申请日2016.01.05
公开(公告)日2018.01.19
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明公开了一种添加无患子皂苷促进剩余污泥培养好氧颗粒污泥的方法，包括：(1)将无患子皂苷溶解成无患子皂苷水溶液：(2)无患子皂苷水溶液预处理剩余污泥;(3)在SBR反应器中进行颗粒污泥培养;(4)沉淀分离得到粒径在0.1～3mm之间的好氧颗粒污泥。本发明利用废水中添加无患子皂苷，不仅能缩短颗粒污泥的培养时间，而且可以提高废水水体中那些难溶于水中的有机物的溶解度，增大微生物与底物的接触几率，增加生物可利用率，提高酶促反应，增强降解效果。这种方法对于好氧颗粒污泥的实际工程性应用也会产生很大的实用价值，特别是在处理成分复杂的工业特种废水方面。
权利要求书
1.添加无患子皂苷促进剩余污泥培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将无患子皂苷溶解成无患子皂苷水溶液：
(2)无患子皂苷水溶液预处理剩余污泥：在SBR反应器中加入剩余污泥初始污泥浓度为0.5～1.5g/L，加入无患子皂苷水溶液，剂量为0.1～1L无患子皂苷水溶液/100L废水，闷曝24h，出水15min，排出二分之一体积的上部溶液，再补充废水、无患子皂苷水溶液和剩余污泥，闷曝24h，出水15min，排出泥层以上的溶液，得到经无患子皂苷预处理的剩余污泥;
(3)在SBR反应器中进行颗粒污泥培养;
(4)沉淀分离得到好氧颗粒污泥;所述的好氧颗粒污泥的粒径在0.1～3mm之间。
2.根据权利要求1所述的添加无患子皂苷促进剩余污泥培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，将无患子皂苷溶解，是将质量百分数为75～85%的无患子皂苷溶解成质量百分数为1%的无患子皂苷水溶液。
3.根据权利要求1所述的添加无患子皂苷促进剩余污泥培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，废水的CODcr浓度为300～500mg/L，氨氮浓度为40～60mg/L，总磷浓度为0.5～2mg/L，pH为7。
4.根据权利要求1所述的添加无患子皂苷促进剩余污泥培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，在SBR反应器中进行颗粒污泥培养的温度为20～35℃，混合搅拌的速度为100～120rpm，进水时间3～8min，搅拌时间25～35min，曝气时间1.8～2.2h，静置时间0.8～1.2h，出水12～18min，颗粒污泥形成时间为10～40d。
5.根据权利要求1所述的添加无患子皂苷促进剩余污泥培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，废水的CODcr浓度为1000～2000mg/L，氨氮浓度为120～200mg/L，总磷浓度为1～2mg/L，pH为7;无患子皂苷水溶液加入剂量为0.5～2L无患子皂苷水溶液/100L废水。
说明书
添加无患子皂苷促进剩余污泥培养好氧颗粒污泥的方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体是一种添加无患子皂苷促进剩余污泥培养好氧颗粒污泥的方法。
背景技术
好氧颗粒污泥的研究是建立在厌氧颗粒污泥研究基础上的，自1991年MishimaK在好氧上流式反应器中发现好氧颗粒污泥以来，关于好氧颗粒污泥的研究已成为国内外的热点。以普通活性污泥为接种物的好氧污泥颗粒化机理达成比较一致的观点是：胞外聚合物(EPS)的分泌量对好氧颗粒污泥的形成起着至关重要的作用。当EPS疏水性增加，细菌之间的粘附性能也随之增加，所以疏水性能的增加将加强细胞间的亲和力，从而形成结实稳定的颗粒结构。与传统的活性污泥相比，好氧颗粒污泥具有生物结构规则、比重大、沉降性能好、生物相浓度高、抗冲击负荷能力强等许多优点，并且能极大的改善出水水质，同时剩余污泥量小，可以减少或简化对剩余污泥的后续处理工艺流程，降低污水处理系统的占地面积，减少投资成本和运行成本。目前，利用好氧颗粒污泥进行有机污染物COD去除、脱氮除磷和难降解的有机物降解等均是污水处理领域的研究热点，具有十分广阔的应用前景。
然而，好氧颗粒污泥作为一项新兴技术，不论是在实验或者是实际应用当中，都存在一个明显的缺点：好氧颗粒污泥培养条件苛刻，操作复杂，培养时间长。如中国专利CN200610069502.5(授权公告号为CN100393869C)中提出加入30mg/L稀土元素可以缩短颗粒化时间，李晓明在《bioresource technology》发表文章认为加入10mg/L Mg2+也可以缩短颗粒化时间，但重金属的加入可能造成二次污染，因此有必要寻找新方法加快好氧颗粒污泥的培养。
无患子皂苷是野生落叶乔木无患子果皮的提取物，其糖苷类物质主要为三萜皂苷类(Ⅰ)和倍半萜糖苷类(Ⅱ)，它们在一定浓度下具有杀菌、抗真菌的作用，另外还具有很强的表面活性作用，作为天然的非离子型表面活性剂和乳化剂，具有降低水的表面张力，并对环境及人体无危害，再则最近有研究表明表面活性剂或乳化剂的添加能够增强污染物的降解，例如在苯系物降解的培养基里加入一定浓度的吐温80，可以显著提高水相中苯系物的溶解度，增大微生物与底物的接触几率，增加生物可利用率，提高酶促反应，增强降解效果。因此，本发明将先通过无患子皂苷预处理剩余污泥，再控制无患子皂苷加入量刺激细菌产生胞外产物。与此同时，利用无患子皂苷是天然的非离子型表面活性剂和乳化剂，具有降低水的表面张力，使细菌表面自由能降低并促使细胞聚集。因此添加无患子皂苷将加快剩余污泥培养好氧颗粒污泥的进程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种添加无患子皂苷促进剩余污泥培养好氧颗粒污泥的方法，培养出了具有规则结构、密实、大小均匀、比表面积大、吸附能力强、沉淀性能好等特点的好氧颗粒污泥。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
添加无患子皂苷促进剩余污泥培养好氧颗粒污泥的方法，包括以下步骤：
(1)将无患子皂苷溶解成无患子皂苷水溶液：
(2)无患子皂苷水溶液预处理剩余污泥;
(3)在SBR反应器中进行颗粒污泥培养;
(4)沉淀分离得到好氧颗粒污泥;所述的好氧颗粒污泥的粒径在0.1～3mm之间。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(1)中，将无患子皂苷溶解，是将质量百分数为75～85%的无患子皂苷溶解成质量百分数为1%的无患子皂苷水溶液。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(2)中，在SBR反应器中加入剩余污泥初始污泥浓度(MLSS)为0.5～1.5g/L，加入无患子皂苷水溶液，剂量为0.1～1L无患子皂苷水溶液/100L废水，闷曝24h，出水15min，排出二分之一体积的上部溶液，再补充废水、无患子皂苷水溶液和剩余污泥，闷曝24h，出水15min，排出泥层以上的溶液，得到经无患子皂苷预处理的剩余污泥。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(2)中，废水的CODcr浓度为300～500mg/L，氨氮浓度为40～60mg/L，总磷浓度为0.5～2mg/L，pH为7。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(3)中，在SBR反应器中进行颗粒污泥培养的温度为20～35℃，混合搅拌的速度为100～120rpm，进水时间3～8min，搅拌时间25～35min，曝气时间1.8～2.2h，静置时间0.8～1.2h，出水12～18min，颗粒污泥形成时间为10～40d。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤(3)中，废水的CODcr浓度为1000～2000mg/L，氨氮浓度为120～200mg/L，总磷浓度为1～2mg/L，pH为7;无患子皂苷水溶液加入剂量为0.5～2L无患子皂苷水溶液/100L废水。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用无患子皂苷的抗菌、杀菌作用，通过控制无患子皂苷的加入量，刺激微生物产生胞外产物，促进细菌的聚集，与此同时，利用无患子皂苷天然的非离子型表面活性剂和乳化剂，具有降低水的表面张力，使细菌表面自由能降低并促使细胞聚集;因此采用添加无患子皂苷培养颗粒污泥，克服了其苛刻的培养条件;培养出了具有规则结构、密实、大小均匀、比表面积大、吸附能力强、沉淀性能好等特点的好氧颗粒污泥。
本发明利用废水中添加无患子皂苷，不仅能缩短颗粒污泥的启动时间，而且可以提高废水水体中那些难溶于水中的有机物的溶解度，增大微生物与底物的接触几率，增加生物可利用率，提高酶促反应，增强降解效果。这种方法对于好氧颗粒污泥的实际工程性应用也会产生很大的实用价值，特别是在处理成分复杂的工业特种废水方面。