申请日2013.01.18
公开(公告)日2013.04.24
IPC分类号C02F3/28
摘要
本发明涉及一种用于丙烯酸废水生化处理的厌氧颗粒污泥的培养方法，属于废水处理技术领域。颗粒污泥的培养过程分为三个阶段，污泥驯化阶段是接种污泥适应丙烯酸废水水质的过程，优质菌种保留下来，其它菌种淘汰掉。污泥颗粒化阶段是厌氧颗粒污泥培养的关键阶段，要从进水有机物浓度、上升流速、有机负荷、进水碱度、pH、营养元素、温度、微量元素、投加絮凝剂等方面进行控制。当颗粒污泥的颗粒比增长速率急剧下降，出水CODCr去除率稳定在70%以上时即进入颗粒污泥的成熟阶段，表明颗粒污泥培养完成。解决了用于培养一般厌氧颗粒污泥的方法不适用于培养针对丙烯酸废水的厌氧颗粒污泥的问题，有效地保证了颗粒污泥的成功培养。
权利要求书
1.一种用于丙烯酸废水生化处理的厌氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于： 具体过程如下：
步骤一、污泥驯化阶段：首先向厌氧反应器中投加污泥菌种;再向反应器 中连续注入丙烯酸废水，控制进水COD浓度在1500～2000mg/L，pH值在6.5～7.5， 温度在32～37℃，进水上升流速不大于0.3m/h，有机负荷不大于1.0kgCOD/m3·d， 并投加氮磷营养元素，保证达到厌氧微生物的要求;由于微生物在适应水质的 过程中会有死亡，同时还会有部分活微生物被水带出，表现为出水悬浮物浓度 较高，需要把出水带出的污泥进行回流，以保证厌氧反应器内的污泥浓度;当 出水COD去除率逐渐提高时，出水悬浮物浓度也会随之降低，出水COD去除 率达到60%以上时表明污泥驯化阶段已完成，就可以进入污泥颗粒化阶段;
步骤二、颗粒化阶段：逐步提高进水COD浓度、有机负荷两个参数，每次 提高都需要保证出水COD去除率达到60%以上、最终进水COD浓度不大于 5000mg/L、有机负荷不大于5kgCOD/m3·d;随着污泥颗粒粒径的增大，逐步提 高上升流速;为加速污泥颗粒的增长过程，在进水中投加阳离子聚丙烯酰胺 (PAM)及补充微量元素Ca2+、Mg2+、Fe2+;控制进水pH值在6.5～7.5，温度在 32～37℃，COD/碱度的比值在2～4之间，并投加氮磷营养元素;当颗粒污泥的 颗粒比增长速率急剧下降，出水COD去除率稳定在70%以上时即进入颗粒污泥 的成熟阶段，表明颗粒污泥培养完成。
说明书
一种用于丙烯酸废水生化处理的厌氧颗粒污泥的培养方法
技术领域
本发明涉及一种用于丙烯酸废水生化处理的厌氧颗粒污泥的培养方法，属 于废水处理技术领域。
背景技术
丙烯酸废水有机物含量高(COD可高达几万mg/L)、成份复杂且有毒性(含 有醋酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲醛、乙醛等)、多呈强酸性(pH在1.5-3之间)、 缺乏营养成分，是一类难处理的工业废水。目前，丙烯酸废水处理的工艺有焚 烧法、湿式催化氧化法和生物法。
焚烧法是将废水雾化后喷入高温燃烧炉中使水雾完全汽化，让废水中的有 机物在炉内完全氧化，分解成CO2和H2O及少许无机物灰分。湿式催化氧化法 是指在高温高压下，利用催化剂的催化作用，加速废水中有机物降解的一种方 法。生物法是通过微生物自身的新陈代谢处理有机废水的一种方法。
运行成本高、能耗大是焚烧法和湿式催化氧化法的共同特点。从经济方面 考虑，限制了它们的应用范围。而生物法具有投资及运行成本低、能耗小等特 点，是丙烯酸废水处理的一种较理想方法。
生物法分为好氧法和厌氧法，目前用于丙烯酸废水处理的生物法多为厌氧+ 好氧的组合工艺。厌氧法主要用于去除水中的大部分有机物，但出水指标还不 能达到出水要求，所以利用后续的好氧法稳定出水水质。
厌氧法(升流式厌氧污泥床UASB、膨胀颗粒污泥床EGSB等)之所以能 够去除较高的有机物浓度，是由于厌氧反应器内的厌氧微生物是以颗粒污泥的 形态存在，微生物浓度高，有机物的去除效果好。所以厌氧反应器的成功运行 关键在于培养出沉降性能好、比产甲烷活性高的颗粒污泥。
厌氧颗粒污泥的培养需要一定的水质和运行条件，如废水中有机物浓度不 能过高或过低、水中营养元素要充足(包括Ca2+、Mg2+、Fe2+等微量元素)、保证 一定的上升流速和有机负荷等。对于丙烯酸废水，由于其有机物含量高、成份 复杂且有毒性、多呈强酸性、缺乏营养成分，培养用于降解其的厌氧高效菌种 就存在一定的难度，其次对于培养一般厌氧颗粒污泥的运行条件对于丙烯酸废 水并不全部适用，如一般厌氧反应器的有机负荷可以达到10kgCOD/m3·d以上， 而丙烯酸废水的有机负荷则达不到。
发明内容
本发明的目的是为了解决用于培养一般厌氧颗粒污泥的方法不适用于培养 针对丙烯酸废水的厌氧颗粒污泥的问题，提出了一种用于处理丙烯酸废水的厌 氧颗粒污泥的培养方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的一种用于丙烯酸废水生化处理的厌氧颗粒污泥的培养方法，具体 过程如下：
步骤一、污泥驯化阶段：首先向厌氧反应器中投加污泥菌种;再向反应器 中连续注入丙烯酸废水，控制进水COD浓度在1500～2000mg/L，pH值在6.5～7.5， 温度在32～37℃，进水上升流速不大于0.3m/h，有机负荷不大于1.0kgCOD/m3·d， 并投加氮磷营养元素，保证达到厌氧微生物的要求;由于微生物在适应水质的 过程中会有死亡，同时还会有部分活微生物被水带出，表现为出水悬浮物浓度 较高，需要把出水带出的污泥进行回流，以保证厌氧反应器内的污泥浓度;当 出水COD去除率逐渐提高时，出水悬浮物浓度也会随之降低，出水COD去除 率达到60%以上时表明污泥驯化阶段已完成，就可以进入污泥颗粒化阶段;
步骤二、颗粒化阶段：逐步提高进水COD浓度、有机负荷两个参数，每次 提高都需要保证出水COD去除率达到60%以上、最终进水COD浓度不大于 5000mg/L、有机负荷不大于5kgCOD/m3·d;随着污泥颗粒粒径的增大，逐步提 高上升流速;为加速污泥颗粒的增长过程，在进水中投加阳离子聚丙烯酰胺 (PAM)及补充微量元素Ca2+、Mg2+、Fe2+;控制进水pH值在6.5～7.5，温度在 32～37℃，COD/碱度的比值在2～4之间，并投加氮磷营养元素。当颗粒污泥的 颗粒比增长速率急剧下降，出水COD去除率稳定在70%以上时即进入颗粒污泥 的成熟阶段，表明颗粒污泥培养完成。
有益效果
(1)本发明的一种用于丙烯酸废水生化处理的厌氧颗粒污泥的培养方法，通 过控制进水的COD浓度、有机负荷、上升流速、进水pH、温度、碱度、投加 絮凝剂、营养元素、微量元素等方法，解决用于培养一般厌氧颗粒污泥的方法 不适用于培养针对丙烯酸废水的厌氧颗粒污泥的问题，有效地保证了颗粒污泥 的成功培养。
(2)本发明的一种用于丙烯酸废水生化处理的厌氧颗粒污泥的培养方法，所 培养的颗粒污泥极大地提高了丙烯酸废水的处理效率，降低了废水的排放量。
(3)本发明的一种用于丙烯酸废水生化处理的厌氧颗粒污泥的培养方法，所 培养的颗粒污泥用于厌氧反应器，处理废水成本远远低于焚烧法和催化氧化法， 具有较大的经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明是一种用于丙烯酸废水生化处理的厌氧颗粒污泥的培养方法。颗粒 污泥的培养过程分为三个阶段，分别为污泥驯化阶段、颗粒化阶段和成熟阶段。 具体过程如下：
步骤一、污泥驯化阶段：首先向厌氧反应器中投加污泥菌种;再向反应器 中连续注入丙烯酸废水，控制进水COD浓度、pH值、温度、进水上升流速、 有机负荷、并投加氮磷营养元素，保证达到厌氧微生物的要求;当出水COD去 除率逐渐提高时，出水悬浮物浓度也会随之降低，出水COD去除率达到60%以 上时表明污泥驯化阶段已完成，就可以进入污泥颗粒化阶段;
污泥驯化阶段是接种污泥适应丙烯酸废水水质的过程，优质菌种保留下来， 其它菌种淘汰掉。控制反应器运行参数如下：
1)接种污泥种类及数量：厌氧消化污泥(含水率80%)，接种量为保证反 应器内污泥浓度为30g/L;
2)反应器进水COD浓度：2000mg/L;
3)反应器进水上升流速：0.2m/h;
4)有机负荷：0.2kgCOD/m3·d;
5)进水pH值：6.5-7.2;
6)营养元素：COD∶N∶P=200∶5∶1;
7)进水温度：33-37℃。
污泥驯化阶段会有一定量的污泥随出水流出，由于微生物在适应水质的过 程中会有死亡，同时还会有部分活微生物被水带出，表现为出水悬浮物浓度较 高，需要每周把出水带出的污泥进行回流，以保证厌氧反应器内的污泥浓度。 当出水悬浮物浓度降低(SS≤100mg/L)，出水COD去除率稳定在60%以上时表 明污泥驯化阶段已完成，就可以进入污泥颗粒化阶段，污泥驯化阶段要2个月 时间。
步骤二、颗粒化阶段：逐步提高进水COD浓度、有机负荷两个参数，每次 提高都需要保证出水COD去除率达到60%以上、最终进水COD浓度不大于 5000mg/L、有机负荷不大于5kgCOD/m3·d;随着污泥颗粒粒径的增大，逐步提 高上升流速;为加速污泥颗粒的增长过程，在进水中投加阳离子聚丙烯酰胺 (PAM)及补充微量元素Ca2+、Mg2+、Fe2+;控制进水pH值在6.5～7.5，温度在 32～37℃，COD/碱度的比值在2～4之间，并投加氮磷营养元素。
污泥颗粒化阶段是厌氧颗粒污泥培养的关键阶段，控制运行参数如下：
1)反应器进水COD浓度：初始浓度为2000mg/L，运行稳定后(出水COD 去除率稳定在60%以上)，每次以500mg/L的幅度逐步提高，最终达到5000mg/L;
2)反应器进水上升流速：初始值为0.2m/h，随着污泥颗粒的增大，逐步提 高上升流速，提升的幅度为粒径每增加1mm上升流速增加0.1m/h。运行过程中， 保证每天有10min上升流速为1m/h，以便于污泥和丙烯酸废水充分接触;
3)有机负荷：初始值为0.2kgCOD/m3·d，运行稳定后(出水COD去除率 稳定在60%以上)，每次以0.5kgCOD/m3·d的幅度逐步提高，最终达到 5kgCOD/m3·d;
4)进水pH值：6.5-7.5;
5)进水碱度：保证COD∶碱度=3∶1;
6)进水温度：33-37℃;
7)营养元素：COD∶N∶P=200∶5∶1;
8)微量元素：补充Ca2+、Mg2+、Fe2+;
9)投加絮凝剂：投加阳离子PAM。
碱度调节投加的药品是Ca(HCO3)2，既起到调节碱度的作用，又起到补充微 量元素的作用;氮盐投加的尿素，磷盐投加的Na3PO4;Mg2+、Fe2+分别投加的是 MgSO4、FeSO4，投加量为Mg2+浓度100-150mg/L、Fe2+浓度10-20mg/L;阳离子PAM 的投加量为30mg/L，污泥颗粒化阶段需要5个月。
当颗粒污泥的颗粒比增长速率急剧下降(为最大生长速率的20%)，出水 COD去除率稳定在70%以上时即进入颗粒污泥的成熟阶段，表明颗粒污泥培养 完成。颗粒污泥为结构致密的圆球形，表面呈黑灰色，直径在2～5mm之间。