申请日2013.03.05
公开(公告)日2013.05.22
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明涉及稀土镨改性好氧颗粒污泥的培养方法，步骤如下：(1)将活性污泥闷曝后，放入SBR，活性污泥加入量为SBR反应柱体积的20%～40%;(2)利用含Pr3+金属浓度为5-15mg/L的污水循环重复驯化操作6～8天，制得驯化污泥;(3)驯化污泥利用含Pr3+金属浓度为5-15mg/L的污水循环重复改性操作17～22天，制得改性污泥;(4)将改性污泥循环重复造粒操作7～9天，制得改性好氧颗粒污泥。本发明利用稀土元素镨对微生物活性的低促高抑作用，改善了好氧颗粒污泥系统对外界适宜运行条件要求复杂，不稳定性的缺点，加速污泥形成稳定的颗粒，从而快速培养出好氧颗粒污泥。
权利要求书
1.稀土镨改性好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将活性污泥闷曝45～50小时后，放入序批式反应器，活性污泥加入量为序批式反 应器的反应柱体积的20%～40%;
(2)循环重复驯化操作6～8天，每次驯化操作步骤如下，用时4小时：污水进水6min， 污水进水水位达到序批式反应器的3/4处，污水COD值为300～800mg/L，曝气222min，溶 解氧(DO)为4.5～5.5mg/L，沉淀7min，排水5min，排水量为序批式反应器内水的总体 积的1/2;
制得驯化污泥;
(3)将步骤(2)制得的驯化污泥循环重复改性操作17～22天，每次改性操作步骤如 下，用时4小时：按11.6mg/L～34.9mg/L的量向污水中加入可溶性镨盐，使进水含Pr3+的 浓度为5～15mg/L的污水6min，污水进水水位达到序批式反应器的3/4处，污水COD值为 800mg/L，曝气224min，溶解氧为4.5～5.5mg/L，沉淀5min，排水5min，排水量为序批 式反应器内水的总体积的1/2;
制得改性污泥;
(4)将步骤(3)制得的改性污泥循环重复造粒操作7～9天，每次造粒操作步骤如下， 用时4小时：污水进水6min，污水进水水位达到序批式反应器的3/4处，污水COD值为 800mg/L，污水中Pr3+的浓度为5-15mg/L，曝气226min，溶解氧为4.5～5.5mg/L，沉淀3min， 排水5min，排水量为序批式反应器内水的总体积的1/2;
制得改性好氧颗粒污泥。
2.如权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述步骤(1)中的活性污泥取自污水 处理厂的活性污泥。
3.如权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述步骤(1)中的序批式反应器的反 应柱的有效容积为6.0L，内径10cm，外径11cm，高度100cm，排水体积为50%。
4.如权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述步骤(2)中驯化操作第1～2天， 污水COD值为300mg/L;驯化操作第3～5天，污水COD值为500mg/L;驯化操作第6～8天，污水 COD值为800mg/L。
5.如权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述步骤(3)中污水中Pr3+的浓度为 10mg/L。
6.如权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述步骤(3)中的可溶性镨盐为硝酸 镨。
说明书
稀土镨改性好氧颗粒污泥的培养方法
技术领域
本发明涉及稀土镨(Pr3+)改性好氧颗粒污泥的培养方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
好氧颗粒污泥是在水力剪切力作用下，微生物通过自凝聚作用形成的一种特殊生物膜， 实现微生物的自我保护。1997年，有学者在间歇式SBR(Sequencing Batch Reactor)反应 器中通过自凝聚形成了好氧颗粒污泥，自此，好氧颗粒污泥的研究在国内外普遍开展起来。
1999年竺建荣等率先提出好氧颗粒污泥的概念，指出在好氧曝气条件下，厌氧—好氧 交替工艺中培养出好氧颗粒污泥，这些颗粒以细菌为主，粒径为0.5～1.5mm，比重为 1.007t/m3，含水率为97%～98%，对COD、TP的去除率均达到90%以上。
杨麒等采用人工配制的模拟生活污水，通过对运行条件的调控，在SBR反应器中培养出 高性能的好氧颗粒污泥，污泥质量浓度达到4.5g/L以上。
Liu等利用具有间歇运行特性的SBR反应器，证实了在微生物的内源呼吸期降低曝气量， 除了好氧颗粒污泥的外形有变化之外，不影响好氧颗粒污泥的活性，和内源呼吸期的曝气相 比，在微生物对数增长期的高曝气速率对好氧颗粒污泥的稳定性具有更重要的意义。
张栋华等通过对序批式反应器中好养颗粒污泥特性的研究，总结出操作条件的不同导致 颗粒污泥结构形态的不同，沉降时间是颗粒污泥形成的主要因素，有机负荷对颗粒污泥的结 构有一定影响。
由此可见，好氧颗粒污泥的形成条件是各学者研究的热点所在。
我国城市污水以活性污泥好氧生物处理为主，其结构及沉降性能是保证处理效果的关 键。研究污泥颗粒化的培养及在各种污水处理中的应用，有利于好氧颗粒污泥技术的推广和 应用。
我国是一个稀土资源丰富的国家，稀土总储量位居世界前列，稀土资源主要分布在内蒙 古、四川、广西等西部地区，为稀土在各行业中的应用打下了物质基础。稀土在冶金、化工、 医药卫生方面都得到了很好的应用。大量资料表明，适宜浓度的稀土元素对生物机体的生长 具有一定的促进作用，超过某一限度则产生抑制作用，这种生物效应被称为Hormesis现象。
镨，化学符号Pr，原子序数59，原子量140.90765，原子最外层电子轨道为6s24f3， 镧系元素之一。镨作为稀土元素的一种，对生物机体产生的效应与其它稀土元素具有一定的 相似性。有学者认为，镨可减轻镉对根系的伤害，镨具有缓解镉胁迫的作用与提高根系活力、 增加脯氨酸含量、降低MDA含量和细胞膜透性;适当剂量的镨能够促进红菇菌丝体生长作 用和代谢产物的积累。
但镨对改性好氧颗粒污泥的作用未见报道。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种稀土镨(Pr3+)改性好氧颗粒污泥的培养方法。
术语说明
污水：本发明所用污水是指COD值在300～800mg/L，C:N:P(质量比)=(95～105)：(9～ 11)：1，Mg2+浓度为4～6mg/L、Fe3+浓度为4～6mg/L、Ga2+浓度为75～85mg/L，Zn2+、Co2+、 K+、I-等微量元素总浓度为5～15mg/L，pH为6.5～7.5。
镨离子：本发明所用的镨离子为三价镨离子，是可溶性盐类稀土镨元素化合物硝酸镨。
稀土镨改性好氧颗粒污泥的培养方法，步骤如下：
(1)将活性污泥闷曝45～50小时后，放入序批式反应器(SBR)，活性污泥加入量为序 批式反应器的反应柱体积的20%～40%;
(2)循环重复驯化操作6～8天，每次驯化操作步骤如下，用时4小时：污水进水6min， 污水进水水位达到序批式反应器的3/4处，污水COD值为300～800mg/L，曝气222min，溶 解氧(DO)为4.5～5.5mg/L，沉淀7min，排水5min，排水量为序批式反应器内水的总体 积的1/2;
制得驯化污泥;
(3)将步骤(2)制得的驯化污泥循环重复改性操作17～22天，每次改性操作步骤如 下，用时4小时：按11.6mg/L～34.9mg/L的量向污水中加入可溶性镨盐，使进水含Pr3+的 浓度为5～15mg/L的污水6min，污水进水水位达到序批式反应器的3/4处，污水COD值为 800mg/L，曝气224min，溶解氧(DO)为4.5～5.5mg/L，沉淀5min，排水5min，排水量 为序批式反应器内水的总体积的1/2;
制得改性好氧颗粒污泥;
(4)将步骤(3)制得的改性污泥继续培养7～9天，每次操作步骤如下，用时4小时： 污水进水6min，污水进水水位达到序批式反应器的3/4处，污水COD值为800mg/L，污水中 Pr3+的浓度为5-15mg/L，曝气226min，溶解氧(DO)为4.5～5.5mg/L，沉淀3min，排水5 min，排水量为序批式反应器内水的总体积的1/2;
制得稳定的改性好氧颗粒污泥。
根据本发明优选的，所述步骤(1)中的活性污泥取自污水处理厂的活性污泥。
根据本发明优选的，所述步骤(1)中的序批式反应器(SBR)的反应柱的有效容积为 6.0L，内径10cm，外径11cm，高度100cm，排水体积为60%。
根据本发明优选的，所述步骤(2)中驯化操作第1～2天，污水COD值为300mg/L;驯化 操作第3～5天，污水COD值为500mg/L;驯化操作第6～8天，污水COD值为800mg/L。
根据本发明优选的，所述步骤(3)中污水中Pr3+的浓度为10mg/L。
根据本发明优选的，所述步骤(3)中的可溶性镨盐为硝酸镨。
有益效果
本发明所述稀土镨改性好氧颗粒污泥的培养方法，利用稀土元素镨对微生物活性的低促 高抑作用，改善了好氧颗粒污泥系统对外界适宜运行条件要求复杂，不稳定性的缺点，加速 污泥形成稳定的颗粒，从而快速培养出好氧颗粒污泥。