一种亚硝化颗粒污泥的快速培养方法
【专利摘要】一种处理城市生活污水的亚硝化颗粒污泥的培养方法属于水环境恢复与再生领域。通过接种出水的亚硝化颗粒污泥与絮状的硝化污泥，在高FA和高DO的条件下淘洗出悬浮絮状类不易沉降的微生物来快速培养亚硝化颗粒污泥。其中DO在微生物的基质利用和生长代谢过程中提供电子受体，为亚硝化颗粒污泥系统中颗粒的形成提供了一定的剪切强度，影响着颗粒污泥中的微生物结构及所具有的代谢能力，高FA可以抑制全部的硝化反应，维持稳定的短程硝化，使NO2--N积累率稳定在90%以上。最后通过改变进水水质实现其对生活污水的处理。
【专利说明】一种亚硝化颗粒污泥的快速培养方法
【技术领域】
[0001]本发明属于城市生活污水处理与再生领域，具体是在室温和生活污水的条件下快速培养亚硝化颗粒污泥方法。
【背景技术】
[0002]在当前污水处理【技术领域】中，活性污泥法是应用最为广泛的技术之一，在20世纪初期与英国的曼彻斯特建成试验污水厂开创以来，至今已有近百年的历史。活性污泥从开创初期至今采用的多是以絮状污泥为主的悬浮活性污泥法。
[0003]而颗粒污泥最初是随着有机工业废水的处理出现的，最早出现在一些厌氧反应器中。Young和McCarty于20世纪70年代曾在厌氧滤清器中观察到颗粒污泥。与之相对的是，好氧颗粒污泥技术的出现则要晚很多。但是，基于厌氧颗粒污泥的成功开发与应用，近些年来，人们为了进一步提高污水生物处理(特别是磷氮等营养物质去除)的效率，一开始尝试结合好氧颗粒污泥系统中微生物的高效氧化特性与厌氧消化处理系统中颗粒化厌氧污泥的良好沉降性能，而开发一种新的污水处理工艺一好氧颗粒化污泥处理系统。
[0004]颗粒污泥是微生物群体为适应自身生长环境而自然聚集形成的，是多种微生物在生存竞争过程中自发形成的一种代谢互补紧密的营养关系。在这种微生物自身絮凝增殖形成的颗粒中，众多微生物被胞外多聚物包裹于有丝状菌形成的网络框架内。由于在各种微生物间存在有较强的代谢互补性，因而能够行使类似于多细胞生物才能行使的生理活动一能够实现复杂有机污染物的完全降解、承受较高的有机负荷、耐受较高的有毒物质，并可望在高浓度、难降解或有毒有机废水的处理中得以广泛应用。一般而言，由于硝化细菌对外界环境因素十分敏感且其生长速率较慢，很难在传统的悬浮式或生物膜反应器内维持足够的硝化菌数量。然而，在亚硝化颗粒污泥内由于传质的关系，可望同时存在多种氧环境，为硝化及其他微生物提供各自适宜的生长环境，从而在固定保留硝化微生物的同时避免外界不利于环境的影响，以促进其增值而获得稳定高效的脱氮效果。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种处理生活污水的亚硝化颗粒污泥快速启动的方法。
[0006]本发明中，通过接种出 水的亚硝化颗粒污泥与絮状的硝化污泥，在高FA和高DO的条件下淘洗出悬浮絮状类不易沉降的微生物来快速培养亚硝化颗粒污泥。其中DO在微生物的基质利用和生长代谢过程中提供电子受体，为亚硝化颗粒污泥系统中颗粒的形成提供了一定的剪切强度，影响着颗粒污泥中的微生物结构及所具有的代谢能力，高FA可以抑制全部的硝化反应，维持稳定的短程硝化，使N02_-N积累率稳定在90%以上。最后通过改变进水水质实现其对生活污水的处理。
[0007]本发明实例中，对于反应器基本状况进行了具体描述，但本方法并不局限于此参数反应器。
[0008]一种处理城市生活污水的亚硝化颗粒污泥快速培养的方法，具体步骤如下:[0009]I)接种污泥，反应器接种亚硝化颗粒污泥与硝化絮状污泥按质量比为3:7的比例混合的污泥，污泥的总浓度为6~7g/L ；[0010]2)亚硝化颗粒污泥的培养阶段，采用往生活污水中投加氨氮和碳酸氢钠为进水，控制初始进水氨氮质量浓度为100~130mg/L，COD的质量浓度在200~300mg/L，碱度以CaCO3计质量浓度为氨氮质量浓度的8~10倍，DO为6~8mg/L，反应器的温度在25± 1°C，pH为7.5~7.9。并且通过控制水力停留时间为I~3h，使得氨氮的氧化率达到80%以上，当亚硝化率稳定在90%以上，颗粒的平均粒径达到0.35mm时，认为颗粒污泥启动成功，进入强化颗粒污泥的亚硝化阶段；
[0011]3)强化颗粒污泥的亚硝化阶段，维持反应器的进水和反应条件不变，使得颗粒污泥的亚硝化率维持在90%以上稳定运行两周，得到颗粒污泥的平均粒径达到0.7mm，认为颗粒污泥的亚硝化强化成功，进入生活污水处理阶段。
[0012]4)生活污水处理阶段，当进水为生活污水，氨氮的质量浓度降低为60~80mg/L，COD的质量浓度为200~300mg/L，碱度以CaCO3计为385~415mg/L，DO为6~8mg/L，反应器温度为25 ± I °C，氨氮的氧化率在80%以上时，亚硝化率仍能维持在90%以上运行一段时间，颗粒污泥的平均粒径达到0.9mm，认为处理城市生活污水的亚硝化颗粒污泥启动成功。
[0013]与现有的亚硝化颗粒污泥培养的工艺相比较，本发明具有以下有益效果:
[0014]I)本发明提供了一种快速培养亚硝化颗粒污泥的方法；
[0015]2)本发明提供了在常温低基质生活污水条件下，亚硝化颗粒污泥运行及维护的策略与方法；
[0016]3)本方法提供了一种维持亚硝化率稳定的方法。
[0017]以下结合【具体实施方式】对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围并不局限于此。
【专利附图】
【附图说明】:
[0018]图1是采用本发明方法的反应器颗粒污泥培养与稳定运行阶段的运行效果图。
[0019]图2是采用本发明方法的反应器中颗粒污泥的粒径变化图。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:
[0021]试验装置为序批式反应器(SBR)。试验装置由有机玻璃制成，内径80mm，高lm，总体积5L,有效体积4L,。反应器底部有直径为60mm的微孔曝气装置。反应器上每IOcm设有一个取样口，且排水口设在距底部30cm处，从顶部进水，反应器的容积交换率为62.5%。
[0022]接种采用实验室之前培养过程中的出水亚硝化颗粒污泥与硝化絮状活性污泥按质量比3:7的比例混合的污泥，接种污泥浓度为6.5g/L，控制初始进水氨氮质量浓度100~130mg/L，COD的质量浓度在200~300mg/L，碱度以CaCO3计质量浓度为800~1300mg/L，DO为6~8mg/L，反应器的温度在25± 1°C，pH为7.4~7.9。反应器进水2min，曝气时间为I~2.5h,沉淀IOmin,排水2min,每天运行4~5个周期。通过控制曝气时间来控制氨氮的氧化率在80%以上，此时亚硝化率达到90%以上，并且稳定运行至第14天，而颗粒的平均粒径达到0.4mm，颗粒污泥的培养阶段结束。[0023]维持反应器的进水氨氮质量浓度为100~130mg/L，COD的质量浓度200~300mg/L，碱度以CaCO3计质量浓度为氨氮质量浓度的8~10倍，DO为6~8mg/L，反应器的温度在25 ± I °C，pH为7.5~7.9，氨氮的氧化率控制在80%以上，亚硝化率在90%以上，稳定运行两周后，颗粒粒径达到0.7mm，颗粒污泥的亚硝化强化阶段结束。
[0024]改变进水水质，采用城市生活污水的二级处理出水，氨氮的质量浓度降低为40~60mg/L，COD的质量浓度为200~300mg/L，碱度以CaCO3计为385~415mg/L，保持氨氮的氧化率在80%以上，能够得到亚硝化率在90%以上，且连续运行14天后，颗粒污泥的平均粒径为0.9mm，处理生活污水的亚硝化颗粒污泥启动成功。
[0025]启动成功之后运行 超过14天，反应器处理效果稳定，如图1。颗粒粒径的变化如图2。
【权利要求】
1.一种处理城市生活污水的亚硝化颗粒污泥快速培养的方法，具体步骤如下: 1)接种污泥，反应器接种亚硝化颗粒污泥与硝化污泥按质量比为3:7的比例混合的污泥，接种污泥的总浓度为6~7g/L ； 2)亚硝化颗粒污泥的培养阶段，采用往生活污水中投加氨氮和碳酸氢钠为进水，控制初始进水氨氮质量浓度为100~130mg/L，C0D的质量浓度在200~300mg/L，碱度以CaCO3计质量浓度为氨氮质量浓度的8~10倍，DO为6~8mg/L，反应器的温度在25± l°C，pH为·7.5~7.9 ;并且通过控制水力停留时间为I~3h，使得氨氮的氧化率达到80%以上，当亚硝化率稳定在90%以上，颗粒的平均粒径达到0.35mm时，认为颗粒污泥启动成功，进入强化颗粒污泥的亚硝化阶段； 3)强化颗粒污泥的亚硝化阶段，维持反应器的进水不变DO为6~8mg/L，反应器的温度在25±1°C，pH为7.5~7.9 ;使得颗粒污泥的亚硝化率维持在90%以上稳定运行两周，得到颗粒污泥的平均粒径达到0.7mm，认为颗粒污泥的亚硝化强化成功，进入生活污水处理阶段； 4)生活污水处理阶 段，当进水为生活污水，氨氮的质量浓度降低为40~60mg/L，COD的质量浓度为200~300mg/L，碱度以CaCO3计为385~415mg/L，D0为6~8mg/L，反应器温度为25土1°C，pH为7.5~7.9，氨氮的氧化率在80%以上时，亚硝化率仍能维持在90%以上两周以上，而颗粒污泥的平均粒径能够达到0.9mm，认为处理城市生活污水的亚硝化颗粒污泥启动成功。
【文档编号】C02F3/12GK103708609SQ201310686636
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月15日 优先权日:2013年12月15日
【发明者】李冬, 张翠丹, 范丹, 曾辉平, 张 杰 申请人:北京工业大学