申请日2014.07.01
公开(公告)日2016.03.30
IPC分类号C02F11/02
摘要
本发明提供了一种精对苯二甲酸污泥的生物沥浸方法，包括：步骤11、预先单独接种驯化数株嗜酸性自养菌和数株耐酸性异养菌，然后分别均匀混合得到复合自养菌和复合异养菌;步骤12、在精对苯二甲酸污泥中，接种复合异养菌，并浓缩厌氧发酵1d后除去上清液，将得到的浓缩污泥置于反应器中生物沥浸8～24h，得到复合异养菌沥浸污泥;步骤13、取出得到的若干体积的复合异养菌沥浸污泥，接种复合自养菌，同时添加生物沥浸微生物营养剂，置于反应器中生物沥浸，然后进行压滤脱水;步骤14、将所述复合自养菌沥浸污泥作为自养菌回流接种，所述复合异养菌沥浸污泥作为异养菌回流接种，返回步骤12和13先后进行下一批污泥生物沥浸。
权利要求书
1.一种精对苯二甲酸污泥的生物沥浸方法，其特征在于，包括：
步骤11、预先单独接种驯化数株嗜酸性自养菌和数株耐酸性异养菌，然后将驯化后的所述嗜酸性自养菌和所述耐酸性异养菌分别均匀混合得到复合自养菌和复合异养菌，所述复合自养菌的密度为107cell/mL，所述复合异养菌的密度为108cell/mL;
步骤12、在若干体积的含水率为99%的精对苯二甲酸污泥中，接种体积为所述精对苯二甲酸污泥体积1～10%的复合异养菌，并浓缩厌氧发酵1d后除去上清液，将得到的浓缩污泥置于温度为23～28℃、曝气量为3～6m3/(h·m2)的反应器中生物沥浸8～24h，得到复合异养菌沥浸污泥;
步骤13、取出得到的若干体积的复合异养菌沥浸污泥，接种体积为所述复合异养菌沥浸污泥体积5～20%的复合自养菌，同时添加质量为所述复合异养菌沥浸污泥体积的0.5～0.8%的生物沥浸微生物营养剂，置于温度为23～28℃、曝气量为3～6m3/(h·m2)反应器中生物沥浸8～72h，得到复合自养菌沥浸污泥，然后进行压滤脱水;
步骤14、将所述复合自养菌沥浸污泥作为自养菌回流接种，所述复合异养菌沥浸污泥作为异养菌回流接种，返回步骤12和13先后进行下一批污泥生物沥浸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接种时，所述复合异养菌的体积为所述精对苯二甲酸污泥体积的5%，所述复合自养菌的体积为所述复合异养菌沥浸污泥体积的10%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤12中生物沥浸时，温度为28℃，曝气量5m3/(h·m2);
所述步骤13中生物沥浸时，温度为28℃，曝气量5m3/(h·m2)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤12中生物沥浸的时间为16h，所述步骤13中生物沥浸的时间为36h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤13中添加质量为按所述复合异养菌沥浸污泥体积的0.5%的生物沥浸微生物营养剂。
6.一种精对苯二甲酸污泥的生物沥浸工艺，其特征在于，包括：
步骤21、在所述污泥浓缩池中，预先接种驯化得到复合异养菌，所述复合异养菌的密度为108cell/mL;
步骤22、往所述含有所述复合异养菌的浓缩池中泵入若干体积的含水率为99%的精对苯二甲酸污泥，使所述复合异养菌接种体积为所述精对苯二甲酸污泥体积的5%，并浓缩厌氧发酵1d后，通过滗水器去除上清液，开启曝气装置，将得到的浓缩污泥在曝气量为5m3/(h·m2)的曝气条件下生物沥浸16h，得到复合异养菌沥浸污泥;
步骤23、将所得到的所述复合异养菌沥浸污泥泵入推流式反应池初始端，同步接种体积为所述复合异养菌沥浸污泥体积的10%、密度为107cell/mL的复合自养菌，同时添加质量为按所述复合异养菌沥浸污泥体积的0.5%的生物沥浸微生物营养剂，在曝气量为5m3/(h·m2)的曝气条件下生物沥浸36h，通过推流方式在反应池末端得到复合自养菌沥浸污泥，经均质池进一步浓缩后进行厢式压滤脱水;
步骤24、将所述复合异养菌沥浸污泥作为异养菌回流接种，所述复合自养菌沥浸污泥作为自养菌回流接种，返回步骤22和23先后进行下一批污泥生物沥浸;
所述工艺中复合异养菌生物沥浸在去除浓缩池刮泥机及其附属装置，并增加滗水器和曝气装置的污泥浓缩池中执行，复合自养菌生物沥浸在推流式反应池中执行。
说明书
一种精对苯二甲酸污泥的生物沥浸方法
技术领域
本发明涉及环境工程领域，特别是涉及一种精对苯二甲酸污泥的生物沥浸方法。
背景技术
精对苯二甲酸(PureTerephthalicAcid，PTA)是生产聚酯最重要的原料，生产PTA的企业在处理生产废水中会产生大量的PTA污泥。据对多个PTA生产企业的实地调查，该类PTA废水多采用普通活性污泥法处理，二沉污泥直接加聚丙烯酰胺(PAM)后通过带式或离心脱水。该类脱水污泥的主要特征是干基有机质含量在85%以上，含水率接近90%，直接焚烧的成本高昂，因此，设法对该污泥深度进行脱水，对污泥的后续处置十分重要。
生物沥浸法是一种可以去除污泥固相中重金属，同时可以使污泥的沉降性和脱水性得到明显改善的污泥处理新技术，一般用于处理市政污泥，污泥生物沥浸专用微生物是复合菌群，主要工作菌是数株嗜酸性自养菌，嗜酸性自养菌世代时间长，生长缓慢，一些小分子水溶性有机物(DissolvedOrganicMatter，DOM)对其有较大的毒害作用，因此，通常复配有数株耐酸性异养菌，以污泥中DOM为碳源和能源物质而快速分解水中DOM，从而降低DOM对自养菌的毒害作用。
PTA废水多采用普通活性污泥法处理，且所需活性污泥菌群的最佳温度范围控制在30～35℃，相对市政污泥，有机质含量较高的PTA污泥在浓缩池浓缩过程中更容易通过中温厌氧发酵在污泥中产生大分子有机物，如多糖、蛋白质、淀粉、纤维素、烃类等水解产生单糖、氨基酸和有机酸等，这对嗜酸性自养菌具有较强的毒害和抑制作用，其中小分子有机酸毒害作用更为明显。
传统的市政污泥经生物沥浸法处理后，污泥pH值在4.0左右，回流污泥中嗜酸性自养菌和耐酸性异养菌的活性和密度并不会因pH值变化而受到影响。而采用生物沥浸法处理PTA污泥时，回流污泥的极端酸性环境(pH=2.0～2.5)使得生物沥浸复合微生物菌群中的耐酸性异养菌不能充分发挥降解DOM的作用，嗜酸性自养菌活性因DOM而受到抑制，从而表现出PTA污泥生物沥浸所需时间相对延长，脱水效果变差的现象。
因此，目前急需寻求一种新的PTA污泥的生物沥浸方法来降低PTA污泥厌氧发酵产物DOM对嗜酸性自养菌的抑制和毒害作用，并提高PTA污泥生物沥浸效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种PTA污泥的生物沥浸方法，以降低PTA污泥厌氧发酵产物DOM对嗜酸性自养菌的抑制和毒害作用，并提高PTA污泥生物沥浸效率。
为了解决上述问题，本发明公开了一种精对苯二甲酸污泥的生物沥浸方法，包括：
步骤11、预先单独接种驯化数株嗜酸性自养菌和数株耐酸性异养菌，然后将驯化后的所述嗜酸性自养菌和所述耐酸性异养菌分别均匀混合得到复合自养菌和复合异养菌，所述复合自养菌的密度为107cell/mL，所述复合异养菌的密度为108cell/mL;
步骤12、在若干体积的含水率为99%的精对苯二甲酸污泥中，接种体积为所述精对苯二甲酸污泥体积1～10%的复合异养菌，并浓缩厌氧发酵1d后除去上清液，将得到的浓缩污泥置于温度为23～28℃、曝气量为3～6m3/(h·m2)的反应器中生物沥浸8～24h，得到复合异养菌沥浸污泥;
步骤13、取出得到的若干体积的复合异养菌沥浸污泥，接种体积为所述复合异养菌沥浸污泥体积5～20%的复合自养菌，同时添加质量为所述复合异养菌沥浸污泥体积的0.5～0.8%的生物沥浸微生物营养剂，置于温度为23～28℃、曝气量为3～6m3/(h·m2)反应器中生物沥浸8～72h，得到复合自 养菌沥浸污泥，然后进行压滤脱水;
步骤14、将所述复合自养菌沥浸污泥作为自养菌回流接种，所述复合异养菌沥浸污泥作为异养菌回流接种，返回步骤12和13先后进行下一批污泥生物沥浸。
优选地，接种时，所述复合异养菌的体积为所述精对苯二甲酸污泥体积的5%，所述复合自养菌的体积为所述复合异养菌沥浸污泥体积的10%。
优选地，所述步骤12中生物沥浸时，温度为28℃，曝气量5m3/(h·m2);
所述步骤13中生物沥浸时，温度为28℃，曝气量5m3/(h·m2)。
优选地，所述步骤12中生物沥浸的时间为16h，所述步骤13中生物沥浸的时间为36h。
优选地，所述步骤13中添加质量为按所述复合异养菌沥浸污泥体积的0.5%的生物沥浸微生物营养剂。
本发明还提供了一种精对苯二甲酸污泥的生物沥浸工艺，包括：
步骤21、在所述污泥浓缩池中，预先接种驯化得到复合异养菌，所述复合异养菌的密度为108cell/mL;
步骤22、往所述含有所述复合异养菌的浓缩池中泵入若干体积的含水率为99%的精对苯二甲酸污泥，使所述复合异养菌接种体积为所述精对苯二甲酸污泥体积的5%，并浓缩厌氧发酵1d后，通过滗水器去除上清液，开启曝气装置，将得到的浓缩污泥在曝气量为5m3/(h·m2)的曝气条件下生物沥浸16h，得到复合异养菌沥浸污泥;
步骤23、将所得到的所述复合异养菌沥浸污泥泵入推流式反应池初始端，同步接种体积为所述复合异养菌沥浸污泥体积的10%、密度为107cell/mL的复合自养菌，同时添加质量为按所述复合异养菌沥浸污泥体积的0.5%的生物沥浸微生物营养剂，在曝气量为5m3/(h·m2)的曝气条件下生物沥浸36h，通过推流方式在反应池末端得到复合自养菌沥浸污泥，经均质池进一步浓缩后进行厢式压滤脱水;
步骤24、将所述复合异养菌沥浸污泥作为异养菌回流接种，所述复合自养菌沥浸污泥作为自养菌回流接种，返回步骤22和23先后进行下一批污泥 生物沥浸;
所述工艺中复合异养菌生物沥浸在去除浓缩池刮泥机及其附属装置，并增加滗水器和曝气装置的污泥浓缩池中执行，复合自养菌生物沥浸在推流式反应池中执行。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
1、依据本发明实施例，改变原来异养、自养复合菌种同时投加到污泥中进行生物沥浸的方式，将复合异养菌和复合自养菌分别在两个独立系统先后投加进行污泥生物沥浸，通过异养菌生物沥浸，污泥中对自养菌有抑制和毒害作用的水溶性有机物DOM大部分被去除(沥浸18～24h后，DOM去除率可达到63%～89%)，可以避免因沥浸污泥pH过低导致异养菌失活而影响整个生物沥浸进程，再经自养菌二次生物沥浸后，生物沥浸污泥脱水性能可以相对提高约90%，相比于背景技术，自养菌生物沥浸时间可以缩短1d，因此，PTA污泥生物沥浸效率和脱水性均能得到大幅度提高。
2、PTA污泥含水率从99%浓缩到98.5%只需约20～24h，短时间内污泥浓缩厌氧发酵对系统预留存的复合异养菌接种污泥活性没有影响，可以更好地降解DOM的作用，降低PTA污泥厌氧发酵产物DOM对嗜酸性自养菌的抑制和毒害作用。
3、复合异养菌生物沥浸系统无需添加微生物营养元素，污泥中的水溶性有机物就可满足其营养要求，简化了操作的复杂度，节约了污泥处理的成本。
4、复合异养菌和复合自养菌均只需一次性投加，生物沥浸后污泥可作为各自系统菌种对下一批污泥进行接种沥浸，可以大大节约污泥处理的成本。
5、在实际工程应用中，污泥浓缩池通过改造安装滗水器和曝气装置，可起到浓缩污泥和异养菌生物沥浸两用功能，省去浓缩池刮泥机及附属装置，简化了污泥处理的工艺，节省处理成本。