申请日2014.06.17
公开(公告)日2014.10.08
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明公开了一种好氧耐盐颗粒污泥培养方法，包括如下工艺步骤：混合废水制备—接种污泥—投加粉末活性炭—闷曝—曝气—盐分提升。本发明提供的好氧耐盐颗粒污泥培养方法可驯化出抗盐分冲击能力强、生物活性高、降解COD和脱氮效果稳定、污泥沉降性佳的好氧耐盐颗粒污泥，使得出水达标，且该培养方法所需的污泥接种量少，可节省大量人力和物力且能避免资源浪费。
摘要附图
权利要求书
1.一种好氧耐盐颗粒污泥培养方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：
(1)混合废水制备：将高盐废水与无盐废水按比例配制成盐分为4000±500mg/L的混合废水，并将所述混合废水抽至序批式活性污泥反应器内;
(2)接种污泥：在盛装有混合废水的序批式活性污泥反应器内接种城市污水厂的脱水污泥，且所述城市污水厂的脱水污泥的接种量为所述序批式活性污泥反应器有效容积的1~2%;
(3)投加粉末活性炭：待接种所述城市水厂的脱水污泥后，向所述序批式活性污泥反应器内按1~2kg/m3的量投加粉末活性炭;
(4)闷曝：在投加粉末活性炭后，开启曝气机构，将所述混合废水、城市污水厂的脱水污泥和粉末活性炭在所述序批式活性污泥反应器内闷曝4~8h;
(5)曝气：采用间歇曝气序批式处理方式曝气，曝气4.0~10.0h后停止曝气并静置，静置后滗水，且滗水后闲置，然后开始下一批次的运行;
(6)盐分提升：在上述步骤(5)后，每周提升1500~2500mg/L的进水盐分，6.5~11周后进水盐分可提升至20000±500mg/L，此时即可培养出成熟的好氧耐盐颗粒污泥。
2.根据权利要求1所述的好氧耐盐颗粒污泥培养方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将高盐废水与无盐废水在均质池中按比例配制成盐分为4000±500mg/L的混合废水。
3.根据权利要求1所述的好氧耐盐颗粒污泥培养方法，其特征在于，所述步骤(5)中，曝气时控制溶解氧的浓度为2~4mg/L。
4.根据权利要求1或3所述的好氧耐盐颗粒污泥培养方法，其特征在于，所述步骤(5)中，曝气4.0~10.0h后停止曝气并静置，且静置0.5~1.0h后滗水。
5.根据权利要求4所述的好氧耐盐颗粒污泥培养方法，其特征在于，所述步骤(5)中，静置后滗水0.5~1.0h。
6.根据权利要求1或5所述的好氧耐盐颗粒污泥培养方法，其特征在于，所述步骤(5)中，滗水后闲置0.5~1.0h，然后开始下一批次的运行。
7.根据权利要求1所述的好氧耐盐颗粒污泥培养方法，其特征在于，在步骤(1)、(4)、(5)和(6)中，控制进水容积负荷为0.2±0.02kgCOD/m3·d。
说明书
一种好氧耐盐颗粒污泥培养方法
技术领域
本发明涉及环境工程废水处理技术领域，尤其涉及一种好氧耐盐颗粒污泥培养方法。
背景技术
高盐废水中无机盐含量高，在强大的渗透压下，普通微生物体内的水分子会大量渗透到体外水溶液中，造成细胞失水萎缩，严重者微生物死亡，即使工程上已成功驯化出适应高盐环境的活性污泥，其微生物体内的细胞液含盐浓度与细胞外废水含盐浓度相近，故能在该浓度的高盐废水中维持正常的生命活动，但当细胞外水环境中盐分稍有波动时，渗透压发生变化，微生物细胞即发生失水萎缩或吸水涨裂，严重影响微生物的生物活性和降解性能。
一般厌氧菌为杆状细菌，易形成颗粒污泥，其致密的结构对盐分波动有一定的适应能力，但活性污泥中菌胶团分散、粒径小、比表面积大，而且高盐环境下驯化的耐盐微生物菌胶团絮体粒径小于普通活性污泥，比表面积大更易受到盐分冲击的影响。工业上生产废水水质随产品要求、季节变换而变化，很难在工程上做到进水盐分均一，故盐分波动一直是导致高盐废水处理系统中微生物活性差、处理效果不稳定、出水易超标的一大原因。
除此之外，一般高盐废水处理中驯化耐盐菌需接种反应器有效容积10%的污泥，但最终90%以上的接种污泥在高盐环境中被淘汰，接种量大带来相应的工作量大，资源浪费严重。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中高盐废水中驯化的微生物易受盐分波动影响、生物活性差、处理效果不稳定、出水易超标及污泥接种量大且资源浪费严重等上述缺陷，提供一种好氧耐盐颗粒污泥培养方法，该培养方法可驯化出抗盐分冲击能力强、生物活性高、降解COD和脱氮效果稳定、污泥沉降性佳的好氧耐盐颗粒污泥，使得出水达标，且该培养方法所需的污泥接种量少，可节省大量人力和物力且能避免资源浪费。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种好氧耐盐颗粒污泥培养方法，包括如下工艺步骤：
(1)混合废水制备：将高盐废水与无盐废水按比例配制成盐分为4000±500mg/L的混合废水，并将混合废水抽至序批式活性污泥反应器内;
(2)接种污泥：在盛装有混合废水的序批式活性污泥反应器内接种城市污水厂的脱水污泥，且城市污水厂的脱水污泥的接种量为序批式活性污泥反应器有效容积的1~2%;
(3)投加粉末活性炭：待接种城市水厂的脱水污泥后，向序批式活性污泥反应器内按1~2kg/m3的量投加粉末活性炭;
(4)闷曝：在投加粉末活性炭后，开启曝气机构，将混合废水、城市污水厂的脱水污泥和粉末活性炭在序批式活性污泥反应器内闷曝4~8h;
(5)曝气：采用间歇曝气序批式处理方式曝气，曝气4.0~10.0h后停止曝气并静置，静置后滗水，且滗水后闲置，然后开始下一批次的运行;
(6)盐分提升：在上述步骤(5)后，每周提升1500~2500mg/L的进水盐分，6.5~11周后进水盐分可提升至20000±500mg/L，此时即可培养出成熟的好氧耐盐颗粒污泥。
在本发明所述好氧耐盐颗粒污泥培养方法的步骤(1)中，将高盐废水与无盐废水按比例配制成盐分为4000±500mg/L的混合废水，一般微生物所能耐受的最高盐分为4000mg/L，且±500mg/L是微生物所能耐受盐分的可承受的浮动范围，如若混合废水的盐分超过4500mg/L，则所接种的微生物因不能正常代谢而失活，进而会影响到后续污泥培养。
在上述步骤(2)中，城市污水厂的脱水污泥的接种量为序批式活性污泥反应器有效容积的1~2%，而现有技术中，污泥的接种量为反应器有效容积的10%，由此可知，本发明所述好氧耐盐颗粒污泥培养方法减少了污泥接种量，节省了大量的人力和物力，也避免了资源浪费。
在上述步骤(3)中，向序批式活性污泥反应器内投加粉末活性炭，粉末活性炭以其多孔结构和强的吸附性能，在吸附废水中有机物的同时，将接种的活性污泥中微生物吸附到活性炭周围，并以粉末活性炭为晶核，在间隙曝气中形成致密的颗粒活性污泥。另外，在向序批式活性污泥反应器内投加粉末活性炭时，对粉末活性炭的投加量有比较高的要求，如若投加量小于1kg/m3，则达不到预期效果，如若投加量大于2kg/m3，则会造成浪费。除此之外，在本发明所述技术方案中，投加的粉末活性炭的粒度为100~200目，该粒度范围内的粉末活性炭最利于形成颗粒污泥，且形成颗粒污泥的速度非常快，形成的颗粒污泥大小也最适合;如若该粉末活性炭的粒度小于100目，则该粒度的粉末活性炭所能提供颗粒污泥的晶核数量较少，不利于颗粒污泥的形成，同时，活性炭粒径太大也不利于在反应器内流化;如若该粉末活性炭的粒度大于200目，则该粉末活性炭的比表面积小，不利于吸附微生物和有机物，且易随出水流失。
在上述步骤(4)中，需将混合废水、城市污水厂的脱水污泥和粉末活性炭在序批式活性污泥反应器内进行闷曝，此时本发明所述技术方案对闷曝的时间也有所要求，当闷曝时间低于4h，则不足以将所接种的污泥活化，若闷曝时间超过8h，则易造成污泥老化。
在上述步骤(5)中，采用间歇曝气序批式处理方式，即曝气与停曝间歇运行，使得微生物与粉末活性炭、有机物先在曝气状态下充分接触吸附，然后降解污染物，在停曝状态下，微生物与活性炭相互凝聚成形，利于颗粒污泥的形成。当采用间隙曝气序批式处理方式曝气时，曝气时间不能低于4.0h，如若低于4.0h，则可能会导致降解不完全;同时，曝气时间也不能超过10.0h，如若超过10.0h，则会导致污泥的老化，并会降低污泥吸附聚集能力，在停曝时难以形成颗粒污泥。
另外，在上述步骤(5)中，停止曝气后静置，便于污泥沉降，静置后将污泥沉降后的上清液滗出;滗水后闲置，使得滗水器恢复至初始位置，并利用污泥聚集吸附形成颗粒并完成反硝化脱氮等过程。
在上述步骤(6)中，每周提升1500~2500mg/L的进水盐分，6.5~11周后进水盐分可提升至20000±500mg/L，即采用了逐步提升进水盐分的方法，这样的设计可驯化出抗盐分冲击能力强的好氧耐盐颗粒污泥。
综上所述，本发明所述好氧耐盐颗粒污泥培养方法采用了间歇曝气、序批式处理以及逐步提升进水盐分的方法，结合这些方法使得依照本发明所述培养方法可驯化出抗盐分冲击能力强、生物活性高、降解COD和脱氮效果稳定、污泥沉降性佳的好氧耐盐颗粒污泥，解决了现有技术中高盐废水生物处理效果不稳定及出水易超标等问题。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，步骤(1)中，将高盐废水与无盐废水在均质池中按比例配制成盐分为4000±500mg/L的混合废水。均质池的作用是克服污水排放的不均匀性，均衡调节污水的水质、水量、水温的变化，储存盈余，补充短缺，使生物处理设施的进水量均匀，从而降低了污水的不一致性对后续生物处理设施的冲击性影响;另外，均质池的设置还可使间隙生产的工厂在停止生产时，仍能向生物处理系统继续输入废水，维持生物处理系统连续稳定运行，还可提高对有机负荷的缓冲能力，防止生物处理系统有机负荷的急剧变化。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，步骤(5)中，曝气时控制溶解氧的浓度为2~4mg/L。曝气时将溶解氧的浓度控制为2~4mg/L，以保证微生物生长代谢适宜的氧环境，如若溶解氧的浓度低于2mg/L，则易造成曝气不足，使得微生物有氧呼吸受到抑制，并导致污染物无法降解;如若溶解氧的浓度高于4mg/L，则易导致曝气过度，使得微生物过氧化，并导致污泥老化难以聚集沉降。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，步骤(5)中，曝气4.0~10.0h后停止曝气并静置，且静置0.5~1.0h后滗水。本发明所述技术方案对静置时间也有所要求，当静置时间低于0.5h时，会影响污泥的沉降效果，如若静置时间超过1.0h，超过的部分对污泥的沉降效果无益，且还造成了反应时间的无效延长。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，步骤(5)中，静置后滗水0.5~1.0h。本发明所述技术方案对滗水的时间也有所要求，当滗水时间低于0.5h时，会导致上清液分离不彻底，若滗水时间高于1.0h，不仅无谓延长了反应时间，还会导致已经沉降在底部的污泥通过滗水器流失，间接影响了降解COD和脱氮的效果。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，步骤(5)中，滗水后闲置0.5~1.0h，然后开始下一批次的运行。如若闲置时间少于0.5h，则会导致反硝化不充分，并使得污泥聚集不够;如若闲置时间高于1.0h，则会导致水中缺氧严重，并会导致微生物因缺氧而死亡。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，在步骤(1)、(4)、(5)和(6)中，控制进水容积负荷为0.2±0.02kgCOD/m3·d。将进水容积负荷控制为0.2±0.02kgCOD/m3·d，该进水容积负荷最利于颗粒污泥的形成，负荷过高会有损活性污泥的活性，负荷过低则容易导致污泥老化。
另外，在本发明所述技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。
因此，本发明的有益效果是提供了一种好氧耐盐颗粒污泥培养方法，该培养方法可驯化出抗盐分冲击能力强、生物活性高、降解COD和脱氮效果稳定、污泥沉降性佳的好氧耐盐颗粒污泥，使得出水达标，且该培养方法所需的污泥接种量少，可节省大量人力和物力且能避免资源浪费。