申请日2012.03.28
公开(公告)日2012.07.18
IPC分类号C02F11/00; C02F3/12
摘要
本发明涉及污水处理领域中一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法。一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法，其特征在于：是将取自二沉池的部分污泥加入到臭氧反应器中进行臭氧破碎，然后把破碎后的污泥加入到磁化池，通过磁场对微生物的作用，强化磁化池中微生物的酶活性，促进臭氧破碎后难降解片段和死亡微生物菌体的不断再分解，同时磁化池中产生的高活性酶随污泥进入曝气池，刺激曝气池中的微生物再生活化，并将死亡微生物菌体消除。所述臭氧的投加量为0.01-0.05gO3/gSS，磁化池中磁场的强度为50—600GS;曝气方式是采用曝气头曝气，溶解氧浓度为2ppm。所述污泥的减量高达90%以上。
权利要求书
1.一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法，其特征在于：是将取自二沉池的部分污泥加入到臭氧反应器中进行臭氧破碎，然后把破碎后的污泥加入到磁化池，通过磁场对微生物的作用，强化磁化池中微生物的酶活性，促进臭氧破碎后难降解片段和死亡微生物菌体的不断再分解，同时磁化池中产生的高活性酶随污泥进入曝气池，刺激曝气池中的微生物再生活化，并将臭氧破碎后难降解片段和死亡微生物菌体消除。
2.根据权利要求1所述的一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法，其特征在于：臭氧的投加量为0.01-0.05 g O3 / g SS，磁化池中磁场的强度为50—600GS;曝气方式是采用曝气头曝气，溶解氧浓度为2ppm。
3.根据权利要求1所述的一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法，其特征在于：当曝气池中的污泥浓度保持在1-3g/l，臭氧的通气量保持在0.01-0.05 g O3 / g SS，磁场强度为60—500GS时，污泥的减量高达90%以上。
4.根据权利要求1所述的一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法，其特征在于：所述曝气池中需加入微量元素钙、铁、镁、钴、镍，其加量分 别为钙0.05～0.08 mg/l，铁0.04～0.08 mg/l，镁0.05～0.08 mg/l，钴0.03～0.05 mg/l，镍0.03～0.04mg/l。
5.根据权利要求1所述的一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法，其特征在于：所述微生物为光合细菌。
说明书
一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域中一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法。
背景技术
污泥是活性污泥工艺的主要产物，它的产量占进水量的0.5-1%。一般情况下，污泥的处理费用占整个污水处理费用的65%左右。污水生化处理的本质是以污水中的呈胶体和溶解状态的有机物作为微生物的营养来源，将其转化为二氧化碳、水和生物物质，而过量的生物物质构成了生化处理产生的剩余污泥。污泥中含有有机物，重金属，无机盐，微生物虫卵等物质，污泥不经过处理，将会造成严重的二次污染。污水处理厂通常采用焚烧和填埋对污泥进行处理，但是由于焚烧的成本过高和国家禁止对污泥进行简单填埋(简单填埋时污泥中的有害物质没有得到根本处理，容易造成二次污染)，增大了污泥处理的难度。因此如何将产量巨大、成分复杂的污泥，经过科学处理后使其稳定化、无害化、减量化和资源化，已成为我国乃至全世界环境界广泛关注的课题之一。
在传统的活性污泥工艺中，系统会产生大量的污泥。因此学者发明了臭氧-活性污泥新工艺。臭氧具有强氧化性，能氧化污泥微生物细胞壁、细胞膜，导致细胞溶解。臭氧化污泥减量技术正是在这一基础上发展而来的。细胞溶解后细胞内的蛋白质、多糖等释放到污泥的上清液中，作为二次基质重新回流到生物系统中，重新被活性污泥系统中的生物所利用。在此过程中也会有新增的生物物质生成，但从整个污水处理系统来看，生物处理系统向外排放的生物量有效减少，从而强化了污泥的隐性生长，实现了污泥减量。Yasui等人率先提出了与传统的活性污泥法相结合的臭氧化污泥减量组合工艺。实验表明，当曝气池中日臭氧投量为10 mg/gMLSS时，剩余污泥的产量减少50%。(Yasui H, Shibata M. An innovative approach to reduce excess sludge production in the activated sludge process[J]. Water Science and Technology. 1994, 30(9): 11-20.) 但是在臭氧-活性污泥工艺中，氮和磷等由于臭氧氧化作用而溶解在污泥上清液中，并在系统中积累，导致出水COD、氮、磷升高(Kamiya T, Hirotsuji J. New combined system of biological process and intermittent ozonation for advanced wastewater treatment. Water Science and Technology. 1998, 38(8-9): 145-153.)。
为了解决臭氧-活性污泥工艺中出水水质变差的问题，本实验室开发了活性污泥-臭氧-磁场的新工艺。试验通过磁场对微生物的作用，强化反应器中微生物的微生态系统功能，促进有机污染物，死亡微生物菌体和臭氧破碎后难降解片段的不断再分解，达到污泥减量和提高出水水质的效果。
臭氧和磁场相互促进，提高了活性污泥工艺对有机物的分解与利用，从而达到污泥减量和提高出水水质的目的。其相互促进的作用表现为：含有过渡金属原子的酶在微生物的新陈代谢中起着重要的作用，而过渡金属原子在许多情况下呈现出顺磁特性，因而可能通过磁场的作用来影响生物体中顺磁原子来从而影响蛋白质和酶的活性，从而增强微生物的新陈代谢和对臭氧破碎释放的有机物的分解。臭氧破碎释放有机物，提高了破碎污泥的可生化性，大量的有机物可被微生物二次利用。与常规的臭氧-活性污泥工艺相比，曝气池中的VSS/SS和出水水质有了显著的提高。
发明内容
本发明目的是针对上述不足之处提供一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法，在活性污泥-臭氧系统中置入磁化培养系统，通过磁场对微生物的作用，强化磁化池中微生物(吃污泥的细菌)的活性，同时破碎污泥中残留的低浓度臭氧也可以激发微生物的活性。这二者共同促进臭氧破碎后难降解片段(细胞壁残余物)和死亡微生物菌体的不断再分解，同时磁化池中产生的高活性酶随污泥(吃污泥的细菌)进入曝气池，刺激曝气池中的微生物再生活化，并将难降解片段和死亡微生物菌体消除，从而达到污泥减量和改善出水水质的目的。
一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法是采取以下技术方案实现：
一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法是将取自二沉池的部分污泥加入到臭氧反应器中进行臭氧破碎，然后把破碎后的污泥加入到磁化池中供微生物利用，通过磁场对微生物的作用，强化磁化池中微生物(吃污泥的细菌)的酶活性，促进臭氧破碎后难降解片段和死亡微生物菌体的不断再分解，同时磁化池中产生的高活性酶随污泥(吃污泥的细菌)进入曝气池，刺激曝气池中的微生物再生活化，并将难降解片段(细胞壁残余物)和死亡微生物菌体消除。
所述曝气池中污泥的浓度为1-3g/l。
所述曝气池中需加入微量元素钙、铁、镁、钴、镍，其加量分别为0.08 mg/l，0.08 mg/l，0.08 mg/l，0.04 mg/l，0.04mg/l。加入的微量元素可以促进微生物的生长和新陈代谢。
所述方法中臭氧的投加量为0.01-0.05 g O3 / g SS，磁场强度为50—600GS。
当曝气池中的污泥浓度保持在1-3g/l，臭氧的通气量保持在0.01-0.05 g O3 / g SS，磁场强度为60—500GS时，污泥的减量高达90%以上。
所述微生物(吃污泥的细菌)为光合细菌。
为了解决臭氧-活性污泥工艺中出水水质变差的问题，本发明提供了活性污泥-臭氧-磁场的新工艺。试验通过磁场对微生物的作用，强化反应器中微生物的微生态系统功能，促进有机污染物，死亡微生物菌体和臭氧破碎后难降解片段的不断再分解，达到污泥减量和提高出水水质的效果。
臭氧和磁场相互促进，提高了活性污泥工艺对有机物的分解与利用，从而达到污泥减量和提高出水水质的目的。其相互促进的作用表现为：含有过渡金属原子的酶在微生物的新陈代谢中起着重要的作用，而过渡金属原子在许多情况下呈现出顺磁特性，因而可能通过磁场的作用来影响生物体中顺磁原子来从而影响蛋白质和酶的活性，从而增强微生物的新陈代谢和对臭氧破碎释放的有机物的分解。臭氧破碎释放有机物，提高了破碎污泥的可生化性，大量的有机物可被微生物二次利用。与常规的臭氧-活性污泥工艺相比，曝气池中的VSS/SS和出水水质有了显著的提高。
本发明一种利用活性污泥、臭氧、磁场使污泥减量的方法，该技术的优点在于：
(1)在活性污泥-臭氧系统中置入磁化培养系统，通过磁场对微生物的作用，强化磁化池中微生物(吃污泥的细菌)的酶活性，同时破碎污泥中残留的低浓度臭氧也可以激发微生物的活性。这二者共同促进臭氧破碎后难降解片段和死亡微生物菌体的不断再分解，同时磁化池中产生的高活性酶随污泥(吃污泥的细菌)进入曝气池，刺激曝气池中的微生物再生活化，并将难降解片段和死亡微生物菌体消除，从而达到污泥减量和改善出水水质的目的。
(2)与常规的臭氧-活性污泥工艺相比，曝气池中的VSS/SS有了显著的提高，这样有利于系统的长期稳定的运行。
本发明的新工艺方法能够提高污泥的减量效果。当曝气池中的污泥浓度保持在1-3g/l，臭氧的通气量保持在0.01-0.05 g O3 / g SS，磁场强度为60—500GS时，污泥的减量高达90%以上，甚至可以实现污泥的零增长。相比臭氧-活性污泥系统，出水水质也有显著的改善;曝气池中的VSS/SS也有显著的提高，这样有利于系统的长期稳定的运行。