申请日2013.01.19
公开(公告)日2014.05.21
IPC分类号C02F3/34; C02F3/28
摘要
一种厌氧颗粒污泥培养装置，其特点是：包括在本体内设置人工污泥床层，人工污泥床层是在上支、下支撑板中间穿装固定有填料支撑管，上、下支撑板通过下固定架与本体固定，在填料支撑管的管壁上设有均布的放射状填料，在本体的底部设有多路进水分配器，多路进水分配器与进水泵连接，在本体的上部设有出水管，在位于出水管之上的本体上设有溢流堰，在位于溢流堰之上的本体上设有排气管，排气管与集气罐连接，在本体的底部侧壁上连接的排泥泵与污泥收集池连接。并提供厌氧颗粒污泥培养方法，其培养出的菌种性能稳定，适应外界环境变化能力强，厌氧颗粒污泥床层膨胀系数高，厌氧颗粒污泥培养周期短、培养效率高，厌氧颗粒污泥性能稳定。
权利要求书
1.一种厌氧颗粒污泥培养方法，其特征是，它包括以下步骤：
(1)设置厌氧颗粒污泥培养装置，所述厌氧颗粒污泥培养装置包括本体，在本体内设 置人工污泥床层，所述人工污泥床层的结构是，在上支撑板和下支撑板中间穿装固定有填料 支撑管，上支撑板通过上固定架与本体固定，下支撑板通过下固定架与本体固定，在填料支 撑管的管壁上设有均布的放射状填料，在本体的底部设有多路进水分配器，多路进水分配器 与进水泵连接，在本体的上部设有出水管，在位于出水管之上的本体上设有溢流堰，在位于 溢流堰之上的本体上设有排气管，排气管与集气罐连接，在本体的底部侧壁上连接的排泥泵 与污泥收集池连接;
(2)向厌氧颗粒污泥培养装置中投加接种污泥，并在厌氧颗粒污泥培养装置底部输送高 浓度有机废水，基于国家标准GB11914-89中重铬酸钾法测定有机废水初始COD值为 4000～5000mg/L，厌氧颗粒污泥培养装置内温度在35～40℃，pH值为7.0，进水碱度1000mg/L， 所述接种污泥体积与厌氧颗粒污泥培养装置体积比为1:15～1:20;
(3)厌氧颗粒污泥培养过程分为三个阶段：污泥驯化阶段、颗粒污泥形成阶段和颗粒污 泥成熟阶段，采用静态驯化方式对厌氧颗粒污泥培养装置中接种污泥驯化，设置水力停留时 间为20～25h，测定厌氧颗粒污泥培养装置取样口COD值，当COD去除率达到80%～90%时， 驯化阶段结束;
(4)颗粒污泥形成阶段从厌氧颗粒污泥培养装置底部进水，冲击厌氧颗粒污泥培养装置 中污泥，使污泥在厌氧颗粒污泥培养装置中与人工污泥床层接触并且聚集其上，缩短水力停 留时间为7～10h，测定厌氧颗粒污泥培养装置出水COD去除率达到80%～90%时，厌氧颗粒 污泥培养装置中污泥分布在人工污泥床层上，其中粒径在1～2mm的污泥占污泥总数的 75%～85%，颗粒污泥形成阶段结束，所述人工污泥床层体积与厌氧颗粒污泥培养装置体积比 为1:2～1:2.5;
(5)颗粒污泥成熟阶段提高进水负荷使COD负荷在25.8～28.9kg/(cm3·d)，水力停留时 间缩短为6～7h，厌氧颗粒污泥培养装置中污泥在人工污泥床层中不断积累并相互聚集，形成 大颗粒污泥，其中粒径在4～5mm的污泥占污泥总数的70%～75%，粒径在3～4mm的污泥占污 泥总数的15%～20%，粒径在3mm以下的污泥占污泥总数的5%～15%，测定厌氧颗粒污泥培 养装置出水COD去除率在80%～90%时，颗粒污泥成熟阶段结束。
2.根据权利要求1所述的一种厌氧颗粒污泥培养方法，其特征是：所述步骤(2)的有机废水 为屠宰废水。
3.根据权利要求1所述的一种厌氧颗粒污泥培养方法，其特征是：所述步骤(2)的接种污泥 体积与厌氧颗粒污泥培养装置体积比为1:20。
4.根据权利要求1所述的一种厌氧颗粒污泥培养方法，其特征是：所述步骤(3)的驯化阶段 设置水力停留时间为24h。
5.根据权利要求1所述的一种厌氧颗粒污泥培养方法，其特征是：所述步骤(4)中颗粒污泥 形成阶段水力停留时间为8h。
6.根据权利要求1所述的一种厌氧颗粒污泥培养方法，其特征是：所述步骤(5)中COD负 荷在27.0kg/(cm3·d)。
7.根据权利要求1所述的一种厌氧颗粒污泥培养方法，其特征是：所述步骤(5)中颗粒污泥 成熟阶段水力停留时间为6.5h。
说明书
一种厌氧颗粒污泥培养方法及其装置
技术领域
本发明涉及废水生物处理技术领域，是一种厌氧颗粒污泥培养方法及其装置。
技术背景
厌氧生物处理技术是有机污染治理的最佳技术，它与化学和物化处理技术相比处理效果好且处理费用低。厌氧废水处理技术中颗粒污泥活性对厌氧反应器处理废水效果有较大影响，厌氧反应器启动受厌氧颗粒污泥制约，因此培养出性能良好的颗粒污泥是实现厌氧反应器快速启动并高效运行的前提。厌氧反应器中厌氧颗粒污泥形成是由絮状污泥逐步演变的，开始阶段出现颗粒污泥初成体，而后出现颗粒污泥进而不断发展，颗粒污泥数量不断增多，粒径不断增大并趋于均匀。颗粒污泥聚集形成污泥床层并不断增厚，最终形成了稳定的颗粒污泥床层，颗粒污泥床层的出现标志着厌氧颗粒污泥培养成熟。厌氧反应器运行过程中由于污泥床层发生膨胀，保持了厌氧颗粒污泥活性，使得厌氧反应器处理废水效率得以提高。中国发明公开(公告)号：CN1887737A公开了“一种厌氧颗粒污泥的快速培养方法”，它通过向厌氧反应器中投加聚季铵盐可以加快甲烷八叠球菌积累快速形成厌氧颗粒污泥，该方法的不足之处是，需要向厌氧反应器中添加难厌氧生物降解的絮凝剂，限制了厌氧颗粒污泥中生物菌种类型，且技术要求较高，不便于操作。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术之不足，在厌氧颗粒污泥培养装置中设置人工污泥床层快速培养厌氧颗粒污泥的方法，其培养出的菌种性能稳定，适应外界环境变化能力强，厌氧颗粒污泥床层膨胀系数高，厌氧颗粒污泥培养周期短、培养效率高，厌氧颗粒污泥性能稳定。并提供结构合理，便于操作、易掌握的厌氧颗粒污泥培养装置。
一种厌氧颗粒污泥培养方法，其特征是：它包括以下步骤：
(1)向厌氧颗粒污泥培养装置中投加接种污泥，并在厌氧颗粒污泥培养装置底部输送高浓度有机废水，基于国家标准GB11914-89中重铬酸钾法测定有机废水初始COD值为3000~5000mg/L，厌氧颗粒污泥培养装置内温度在35~40℃，pH值为7.0，进水碱度1000mg/L，所述接种污泥体积与厌氧颗粒污泥培养装置体积比为1:15~1:20;
(2)厌氧颗粒污泥培养过程分为三个阶段：污泥驯化阶段、颗粒污泥形成阶段和颗粒污泥成熟阶段，采用静态驯化方式对厌氧颗粒污泥培养装置中接种污泥驯化，设置水力停留时间为20~25h，测定厌氧颗粒污泥培养装置取样口COD值，当COD去除率达到80%~90%时，驯化阶段结束;
(3)颗粒污泥形成阶段从厌氧颗粒污泥培养装置底部进水，冲击厌氧颗粒污泥培养装置中污泥，使污泥在厌氧颗粒污泥培养装置中与人工污泥床层接触并且聚集其上，缩短水力停留时间为7~10h，测定厌氧培养颗粒污泥装置出水COD去除率达到80%~90%时，厌氧培养颗粒污泥装置中污泥分布在人工污泥床层上，其中粒径在1~2mm的污泥占污泥总数的75%~85%，颗粒污泥形成阶段结束，所述人工污泥床层体积与厌氧颗粒污泥培养装置体积比为1:2~1:2.5;
(4)颗粒污泥成熟阶段提高进水负荷使COD负荷在25.8~28.9kg/(cm2·d)，水力停留时间缩短为6~7h，厌氧颗粒污泥培养装置中污泥在人工污泥床层中不断积累并相互聚集，形成大颗粒污泥，其中粒径在4~5mm的污泥占污泥总数的70%~75%，粒径在3~4mm的污泥占污泥总数的15%~20%，粒径在3mm以下的污泥占污泥总数的5%~15%，测定厌氧颗粒污泥培养装置出水COD去除率在80%~90%时，颗粒污泥形成阶段结束。
所述步骤(1)的有机废水初始COD浓度为3500mg/L。
所述步骤(1)的有机废水为畜禽饲养和屠宰过程中的废水。
所述步骤(1)的接种污泥体积与厌氧颗粒污泥培养装置体积比为1:20。
所述步骤(2)的驯化阶段设置水力停留时间为24h。
所述步骤(3)中颗粒污泥形成阶段水力停留时间为8h。
所述步骤(4)中COD负荷在27.0kg/(cm2·d)。
所述步骤(4)中颗粒污泥成熟阶段水力停留时间为6.5h。
一种厌氧颗粒污泥培养装置，其特征是：它包括本体，在本体内设置人工污泥床层，所述人工污泥床层的结构是，在上支撑板和下支撑板中间穿装固定有填料支撑管，上支撑板通过上固定架与本体固定，下支撑板通过下固定架与本体固定，在填料支撑管的管壁上设有均布的放射状填料，在本体的底部设有多路进水分配器，多路进水分配器与进水泵连接，在本体的上部设有出水管，在位于出水管之上的本体上设有溢流堰，在位于溢流堰之上的本体上设有排气管，排气管与集气罐连接，在本体的底部侧壁上连接的排泥泵与污泥收集池连接。
所述的填料为若干根碳纤维丝束。
实验证明，本发明培养的厌氧颗粒污泥床膨胀率较未添加人工污泥床层厌氧培养装置培养出的厌氧颗粒污泥床层高9%~15%，厌氧颗粒污泥中产甲烷菌主要是产甲烷丝状菌，是严格的厌氧细菌。经过扫描电镜观察本发明培养的厌氧颗粒污泥表面疏松多孔便于甲烷输送，与普通的厌氧颗粒污泥相比，产甲烷量大。将本发明培养的成熟厌氧颗粒污泥应用在运行的厌氧生物反应器中，经过半年的运行试验，发现出水COD去除率保持在87%~90%，厌氧反应器运行稳定，未出现酸化和中毒现象。
本发明通过人工污泥床层，在厌氧颗粒污泥培养过程中，污泥附着在人工污泥床层上，避免了颗粒污泥形成过程中水解酸化阶段产酸菌的积累，人工污泥床层均匀分布使得形成的颗粒污泥性能稳定，颗粒污泥耐冲击性能好，适应外界环境变化能力强，颗粒污泥粒径大，泥床层膨胀系数高，活性高，培养周期短，培养效率高;厌氧颗粒污泥培养装置的结构合理，便于操作、易掌握，真正使厌氧颗粒污泥培养实现产业化，规模化，自动化。