高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法
【专利摘要】本发明涉及一种高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法。首先在SBR反应器中接种活性污泥，加入沸石粉；然后将待处理废水泵入反应器中，通过反应器底部铺设的曝气装置进行曝气，使泥水充分混合反应；最后停止曝气，定时静置沉淀，实现泥水分离，再由反应器的出水口排出一定量的水。上述步骤按周期反复进行。本发明所述的培养方法，采用医药废水进行好氧颗粒污泥的培养，培养出的好氧颗粒污泥活性高，具有抗冲击性、能承受高浓度的有机负荷，可以直接应用于高浓度医药废水的处理，扩大了好氧颗粒污泥的应用范围。
【专利说明】
高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法
技术领域
[0001]本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种针对高浓度医药废水的好氧颗粒污泥的培养方法。
【背景技术】
[0002]硫酸新霉素属于广谱抗生素，其生产中产生的废水中包含发酵残余的培养基、丝菌体和发酵过程中产生的各种复杂的代谢产物，如碳水化合物、蛋白质、有机酸;还有提取过程中产生的有机溶媒、酸碱、硫酸盐和少量抗生素等。废水中含有生物发酵代谢产生的生物难降解有机物质，同时还含有少量对微生物有毒害作用的抗生素，是一种难降解的高浓度有机废水，该类废水采用传统工艺极难达到预处理效果，需采用高效预处理工艺、厌氧和好氧为主体的二级生物处理工艺，配伍深度处理技术进行工艺优化、筛选、组合、论证等措施，才能对该类废水进行有效地处理并达到排放要求。
[0003]在该类医药废水的生化处理过程中，好氧生化段普遍采用活性污泥法进行好氧生化处理，但是人们发现传统的活性污泥工艺存在污泥沉降性差、出水悬浮物(难降解有机物质)多等缺点，直接影响处理效果。好氧颗粒污泥技术是一种新型微生物自固定化技术，相比传统的活性污泥，好氧颗粒污泥具有结构致密、沉降性好、抗冲击力强等优点，使反应器保持较高的污泥浓度和容积负荷，且其富集的微生物种群多样化，具有同步脱氮除磷的功能。因此，好氧颗粒污泥技术日益成为高盐高浓度有机废水生化处理工艺中的热点。
[0004]近年来，国内外水处理领域的研究者已对好氧颗粒污泥的形成机理、结构特性、培养方法等进行了大量研究。现有技术中，中国专利CN102219297A、CN10 2153192A、CN101508485A、CN102583722B均采用进水-曝气-沉淀-排水的方式在序批式反应器中短期培养出了好氧颗粒污泥，但上述专利技术采用的试验废水均为实验室配制污水，其有机物组成简单，无毒害物质存在，与实际废水存在较大差别。专利CN104556362A采用同样的培养方式针对石化废水培养出了好氧颗粒污泥，该颗粒污泥只针对石化稀释废水具有耐冲击性。上述废水中几乎不存在对微生物有毒害作用的物质，因此没有充分考虑这些有害成分对好氧颗粒污泥的形成造成的影响。由此可见，针对高浓度医药废水的好氧颗粒污泥的培养，目前尚未形成有效的方法。
【发明内容】
[0005]发明目的:针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种针对高浓度医药废水的好氧颗粒污泥的培养方法，利用医药废水成功培养出对其具有抗冲击性且能承受高浓度有机负荷的好氧颗粒污泥，可以直接应用于高盐、高COD医药废水的处理，突破了好氧颗粒污泥在高浓度医药废水处理中的瓶颈，进而扩大了好氧颗粒污泥技术的应用范围。
[0006]为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案:
一种高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法，采用序批式间歇反应器(SBR反应器)，以高浓度医药废水为进水，并以沸石为载体进行好氧颗粒污泥的培养，具体步骤如下: (1)首先在序批式间歇反应器中接种活性污泥，同时加沸石粉，闷曝；
(2)然后将高浓度医药废水栗入序批式间歇反应器中，通过序批式间歇反应器底部铺设的曝气装置进行曝气，使泥水充分混合反应；
(3)曝气结束，静置沉淀，实现泥水分离，再由反应器的出水口排水；
步骤(2)和(3)按周期反复进行，每天I?3个周期，每个周期8?24h。
[0007]作为优选，所述高浓度医药废水为经过高效预处理、厌氧处理后的硫酸新霉素废水。
[0008]作为优选，所述沸石粉粒径范围为200?350目。
[0009]作为优选，在步骤(2)中需向所述序批式间歇反应器中投加一定量的微量元素。
[0010]作为优选，所述微量元素包括硫酸镁10?40mg/L、氯化铁10?30mg/L、硫酸铜10?30mg/L、硫酸锌I?5mg/L、氯化钴0.1?0.6mg/L、氯化猛0.2?0.5mg/L、氯化招50?10ug/
L0
[0011 ]作为优选，步骤(I)中沸石粉的加入量为5?20g/L。
[0012]作为优选，步骤(I)中闷曝时间为24?48h。
[0013]作为优选，步骤(2)中，每次进水时间为10?15min，体积交换率为50%?65%。
[0014]作为优选，步骤(2)中，曝气量为2?4L/min，曝气时间为420?450min。
[0015]作为优选，所述序批式间歇反应器内活性污泥的浓度为3.0?7.0g/L。
[0016]本发明取得的有益效果为:
本发明所述的方法采用周期操作培养，使污泥与污水充分接触，有利于好氧颗粒污泥的驯化培养。以实际医药废水作为进水，每天监测反应器进出水的COD浓度，并进行有机负荷的调整，可提尚好氧颗粒污泥在实际尚浓度的医药废水中应用的适应性，有利于提升医药废水的处理效率。
[0017]本发明针对高浓度医药废水，利用天然沸石粉作为载体进行好氧颗粒污泥的培养。沸石粉作为菌核，对普通的絮状活性污泥具有一定的吸附作用，且沸石粉的粒径越小，吸附效果越好。处于流动状态的沸石粉与污泥存在速度差，相互摩擦产生剪切力的作用，但沸石粒径越大，产生的剪切力越大，该剪切力与水利剪切力共同作用，共同促进好氧颗粒污泥的形成。可见，选取的沸石粉粒径过小剪切力作用小，过大沸石易沉底均不利于颗粒污泥的形成，需选取合适粒径的沸石粉作为载体，形成的好氧颗粒污泥表面的丝状菌更短更少，颗粒污泥的沉降性能更高更稳定。
【附图说明】
[0018]图1、好氧颗粒污泥培养装置的结构示意图。
[0019]附图标记列表:
1-序批式间歇反应器;2-进水栗;3-出水口 ；4-压缩空气入口；5-液体流量计;6-气体流量计;7-曝气装置。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0021]本发明所述的一种针对高浓度医药废水的好氧颗粒污泥的培养方法，包括以下步骤:
1)首先在SBR反应器中接种活性污泥，SBR反应器为圆柱形，其有效体积为10L，高径比为5:1，活性污泥来自某污水处理厂内好氧生化处理阶段具有良好活性的污泥。同时加入5?20g/L的沸石粉，闷曝24?48小时；
2)然后将医药废水栗入SBR反应器中，每次进水时间为10?15min，体积交换率为50%?65%;通过SBR反应器底部铺设的曝气装置进行曝气，使泥水充分混合反应，曝气量为2?4L/min，曝气时间为420?450min ；
3)曝气结束，静置沉淀5?15min，实现泥水分离，再由SBR反应器的出水口排水，用时1?15min。
[0022]本发明所述好氧颗粒污泥的培养方法可在如图1所示的装置中进行，根据上述步骤(2)和(3)按周期反复进行，每天I?3个周期，每个周期8?24h，每天对进出水的COD进行监测，定期调整COD负荷。
[0023]上述方案中所述的高浓度医药废水为经过高效预处理、厌氧处理后的硫酸新霉素废水，其pH值6?9，氨氮浓度为300?450mg/L，总氮浓度为500?650mg/L，COD浓度为2000?3000mg/Lo
[0024]上述方案中所述反应器内污泥浓度控制在3.0?7.0g/L，沸石粉粒径范围为200?350 目。
[0025]上述方案中为了满足好氧颗粒污泥的生长需求，在步骤2)中需向反应器中投加一定量的微量元素，其中硫酸镁10?40mg/L、氯化铁10?30mg/L、硫酸铜10?30mg/L、硫酸锌I?5mg/L、氯化钴0.I?0.6mg/L、氯化猛0.2?0.5mg/L、氯化招50?100ug/L。
[0026]实施例1
采用图1所示的好氧颗粒污泥培养装置，取自某污水处理厂好氧生化段的活性污泥为接种污泥，以河南某制药厂经预处理后的硫酸新霉素废水为进水进行好氧颗粒污泥的培养。
[0027]SBR反应器:反应器采用有机玻璃材质，直径150mm，高度750mm，有效容积10L，反应器底部设置曝气装置，空气经曝气机进入反应器。硫酸新霉素废水经预处理后的主要水质特征如下:pH值7.8，SS为1200 mg/L，COD浓度2500 mg/L，氨氮浓度为300mg/L，总氮浓度为550mg/Lo
[0028](I)首先在高径比为5:1、有效体积为1L的SBR反应装置中接种活性污泥并加入10g/L的沸石粉，闷曝24小时；(2)然后将预处理后的硫酸新霉素废水栗入反应器中，每次进水时间为lOmin，体积交换率为50%;通过反应器底部铺设的曝气装置进行曝气，使泥水充分混合反应，曝气量为2L/min，曝气时间为440min ； (3)待曝气停止，静置沉淀15min，实现泥水分离，再由反应器的出水口排水，用时lOmin。上述步骤(2)和(3)按周期反复进行，每天3个周期，每个周期Sh，好氧颗粒污泥培养过程中，反应器内污泥浓度控制在3.0?7.0g/L，每天对进出水的COD进行监测。
[0029]在步骤2)中需向反应器中投加一定量的微量元素，其中硫酸镁30mg/L、氯化铁20mg/L、硫酸铜20mg/L、硫酸锌3mg/L、氯化钴0.3mg/L、氯化猛0.4mg/L、氯化招80ug/L。
[0030]实施例2采用图1所示的好氧颗粒污泥培养装置，取自某污水处理厂好氧生化段的活性污泥为接种污泥，以河南某制药厂经预处理后的硫酸新霉素废水为进水进行好氧颗粒污泥的培养。
[0031]SBR反应器:反应器采用有机玻璃材质，直径150mm，高度750mm，有效容积10L，反应器底部设置曝气装置，空气经曝气机进入反应器。硫酸新霉素废水经预处理后的主要水质特征如下:pH值6，SS为1200 mg/L，C0D浓度2000 mg/L，氨氮浓度为300mg/L，总氮浓度为500mg/Lo
[0032](I)首先在高径比为5:1、有效体积为1L的SBR反应装置中接种活性污泥并加入10g/L的沸石粉，闷曝36小时；(2)然后将预处理后的硫酸新霉素废水栗入反应器中，每次进水时间为15min，体积交换率为65%;通过反应器底部铺设的曝气装置进行曝气，使泥水充分混合反应，曝气量为4L/min，曝气时间为420min ； (3)待曝气停止，静置沉淀15min，实现泥水分离，再由反应器的出水口排水，用时lOmin。上述步骤(2)和(3)按周期反复进行，每天2个周期，每个周期12h，好氧颗粒污泥培养过程中，反应器内污泥浓度控制在3.0?7.0g/L，每天对进出水的COD进行监测。
[0033]在步骤2)中需向反应器中投加一定量的微量元素，其中硫酸镁20mg/L、氯化铁15mg/L、硫酸铜25mg/L、硫酸锌4mg/L、氯化钴0.4mg/L、氯化猛0.2mg/L、氯化招65ug/L。
[0034]实施例3
采用图1所示的好氧颗粒污泥培养装置，取自某污水处理厂好氧生化段的活性污泥为接种污泥，以河南某制药厂经预处理后的硫酸新霉素废水为进水进行好氧颗粒污泥的培养。
[0035]SBR反应器:反应器采用有机玻璃材质，直径150mm，高度750mm，有效容积10L，反应器底部设置曝气装置，空气经曝气机进入反应器。硫酸新霉素废水经预处理后的主要水质特征如下:pH值9，SS为1200 mg/L，COD浓度3000mg/L，氨氮浓度为450mg/L，总氮浓度为650mg/Lo
[0036](I)首先在高径比为5:1、有效体积为1L的SBR反应装置中接种活性污泥并加入10g/L的沸石粉，闷曝36小时；(2)然后将预处理后的硫酸新霉素废水栗入反应器中，每次进水时间为12min，体积交换率为60%;通过反应器底部铺设的曝气装置进行曝气，使泥水充分混合反应，曝气量为2L/min，曝气时间为450min ； (3)待曝气停止，静置沉淀1min，实现泥水分离，再由反应器的出水口排水，用时15min。上述步骤(2)和(3)按周期反复进行，每天2个周期，每个周期12h，好氧颗粒污泥培养过程中，反应器内污泥浓度控制在3.0?7.0g/L，每天对进出水的COD进行监测。
[0037]在步骤2)中需向反应器中投加一定量的微量元素，其中硫酸镁10mg/L、氯化铁10mg/L、硫酸铜30mg/L、硫酸锌5mg/L、氯化钴0.lmg/L、氯化猛0.2mg/L、氯化招100ug/L。
[0038]实施例4
采用图1所示的好氧颗粒污泥培养装置，取自某污水处理厂好氧生化段的活性污泥为接种污泥，以河南某制药厂经预处理后的硫酸新霉素废水为进水进行好氧颗粒污泥的培养。
[0039]SBR反应器:反应器采用有机玻璃材质，直径150mm，高度750mm，有效容积10L，反应器底部设置曝气装置，空气经曝气机进入反应器。硫酸新霉素废水经预处理后的主要水质特征如下:pH值7.8，SS为1200 mg/L，COD浓度2500 mg/L，氨氮浓度为300mg/L，总氮浓度为550mg/Lo
[0040](I)首先在高径比为5:1、有效体积为1L的SBR反应装置中接种活性污泥并加入10g/L的沸石粉，闷曝48小时；(2)然后将预处理后的硫酸新霉素废水栗入反应器中，每次进水时间为lOmin，体积交换率为55%;通过反应器底部铺设的曝气装置进行曝气，使泥水充分混合反应，曝气量为3L/min，曝气时间为430min ； (3)待曝气停止，静置沉淀15min，实现泥水分离，再由反应器的出水口排水，用时lOmin。上述步骤(2)和(3)按周期反复进行，每天I个周期，每个周期24h，好氧颗粒污泥培养过程中，反应器内污泥浓度控制在3.0?7.0g/L，每天对进出水的COD进行监测。
[0041]在步骤2)中需向反应器中投加一定量的微量元素，其中硫酸镁40mg/L、氯化铁30mg/L、硫酸铜10mg/L、硫酸锌lmg/L、氯化钴0.6mg/L、氯化猛0.5mg/L、氯化招50ug/L。
[0042]随着培养时间的延长，普通活性污泥开始凝聚成细小而不规则的颗粒污泥，而硫酸新霉素废水存在少量的有毒有害物质使得颗粒污泥的形成周期延长，连续培养7?10天后，黑色污泥变为淡黄色，反应器中开始有小米粒状的颗粒出现。继续培养，颗粒污泥慢慢增多、长大，使得系统颗粒污泥的沉降性能提高，系统运行2?3周后，反应器内90%以上的污泥颗粒化。
[0043]本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于:采用序批式间歇反应器，以高浓度医药废水为进水，并以沸石为载体进行好氧颗粒污泥的培养，具体步骤如下: (1)首先在序批式间歇反应器中接种活性污泥，同时加沸石粉，闷曝； (2)然后将高浓度医药废水栗入序批式间歇反应器中，通过序批式间歇反应器底部铺设的曝气装置进行曝气，使泥水充分混合反应； (3 )曝气结束，静置沉淀，实现泥水分离，再由反应器的出水口排水； 步骤(2)和(3)按周期反复进行，每天I?3个周期，每个周期8?24h。2.如权利要求1所述的高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述高浓度医药废水为经过高效预处理、厌氧处理后的硫酸新霉素废水。3.如权利要求1所述的高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述沸石粉粒径范围为200?350目。4.如权利要求1所述的高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，在步骤(2)中需向所述序批式间歇反应器中投加一定量的微量元素。5.如权利要求4所述的高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述微量元素包括硫酸镁10?40mg/L、氯化铁10?30mg/L、硫酸铜10?30mg/L、硫酸锌I?5mg/L、氯化钴0.I?0.6mg/L、氯化锰0.2?0.5mg/L、氯化铝50?100ug/L。6.如权利要求1所述的高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，步骤(I)中沸石粉的加入量为5?20g/L。7.如权利要求1所述的高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，步骤(1)中闷曝时间为24?48h。8.如权利要求1所述的高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，步骤(2)中，每次进水时间为10?15min，体积交换率为50%?65%。9.如权利要求1所述的高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，步骤(2)中，曝气量为2?4L/min，曝气时间为420?450min。10.如权利要求1所述的高浓度医药废水好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述序批式间歇反应器内活性污泥的浓度为3.0?7.0g/L。
【文档编号】C02F103/34GK105858873SQ201610224435
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】吴智仁, 蒋素英, 陈园园, 谢菁, 蔡培杰
【申请人】江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司, 艾特克控股集团股份有限公司, 江苏大学