一种投加厌氧颗粒强化耐盐好氧污泥颗粒化的方法

1.本发明属于污水生物技术处理技术领域，具体涉及一种投加厌氧颗粒强化耐盐好氧污泥颗粒化的方法。


背景技术：

2.传统的活性污泥工艺已经被证实是处理含盐废水一种可行的、经济效益好的处理工艺，这种处理工艺可以满足世界废水处理需求量的5%。好氧颗粒污泥是在活性污泥工艺基础上的一种升级工艺，作为一种具有前景的生物处理工艺，因其具有出色的沉降性能、较高的污泥浓度以及较低的反应器容积而越来越受到关注。在“碳达峰”“碳中和”的大背景下亟待探索高效节能的污水处理新工艺。
3.已有研究报道底物组成、有机负荷、剪切力、沉降时间、水力停留时间、反应器构型等因素会对好氧颗粒污泥的形成及长期稳定运行造成较大的影响。同时，通过选择不同类型的接种菌群、接种污泥以期达到缩短好氧颗粒污泥启动时间，强化好氧颗粒污泥性能的目的。例如，接种储存在-20
º
c的好氧颗粒污泥可有效缩短污泥颗粒化所需时间，并且培养成熟的好氧颗粒污泥具有良好的沉降性能和降解性能。liu等开发了一种利用自聚合菌株rhizobium sp. njust18的好氧颗粒化方法，利用菌株自身的聚集性促进好氧颗粒污泥的形成。liang等利用嘧啶降解菌（njust18 njust29）加速颗粒化过程，形成的好氧颗粒污泥具有较强的团聚能力和嘧啶降解能力。因此，接种污泥类型对好氧颗粒的形成和性能起着关键作用。
4.因此，本发明提供一种厌氧颗粒污泥结合少量活性污泥作为接种污泥的方法，达到加速耐盐颗粒污泥的形成过程、强化好氧颗粒污泥的耐盐性能的目的。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的好氧颗粒污泥培养时间长、对盐分耐受性差的问题，提供一种投加厌氧颗粒强化耐盐好氧污泥颗粒化的方法。该方法通过投加厌氧颗粒污泥，结合少量活性污泥作为接种污泥的方法，逐步提高盐浓度，辅以逐步缩短污泥沉降时间等反应器运行参数优化，达到加速耐盐颗粒污泥的形成过程、强化好氧颗粒污泥的耐盐性能的目的。
6.本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
7.本发明的一个方面提供了一种投加厌氧颗粒强化耐盐好氧污泥颗粒化的方法，所述方法包括以下步骤：1）将耐盐好氧颗粒污泥接投入序批式（sbr）反应器中，所述的耐盐好氧颗粒污泥由好氧活性污泥和厌氧颗粒污泥按照体积比1:1混合而成；2）采用人工合成模拟生活污水作为进水，在sbr反应器中对接种污泥进行颗粒化培养；3）运行调控：在整个sbr反应器运行期间，盐度水平按照每14天增加1%的梯度增
加，观察污泥的沉降情况，不断地缩短污泥的沉降时间，当颗粒污泥初步形成时停止调整沉降时间；4）定期对污泥进行镜检，并检测sbr反应器内颗粒污泥的粒径分布情况：当大于0.2 mm的颗粒污泥的比例达到70％以上时认为好氧颗粒污泥系统启动完成。
8.优选地，步骤1）中所述sbr反应器中初始混合液悬浮固体为5.3
±
0.1g/l，污泥容积指数为147.7
±
0.2 ml/g。
9.优选地，步骤2）中所述模拟废水组成为：nh4cl 500~650 mg/l；kh2po4 140~200 mg/l；cacl
2 150~200 mg/l；mgcl
2 31~86 mg/l；feso4·
7h2o 10~20 mg/l。
10.优选地，所述模拟废水中还可添加微量元素，所述微量元素与所述模拟废水的体积比为0.05ml：1l。
11.优选地，所述微量元素组成为：h3bo
3 50~60 mg/l；zncl
2 50 ~60 mg/l；cucl
2 30~40 mg/l；mnso4·
h2o 50~65 mg/l；(nh4)6mo7o
24
·
4h2o 50~65 mg/l；alcl
3 50~65 mg/l；cocl2·
6h2o 50~65 mg/l；nicl
2 50~65 mg/l。
12.优选地，步骤3）中所述的sbr反应器每天运行4个周期，其中每一个运行周期按进水-厌氧-曝气-沉降-出水的方式运行，每一个运行周期为6小时。
13.优选地，步骤3）中所述sbr反应器的一个运行周期中，进水的时间为5分钟，厌氧的时间为0-30分钟，曝气的时间为315-320分钟，沉降的时间为3-30分钟，出水的时间为5分钟。
14.优选地，步骤3）中所述进水cod维持在1000-2500 mg/l。
15.优选地，步骤3）中通过投加2 m nahco3或 hcl 溶液维持进水ph 为7.0
±
0.1。
16.优选地，步骤3）中通过nacl增加盐度水平。
17.本发明带来的有益效果是：本发明在培养耐盐好氧颗粒污泥的过程中，通过人工投加厌氧颗粒污泥，结合少量活性污泥作为接种污泥的方法，逐步提高盐浓度，诱导产生耐盐好氧颗粒污泥，通过辅以逐步缩短污泥沉降时间等反应器运行参数优化，达到加速耐盐颗粒污泥的形成过程、强化好氧颗粒污泥的耐盐性能的目的，为好氧颗粒污泥技术处理高盐类工业废水的应用提供一种强化耐盐好氧污泥颗粒化的方法。
附图说明
18.图1示出了本发明的sbr反应器运行情况示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。
21.本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.如图1所示，本发明的一个具体实施方式采用实验室规模的sbr反应器培养耐盐好氧颗粒污泥并稳定运行约160天。接种污泥由好氧活性污泥和厌氧颗粒污泥组成，按体积比1:1混合，共100 ml。整个反应器系统由plc控制，反应器不间断运行，每天运行4个周期，每个周期为6 。反应器运行循环的体积交换比（ver）为50%。将温度调控在22
ꢀ±ꢀ2ꢀº
c范围内。每个运行周期包括5 min进水，0-30 min厌氧阶段，315-320 min曝气阶段，3-30 min沉降阶段和5 min出水阶段。为了更好地优化反应器效能，在160 d的运行过程中对反应器的运行参数进行了调整和优化，例如沉降时间，进水有机负荷和好氧/厌氧时间等，整个运行过程的参数见表 1。
23.表 1 不同盐度下好氧颗粒污泥的运行条件及性能实验所用好氧活性污泥取自上海市长桥市政污水处理厂二沉池的回流污泥，厌氧颗粒污泥源自本实验室自己搭建的厌氧生物反应器。接种污泥由好氧活性污泥和厌氧颗粒污泥组成，按体积比1:1混合，共100 ml。在sbr体系中初始混合液悬浮固体（mlss）为5.3
±
0.1g/l，在本实施例中优选为为5.3 g/l；污泥容积指数（svi）为147.7
±
0.2 ml/g，在本实施例中为147.7 ml/g。葡萄糖作为碳源加入到进水中，进水cod 维持在1000-2500 mg/l，运行工况及cod去除效率见表1。模拟废水组成为：nh4cl 500~650 mg/l；kh2po4 140~200 mg/l；cacl
2 150~200 mg/l；mgcl
2 31~86 mg/l；feso4·
7h2o 10~20 mg/l，在本实施例中优选为（mg/l）：nh4cl （500）；kh2po4（140）；cacl2（150）； mgcl2（31）；和 feso4·
7h2o （10）。投加2 m nahco3或 hcl 溶液使模拟废水进水时的ph 在7.0
ꢀ±ꢀ
0.1范围内。模拟废水中还可添加微量元素，微量元素组成为：h3bo
3 50~60 mg/l；zncl
2 50 ~60 mg/l；cucl
2 30~40 mg/l；mnso4·
h2o 50~65 mg/l；(nh4)6mo7o
24
·
4h2o 50~65 mg/l；alcl
3 50~65 mg/l；cocl2·
6h2o 50~65 mg/l；nicl
2 50~65 mg/l。在本实施例中优选为2.5 ml微量元素溶液加入到50 l模拟废水中，其具体组成为（mg/l）：h3bo3（50）； zncl
2 （50）； cucl2（30）； mnso4·
h2o （50）； (nh4)6mo7o
24
·
4h2o （50）； alcl3（50）；cocl2·
6h2o （50）； nicl2（50）。
24.在sbr系统中以常规好氧活性污泥和厌氧颗粒污泥作为接种污泥，对耐盐好氧颗粒污泥的定向培育分三个不同阶段进行（图1），sbr系统运行情况见图1。每个运行阶段分析mlss、mlvss、svi 和cod去除效率等指标。启动阶段，即将厌氧颗粒污泥作为接种污泥加入到sbr反应器中，好氧活性污泥在较低盐度条件下逐渐适应盐度胁迫，优化反应器运行工况，调整进水参数。厌氧颗粒污泥的加入加速了耐盐好氧颗粒污泥的颗粒化进程，同时厌氧颗粒的加入强化了耐盐好氧颗粒污泥系统的结构稳定性；盐压力下驯化阶段，即阶梯式提高盐浓度，缩短沉降时间，在sbr反应中逐渐形成年轻的耐盐好氧颗粒污泥，同时在盐胁迫下逐步淘汰好氧颗粒污泥系统中的非耐盐菌群；盐度提升阶段，即在高盐度条件下逐渐形成成熟的耐盐好氧颗粒物污泥，且在sbr反应器中占据主导地位。
25.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。