申请日2018.04.24
公开(公告)日2018.10.09
IPC分类号C02F3/32; C02F3/34; C02F3/30
摘要
本发明提供自然光下快速形成微藻‑好氧污泥颗粒共生体系的方法，其特征在于，包括：在反应器中接种成熟好氧颗粒污泥;将反应器放置在朝阳处，每天接受10小时以上的自然光照，采用厌氧/好氧/缺氧模式运行，厌氧/好氧/缺氧模式为：进水2～10min，厌氧100～150min，好氧90～120min，缺氧60～164min，沉降2～10min，排水2～10min;好氧段的曝气量为270～330mL/min;搅拌速度为200～300r/min;到第7d获得成熟的微藻‑好氧污泥颗粒共生体系。本方法大大缩短了现有技术中微藻‑好氧污泥颗粒的培养时间;促进污水净化效果及抗冲击能力;实现共生体系自产氧运行。
权利要求书
1.一种自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法，其特征在于，包括：
接种工序：在序批式反应器中接种好氧颗粒污泥;
共生体系形成工序：将序批式反应器不加遮蔽地放置在朝阳处，每天接受10小时以上的自然光照，采用厌氧/好氧/缺氧模式运行，厌氧/好氧/缺氧模式为：进水2～10min，厌氧100～150min，好氧90～120min，缺氧60～164min，沉降2～10min，排水2～10min;好氧段的曝气量为270～330mL/min;厌氧段、好氧段和缺氧段进行搅拌，转速为200～300r/min;到第7d获得成熟的微藻-好氧污泥颗粒共生体系。
2.根据权利要求1所述的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法，其特征在于：
其中，在共生体系形成工序中，光照时间为10.33h～14.13h。
3.根据权利要求1所述的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法，其特征在于：
其中，在共生体系形成工序中，光照时间为14h，自然光照的强度范围为2000～90000lux。
4.根据权利要求1所述的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法，其特征在于：
其中，在共生体系形成工序中，序批式反应器每天运行4个周期，每周期运行6h。
5.根据权利要求1所述的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法，其特征在于：
其中，在共生体系形成工序中，序批式反应器内白天最高水温为38～42℃，夜间水温为23～25℃。
6.根据权利要求1所述的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法，其特征在于：
其中，在共生体系形成工序中，厌氧/好氧/缺氧模式为：进水2min，厌氧120min，好氧90min，缺氧144min，沉降2min，排水2min。
7.根据权利要求1所述的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法，其特征在于：
其中，在序批式反应器中，进水口设置在序批式反应器高度50%处，排泥口设置在底部，排水比为50%，由空气泵从底部进行曝气。
8.根据权利要求7所述的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法，其特征在于：
其中，序批式反应器为圆柱形，高径比为5，有效容积为3.6L。
9.根据权利要求1所述的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法，其特征在于，还包括：
水源配制工序：配置进水水源模拟生活污水，进水水源中化学需氧量为200mg/L、NH4+-N为20mg/L、TP为5mg/L。
10.根据权利要求1所述的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法，其特征在于：
其中，在接种工序中，向进水中加入10mg/L的钙镁离子，以及1mL/L的微量溶液，
该微量溶液包含：0.9mg/L的FeCl3，0.15mg/L的H3BO3，0.03mg/L的CuSO4·5H2O，0.18mg/L的KI，0.06mg/L的MnCl2·4H2O，0.06mg/L的Na2Mo7O24·4H2O，0.12mg/L的ZnSO4·7H2O，0.15mg/L的CoCl2·6H2O，以及10mg/L的EDTA。
说明书
自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法
技术领域
本发明属于生物工程、环境工程技术领域，具体涉及一种自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法。
背景技术
21世纪人类社会可持续发展所需迫切解决的两大问题：环境污染与能源危机。污水生物处理技术以其成本低廉、二次污染小等特点成为水处理领域的重要组成部分，具有重要的工程应用价值。其中好氧颗粒污泥由于具有生物量大、结构稳定、沉降性能好、耐冲击负荷、污泥活性高等优点，在生活污水的生物处理中得到广泛应用。微藻具有生长周期短、生物产量高的优点，其细胞油脂中的三酰甘油酯(Triacylglycerols，TAG)是制备生物柴油的主要原料，微藻因此被认为是制备生物柴油最有发展潜力的无毒可再生能源。微藻-好氧污泥颗粒用于处理生活污水，能够在达到高效稳定除污的基础上实现能源回收利用，解决现行除污工艺中普遍存在的能耗高、效率低及碳排放量大的问题，并得到丰富的生物质能源。
微藻-好氧污泥颗粒共生体系已被证实能够提高脱氮除磷效率，但现有的构建微藻-好氧污泥颗粒共生体系的技术普遍存在微藻-好氧污泥颗粒共生体系反应器的启动周期普遍偏长(一般为35-45d)的问题，藻-菌颗粒化过程一般需借助固定化技术的作用，如借助于吸附剂的吸附作用或借助于包埋剂的包埋作用，且大多需要给予人工光源，因此如何快速、低耗得到微藻-好氧污泥颗粒共生体系成为该技术推广应用的一大关键。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法。
本发明为了实现上述目的，采用了以下方案。
本发明提供一种自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法，其特征在于，包括：接种工序：在序批式反应器(SBR)中接种成熟好氧颗粒污泥;共生体系形成工序：将序批式反应器不加遮蔽地放置在朝阳处，每天接受10小时以上的自然光照，采用厌氧/好氧/缺氧模式运行，厌氧/好氧/缺氧模式为：进水2～10min，厌氧100～150min，好氧90～120min，缺氧60～164min，沉降2～10min，排水2～10min;好氧段的曝气量为270～330mL/min;厌氧段、好氧段和缺氧段进行搅拌，转速为200～300r/min;到第7d获得成熟的微藻-好氧污泥颗粒共生体系，之后体系运行稳定，各个参数都达到稳定，并且对污水的处理效果也达到稳定。
优选地，在本发明所涉及的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法中，还可以具有这样的特征：在共生体系形成工序中，光照时间为10.33h～14.13h。
优选地，在本发明所涉及的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法中，还可以具有这样的特征：在共生体系形成工序中，光照时间为14h，自然光照的强度范围为2000～90000lux。
本发明所涉及的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法中，还可以具有这样的特征：在共生体系形成工序中，序批式反应器每天运行4个周期，每周期运行6h。
在本发明所涉及的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法中，还可以具有这样的特征：在共生体系形成工序中，序批式反应器内白天最高水温为38～42℃，夜间水温为23～25℃。
在本发明所涉及的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法中，还可以具有这样的特征：在共生体系形成工序中，厌氧/好氧/缺氧模式为：进水2min，厌氧120min，好氧90min，缺氧144min，沉降2min，排水2min。
优选地，在本发明所涉及的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法中，还可以具有这样的特征：在序批式反应器中，进水口设置在序批式反应器高度50%处，排泥口设置在底部，排水比为50%，由空气泵从底部进行曝气。
优选地，在本发明所涉及的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法中，还可以具有这样的特征：序批式反应器为圆柱形，高径比为5，有效容积为3.6L。
优选地，在本发明所涉及的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法中，还包括：水源配制工序：配置进水水源模拟生活污水，进水水源中化学需氧量(COD)为200mg/L、NH4+-N为20mg/L、TP为5mg/L。
优选地，在本发明所涉及的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法中，还可以具有这样的特征：在接种工序中，向进水中加入10mg/L的钙镁离子，以及1mL/L的微量溶液，微量溶液包含：0.9mg/L的FeCl3，0.15mg/L的H3BO3，0.03mg/L的CuSO4·5H2O，0.18mg/L的KI，0.06mg/L的MnCl2·4H2O，0.06mg/L的Na2Mo7O24·4H2O，0.12mg/L的ZnSO4·7H2O，0.15mg/L的CoCl2·6H2O，以及10mg/L的EDTA。
发明的作用与效果
本发明提供的自然光下快速形成微藻-好氧污泥颗粒共生体系的方法，在自然光照、弱曝气条件和短沉降时间的条件下，以厌氧/好氧/缺氧(A/O/A)方式运行的SBR反应器在第7d可获得成熟稳定的微藻-好氧污泥颗粒共生体系。本发明大大缩短了以往报道的微藻-好氧污泥颗粒培养时间;促进污水净化效果及抗冲击能力;实现微藻-好氧污泥颗粒共生体系自产氧运行，降低外加光源与曝气产生的能耗;提高污水处理系统中剩余污泥的热值与油脂含量，促进其资源化利用，为微藻-好氧污泥颗粒共生体系反应器的快速启动、污水净化和资源回收提供了新的思路。
本方法所形成的微藻-好氧污泥颗粒共生体系可以有效处理生活污水，出水水质达到一级A标，符合生活污水排放标准，并且共生体系所排出剩余污泥还能够作为生物柴油、生物汽油、发酵产氢产甲烷、生物有机肥和生物碳制备的原材料。