申请日2013.05.22
公开(公告)日2013.08.14
IPC分类号C02F3/34; C02F11/02
摘要
一种反硝化聚磷菌颗粒污泥的快速制备方法，它属于污水处理领域。本发明要解决现有反硝化聚磷菌的培养还停留在絮状污泥的阶段，难形成颗粒状的技术问题。方法是将以污水处理厂排放的具有生物除磷功能的絮状污泥为接种污泥，接种于SBR反应器内，接种量为3000mg/L～3200mg/L，培养分三个阶段完成：第一阶段采用厌氧/好氧的运行方式进行;第二阶段采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式进行;第三阶段采用厌氧/缺氧的运行方式进行;其中三个阶段的污泥龄均为8天。本发明方法应用于水处理领域。
权利要求书
1.一种反硝化聚磷菌颗粒污泥的快速制备方法，其特征在于一种反硝化 聚磷菌颗粒污泥的快速制备方法是将以污水处理厂排放的具有生物除磷功能 的絮状污泥为接种污泥，接种于SBR反应器内，接种量为3000mg/L ～3200mg/L，培养分三个阶段完成：
第一阶段采用厌氧/好氧的运行方式进行，进水的COD、总氮、总磷浓度 分别为300mg/L～400mg/L、10mg/L、10mg/L，共运行15天，每天两个周期， 单位周期内厌氧时间为150min、好氧时间为270min，好氧段溶解氧的量在 4～5mg/L;
第二阶段采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式进行，在厌氧结束后向SBR反应 器中按30mg/L的投加量投加硝酸钠，进水的COD、总氮、总磷浓度分别为 200mg/L～300mg/L、10mg/L、10mg/L，共运行20天，每天两个周期，单位周 期内厌氧时间为3小时、缺氧时间为3小时、好氧时间为1小时，缺氧段的溶 解氧在0.5～0.7mg/L，好氧段的溶解氧在2.5～3.5mg/L;
第三阶段采用厌氧/缺氧的运行方式进行，进水的COD、总氮、总磷浓度 分别为200mg/L～300mg/L、10mg/L、10mg/L，共运行10天，每天两个周期， 单位周期内厌氧时间为150min、缺氧时间为270min，缺氧段的溶解氧在0.5 mg/L～0.7mg/L;
其中三个阶段的污泥龄均为8天。
2.根据权利要求1所述一种反硝化聚磷菌颗粒污泥的快速制备方法，其 特征在于第一阶段所述好氧段溶解氧的量在4.5mg/L。
3.根据权利要求2所述一种反硝化聚磷菌颗粒污泥的快速制备方法，其 特征在于第二阶段所述缺氧段的溶解氧在0.6mg/L。
4.根据权利要求3所述一种反硝化聚磷菌颗粒污泥的快速制备方法，其 特征在于第二阶段所述好氧段的溶解氧在3.0mg/L。
5.根据权利要求4所述一种反硝化聚磷菌颗粒污泥的快速制备方法，其 特征在于第三阶段所述缺氧段的溶解氧在0.6mg/L。
说明书
一种反硝化聚磷菌颗粒污泥的快速制备方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种反硝化聚磷菌颗粒污泥的快速 制备方法。
背景技术
反硝化聚磷被认为是一种可持续的污水 处理工艺。这种工艺利用反硝化聚 磷菌同时完成脱氮和除磷两个过程，除磷和脱氮的结合不仅降低了脱氮对碳 源的需要，而且缺氧条件下完成除磷，可节省好氧聚磷曝气所需能源和池容。 目前反硝化聚磷菌的培养还停留在絮状污泥的阶段。由于反硝化对氧气的需 求量低，所以反硝化聚磷菌不宜生长在溶解氧高的环境中，而在较低溶解氧 的系统中，好氧颗粒内部会出现厌氧无机化，并且有助于丝状菌的过度生长， 从而易导致污泥结构松散或膨胀，不利于污泥的颗粒化以及颗粒污泥的稳定 运行，所以反硝化聚磷菌的培养还停留在絮状污泥的阶段，难形成颗粒状。
发明内容
本发明要解决现有反硝化聚磷菌的培养还停留在絮状污泥的阶段，难形 成颗粒状的技术问题;而提供了一种反硝化聚磷菌颗粒污泥的快速制备方法。
为解决上述技术问题，本发明反硝化聚磷菌颗粒污泥的快速制备方法是 将以污水处理厂排放的具有生物除磷功能的絮状污泥为接种污泥，接种于 SBR反应器内，接种量为3000mg/L～3200mg/L，培养分三个阶段完成：
第一阶段采用厌氧/好氧的运行方式进行，进水的COD、总氮、总磷浓 度分别为300mg/L～400mg/L、10mg/L、10mg/L，共运行15天，每天两个周 期，单位周期内厌氧时间为150min、好氧时间为270min，好氧段溶解氧的 量在4～5mg/L;
第二阶段采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式进行，在厌氧结束后向SBR反 应器中按30mg/L的投加量投加硝酸钠，进水的COD、总氮、总磷浓度分别 为200mg/L～300mg/L、10mg/L、10mg/L，共运行20天，每天两个周期，单 位周期内厌氧时间为3小时、缺氧时间为3小时、好氧时间为1小时，缺氧 段的溶解氧在0.5～0.7mg/L，好氧段的溶解氧在2.5～3.5mg/L;
第三阶段采用厌氧/缺氧的运行方式进行，进水的COD、总氮、总磷浓 度分别为200mg/L～300mg/L、10mg/L、10mg/L，共运行10天，每天两个周 期，单位周期内厌氧时间为150min、缺氧时间为270min，缺氧段的溶解氧 在0.5mg/L～0.7mg/L;
其中三个阶段的污泥龄均为8天。
本发明方法采用的是逐渐降低溶解氧的方法：开始的厌氧好氧阶段溶解 氧较高，到中间厌氧缺氧好氧阶段溶解氧有所降低，到最后的厌氧缺氧阶段 溶解氧最低。这种逐渐降低溶解氧的方法使得颗粒化的速度快，而且还在培 养的最后阶段提供适合反硝化聚磷菌生长的缺氧环境，从而使反硝化聚磷菌 在这个阶段大量繁殖，成为颗粒污泥的优势菌群，并能稳定运行;将普通的 具有生物除磷功能的絮状污泥培养成反硝化聚磷菌颗粒污泥，实现了反硝化 聚磷菌污泥的颗粒化。三个阶段共用45天，制备时间短，效果理想。
本发明方法培养的反硝化聚磷菌颗粒污泥呈红棕色，呈球形或椭球形， 表面光滑，边界清晰，在光学显微镜下能看见清晰的颗粒结构，而接种污泥 多为菌胶团的形式存在，颜色发黑;均粒径在1.0～2.0mm之间，约占颗粒总 数的60.7%，粒径在0.8mm以下的和0.8～1mm之间的分别占13.6%和18.3%， 粒径在2mm以上的约占7.4%。本发明培养的反硝化聚磷菌颗粒污泥具有良 好的沉降性能，沉降速度在50～70m/s之间的颗粒占全部颗粒的51.8%，沉 降速度在10～30m/s之间的颗粒占15.6%，沉沉降速度分别为30～50m/s和 70～80m/s之间的颗粒分别占20.9%～11.7%，能保证污水生物处理系统长期有 效运行。与接种污泥相比，污泥颗粒化后，污泥的湿密度由1.0038g/cm3上 升至1.0448g/cm3，由此可见，颗粒污泥具有更致密，紧凑的结构，这有利 于反应器内的固液分离和微生物的停留。而污泥的含水率由98%下降为86%， 采用颗粒污泥会大大节约污泥浓缩、消化等剩余污泥处理成本。接种污泥与 颗粒化污泥VSS/SS值分别为70%和96%，污泥中生物质含量提高，即相同 干重的污泥中，颗粒污泥微生物数量要高于接种絮状污泥，因此具有更高的 生物代谢活性。
反硝化聚磷菌颗粒污泥和反硝化聚磷菌絮状污泥相比，颗粒化程度明显， 沉降速度明显加快，污泥的平均沉降速度由4-10m/s升高到44-72m/s，颗粒 粒径增大，絮状污泥很难测出粒径，而颗粒化以后，平均粒径在1-2mm之间， 同时脱氮除磷效果也有所增强，磷和氨氮的去除率由原来的84.32%和89.39% 增加到91.19%和95.72%，而且二者的固有特性决定了，颗粒污泥的抗冲击 负荷的能力强于絮状污泥。初始污泥和反硝化聚磷菌絮状污泥脱氮除磷效果 的对比;初始污泥的氮磷去除率分别为64.59%和29.88%，反硝化聚磷菌絮状 污泥的分别为84.32%和89.39%。
利用培养成功后的反硝化聚磷菌颗粒污泥处理模拟生活废水时，体系中的 出水PO43--P和NO3--N浓度都在1mg/L左右，消耗单位NO3--N吸收的磷量 达到0.876mg/mg，缺氧除磷效率为96.18%.氨氮、COD的去除率都在95% 左右。反硝化聚磷菌占聚磷菌的比例为74.36%。以上数据都表明，本发明具 有较好的脱氮除磷效果。
本发明具有沉降时间短，运行周期短，抗冲击负荷能力强，污泥不易流 失，剩余污泥产量小的缺点。