上;
步骤2：在污水原水水箱(1)中注入生活污水，并投加粗盐或氯化钠调节至2.5%-4.0%盐度的高盐生活废水，作为颗粒化培养的原进水;
步骤3：进水阶段利用进水蠕动泵(2)将原水水箱(1)中配置的高盐生活废水注入气升式活性颗粒污泥SBR反应器(3)中;
步骤4：在曝气阶段开启曝气泵(3.1)，通过链接管路将空气传送至曝气盘(3.3)，空气从曝气盘进入气升式活性颗粒污泥SBR反应器(3)中;调节气体流量计(3.2)控制供气流速，控制气体流速在1-2L/min之间，溶解氧在3-4mg/L之间;曝气阶段持续4-8h;
步骤5：进入沉淀阶段，此时关闭曝气泵(3.1)，设定沉淀时间为10-15min，到达沉淀时间后打开气升式活性颗粒污泥SBR反应器(3)的排水阀，设置的排水比为50%;
重复步骤2-步骤5为一个周期，每日设置3-5个循环周期，周期间隔时间设为0.5-1h，沉淀时间10-15min，连续运转40-60天;
之后，改变运行参数;步骤2中向生活污水中投加有机碳源，调整COD浓度在800-1200mg/L，盐度保持不变;步骤5中将沉淀时间设定为2-5min;重复步骤2-步骤5为一个周期，每日设置3-5个循环周期，周期间隔时间设为0.5-1h;连续运转20-40天，完成嗜盐颗粒污泥的培养。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：嗜盐活性污泥来源为入海口沉积淤泥，环境盐度在0.2%-3%;选取位置应在距离城市排污口500m以内;同时，应选取沉积淤泥表面往下2-5cm深的表层淤泥。
说明书
一种培养处理高盐废水嗜盐颗粒污泥的方法
技术领域
本发明提出一种培养嗜盐颗粒污泥的方法，实现高盐废水生物处理。该发明属于污水生物处理领域，特别是高盐废水生物处理领域。
背景技术
由于高盐废水中含有大量无机盐，淡水微生物无法在高盐环境下生存，无法实现污染物降解的功能。针对如何提高微生物耐盐能力实现高盐废水生物处理，研究者提出很多解决方法。有研究者提出以盐度驯化的方式提高淡水活性污泥的耐盐能力。例如，专利申请号CN200910191713.X提出了一种驯化普通淡水活性污泥构建高盐废水生物处理系统的装置与方法。该方法的原理是利用不同的盐度梯度驯化出具有一定耐盐能力的菌群以实现含盐废水的处理;也有研究者提出通过投加渗透压调节剂的方式提高淡水微生物的耐盐能力。例如，专利申请号CN201110346190.9提出通过投加一定浓度的钾离子提高淡水活性污泥耐盐能力的技术方法;也有研究者采用筛选嗜盐菌并投加到淡水活性污泥中，提升污泥的耐盐能力，解决高盐废水生物处理难题。嗜盐菌是区别于淡水微生物的一类微生物，它具有独特的渗透压调节机制，可以在高盐环境下生存。例如，专利申请号CN201711090718.4的技术原理是利用菌种筛选方法从腌肉中筛选出高效嗜盐菌，将这些嗜盐菌放大培养后投加到活性污泥中进行高盐废水处理。以上的技术方法的共性特征是实现高盐废水生物处理的主体微生物都是淡水活性污泥。也有研究者直接发展嗜盐活性污泥作为生物处理主体实现高盐废水生物处理。例如，专利申请号CN201110028711.6以接种入海口底泥的方式直接发展嗜盐活性污泥实现了高盐环境下有机物和营养污染物的去除。比较嗜盐污泥和淡水污泥处理高盐废水会发现嗜盐污泥技术可以实现更高盐度下的生物处理，且具有耐冲击负荷能力强，污染物处理效果稳定的优势。但是，嗜盐活性污泥和淡水活性污泥在处理高盐废水时普遍会遇到污泥沉降速率慢，污泥絮体小，出水悬浮物质浓度高，污泥流失等问题。本发明是针对嗜盐活性污泥提出一种将嗜盐污泥颗粒化的技术方法，解决了高盐废水处理遇到的污泥流失和沉降问题，实现了反应器中高生物量的保留。尽管淡水活性污泥颗粒化的技术已有较多研究，但是嗜盐污泥颗粒化技术还未见报道。这主要是因为嗜盐污泥的生物生理特性显著区别于淡水活性污泥，淡水污泥颗粒化方法无法直接应用于嗜盐污泥。此外，在这种特殊高盐环境下实现颗粒化需要克服渗透压环境和高分散性的物理条件，这增加了嗜盐污泥颗粒化的难度。
发明内容
本发明的目的是嗜盐活性污泥颗粒化，解决高盐废水生物处理中污泥流失和沉降难题。
本发明提出的实现嗜盐活性污泥颗粒化的装置为公知的SBR反应器。包括：污水原水箱(1)通过进水蠕动泵(2)与气升式活性颗粒污泥SBR反应器(3)连接。气升式活性颗粒污泥SBR反应器(3)设有供气装置曝气泵(3.1)，气体流量计(3.2)，曝气盘(3.3);并进一步配备有在线DO、pH检测装置(3.4)和温控装置(3.5)。
处理流程为依次连接的污水原水箱(1)通过进水蠕动泵(2)将高盐废水提升进入气升式活性颗粒污泥SBR反应器(3)中。通过pH、DO、ORP监测仪(3.4)获得电化学参数信息。通过温控仪(2.5)控制温度。通过好氧曝气通过曝气泵(3.1)，气体流量计(3.2)和曝气盘(3.3)对气升式活性颗粒污泥SBR反应器(3)进行曝气。
上述装置按照处理流程实现嗜盐活性污泥颗粒化的步骤包括：
步骤1：接种富集后的嗜盐污泥在气升式活性颗粒污泥SBR反应器(3)中，保证SBR反应器(3)中污泥浓度在3000mg/L以上。
步骤2：在污水原水水箱(1)中注入生活污水，并投加粗盐或氯化钠调节至2.5%-4.0%盐度的高盐生活废水，作为颗粒化培养的原进水。
步骤3：进水阶段利用进水蠕动泵(2)将原水水箱(1)中配置的高盐生活废水注入气升式活性颗粒污泥SBR反应器(3)中。
步骤4：在曝气阶段开启曝气泵(3.1)，通过链接管路将空气传送至曝气盘(3.3)，空气从曝气盘进入SBR反应器(3)中。调节气体流量计(3.2)控制供气流速，控制气体流速在1-2L/min之间，溶解氧在3-4mg/L之间。曝气阶段持续4-8h。
步骤5：进入沉淀阶段，此时关闭曝气泵(3.1)，设定沉淀时间为10-15min，到达沉淀时间后打开SBR反应器中部的排水阀，设置的排水比为50%。
上述方法中的嗜盐活性污泥来源为入海口沉积淤泥，环境盐度在0.2%-3%。选取位置应在距离城市排污口500m以内。同时，应选取沉积淤泥表面往下2-5cm深的表层淤泥。
上述步骤4中，用温控仪调控SBR反应器(3)内的温度保持在20-35℃。
上述步骤4中，不对高盐生活废水进水负荷进行调整，维持原有COD在200-400mg/L。
上述方法中，重复步骤2-步骤5为一个周期，每日设置3-5个循环周期，周期间隔时间设为0.5-1h，沉淀时间10-15min，连续运转40-60天。之后改变运行步骤参数：
步骤2中向生活污水中投加葡萄糖、蔗糖、果糖或者淀粉等有机碳源，调整COD浓度在800-1200mg/L，盐度保持不变。步骤5中将沉淀时间设定为2-5min。
其他步骤不变参数不变，重复步骤2-步骤5为一个周期，每日设置3-5个循环周期，周期间隔时间设为0.5-1h。连续运转20-40天，完成嗜盐颗粒污泥的培养。
本发明的装置原理：
嗜盐活性污泥颗粒化技术，其特征在于：(1)迅速提高进水负荷，刺激嗜盐微生物的EPS分泌。微生物通过EPS的绑定作用附着生长，在水力剪切力的作用下形成成熟的嗜盐活性颗粒污泥;(2)长沉淀时间和短沉淀时间的共同作用。前期长沉淀时间实现嗜盐微生物在反应器内的增长;后期短沉淀时间为颗粒化提供选择压。
本发明提出的好氧条件下瞬时提高进水负荷实现嗜盐活性污泥颗粒化的装置与技术方法具有以下优势：
(1)培养了嗜盐颗粒污泥，实现了高盐废水生物处理;
(2)嗜盐活颗粒污泥解决了高盐废水微生物处理过程中出现的生物量少、污泥流失严重、种群结构单一等问题;
(3)嗜盐活性颗粒污泥的对高盐废水的高效处理解决了传统物理化学方法的处理成本高等问题;
本发明的有益效果体现为：
(1)本发明培养形成的嗜盐活性颗粒污泥，由于富集的微生物来自入海口沉积淤泥的嗜盐菌群，盐度耐受范围在1%-10%之间，且能保留密实的形态结构。
(2)大大缩短了沉淀时间，有效缩短处理周期，实现高盐废水的快速处理。
(3)嗜盐活性颗粒污泥实现了短程硝化，降低30%能耗，从而降低高盐废水的处理成本。
(4)本发明以入海口沉积淤泥发展形成的嗜盐活性颗粒污泥，污泥来源多样，实现技术简单，便于操作并实现工程化。
