专利名称：一种同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法
技术领域：
本发明涉及一种好氧颗粒污泥的培养方法，尤其涉及一种同步脱氮除碳好氧颗粒 污泥的连续培养方法，属于废水生物处理技术领域。
背景技术：
污泥颗粒化是指微生物在适当的环境条件下，相互聚集形成大而密实的颗粒状微 生物聚集体。好氧条件下，污泥颗粒化可大大提高反应器中的微生物浓度，提高反应器的 处理负荷。由于存在传质阻力，好氧颗粒污泥由外向内可形成“好氧-缺氧-厌氧”的微环 境，微生物具有多样性，微生物组成丰富，异养菌、硝化菌和反硝化菌可共同存在，为好氧颗 粒污泥同时脱氮除碳提供了有利条件，能同步完成有机物氧化和生物脱氮过程。好氧颗粒 污泥具有良好的沉降性能，相对于常规活性污泥处理系统而言，好氧颗粒污泥具有明显的 优势。到目前为止关于好氧颗粒污泥的相关研究基本上集中于SBR反应器或其衍生反应器 中进行，这可能与SBR反应器的水力条件、间歇操作方式及周期性的缺氧环境等有关。由 于SBR系统间歇进水和排水，当处理水量较大时，可能会造成系统进出水时间长，反应器体 积较大。因此需要研制改进一种完全混合反应器并开发利用其连续培养好氧颗粒污泥的方 法，这对于拓宽好氧颗粒污泥的培养及应用范围具有积极的意义。
发明内容
本发明解决了现有技术中存在的问题与不足，提供一种同步脱氮除碳好氧颗粒污 泥的连续培养方法。同时本发明还提供了用于该同步脱氮除碳好氧颗粒污泥连续培养的完全混合反 应器。本发明是通过以下技术方案实现的本发明的同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，其步骤包括把厌氧颗粒 污泥淘洗后接种于完全混合反应器，同时按比例10 1接种部分普通活性污泥，使初期完 全混合反应器内存在异养菌；完全混合反应器使用含氨氮的人工模拟废水启动，废水通过 泵抽吸连续进入反应器，其中人工含氮废水COD浓度控制在300 800mg/L之间，氨氮浓度 在50 200mg/L之间，曝气区DO浓度为1. 5 3. Omg/L，水力停留时间12 18小时，温度 18 ，pH值6. 8 8. 5，厌氧颗粒污泥淘洗进并可反复多次淘洗。其中所述的完全混合反应器包括有曝气区和分离区，曝气区底部设有连接鼓风机 的曝气头，同时安装搅拌装置，使进水和颗粒污泥处于完全混合状态，提高系统处理效率， 曝气区与分离区之间设有可以上下移动活动隔板，活动隔板与反应器底之间的空隙形成回 流孔，隔板可沿着轨道上下移动，以便根据需要调节回流孔大小，反应器分离区上部设有可 溢流出水的溢流槽，溢流槽连接出水口，反应器曝气区上部设有进水口，反应器底部和分离 区下部分别设有排泥口，同时反应器设有可在线控制反应器内温度测定装置、PH值测定装 置和溶解氧测定装置。
本发明的同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，其进一步的技术方案是所 述的完全混合反应器使用含氨氮的人工模拟废水启动时，在废水中添加P元素，P元素的浓 度为25 50mg/L。本发明的同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，其进一步的技术方案还可 以是所述的完全混合反应器使用含氨氮的人工模拟废水启动时，在废水中添加微量元素 Zn、Na、Cu、Ni、Mn、B、Mg中的一种或几种的混合物，微量元素的总浓度为0. 05 15mg/L。本发明的同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，其进一步的技术方案还可 以是所述的含氮废水COD浓度控制在300 800mg/L之间和氨氮浓度在50 200mg/L之 间，其在培养过程中逐步从低到高增加进水COD和氨氮浓度。本发明的同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，其进一步的技术方案还可 以是所述的温度测定装置的温度传感器设置在分离区，所述的PH值测定装置的pH感应器 设置在曝气区，所述的溶解氧测定装置的溶解氧感应器设置在曝气区。本发明的同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，其进一步的技术方案还可 以是所述的完全混合反应器的进水口高度高于溢流槽高度。本发明提供的用于同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养的完全混合反应器，其 包括有曝气区和分离区，曝气区底部设有连接鼓风机的曝气头，同时安装搅拌装置，曝气区 与分离区之间设有可以上下移动活动隔板，活动隔板与反应器底之间的空隙形成回流孔， 反应器分离区上部设有可溢流出水的溢流槽，溢流槽连接出水口，反应器曝气区上部设有 进水口，反应器底部和分离区下部分别设有排泥口，同时反应器设有可在线控制反应器内 温度测定装置、PH值测定装置和溶解氧测定装置；再进一步的技术方案是所述的温度测定 装置的温度传感器设置在分离区，所述的PH值测定装置的pH感应器设置在曝气区，所述的 溶解氧测定装置的溶解氧感应器设置在曝气区；再进一步的技术方案还可以是所述的完全 混合反应器的进水口高度高于溢流槽高度。本发明的工作过程为废水由水泵抽吸从进水口连续进入反应器，然后经溢流槽 溢流出水，污泥碎片由反应器排泥口排出，分离区颗粒污泥在重力作用下，可通过污泥回留 孔自动回流入曝气区，保持曝气区较高的污泥浓度，培养一段时间后即获得具有同步脱氮 除碳功能的好氧颗粒污泥。本发明的有益效果是本发明提供的同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，克服了好氧颗粒污泥 间歇培养的局限性，拓宽了好氧颗粒污泥的培养途径；反应器连续进出水，底物及溶解氧充 足，好氧微生物生长条件好，处理效率高；反应器曝气区与分离区集成一体，结构紧凑，占地 面积小。
图1为本发明的完全混合反应器的结构示意中1-排泥口，2-出水口，3-进水口，4-溢流槽，5-活动隔板，6-pH值测定仪， 7-温度测定仪，8-溶解氧测定仪，9-温度传感器，10-pH感应器，11-曝气头，12-溶解氧感 应器，13-转子流量计，14-鼓风机，15-水泵，16-阀门，17-搅拌桨，18-污泥回流孔。
具体实施例方式实施例中使用的用于同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养的完全混合反应器 如下反应器包括有曝气区和分离区，曝气区底部设有连接鼓风机的曝气头，同时安装搅拌 装置，曝气区与分离区之间设有可以上下移动活动隔板，活动隔板与反应器底之间的空隙 形成回流孔，反应器分离区上部设有可溢流出水的溢流槽，溢流槽连接出水口，反应器曝气 区上部设有进水口，反应器底部和分离区下部分别设有排泥口，同时反应器设有可在线控 制反应器内温度测定装置、PH值测定装置和溶解氧测定装置；所述的温度测定装置的温度 传感器设置在分离区，所述的PH值测定装置的pH感应器设置在曝气区，所述的溶解氧测 定装置的溶解氧感应器设置在曝气区；所述的完全混合反应器的进水口高度高于溢流槽高 度，反应器采用有机玻璃加工而成，上部圆柱形，直径200mm，高180mm ；下部为圆锥形，锥底 直径 100mm,高 50mm。实施例1 将取自山东济南某淀粉生产废水工业规模厌氧处理装置的厌氧颗粒污泥和取自 南京某污水处理厂二沉池活性污泥按10 1的比例接种于反应器。控制操作条件C0D浓度为450 700mg/L，氨氮浓度为100 200mg/L，温度为 180C 士2°C，pH值7.0 8.0，溶解氧DO浓度为1. 8 2. ang/L，水力停留时间为15 18 小时。接种初期COD浓度为450mg/L，氨氮浓度为100mg/L。2周后出水COD、氨氮浓度均开 始降低。20天后提高进水COD浓度至600mg/L，氨氮浓度至150mg/L，运行第40天后，COD、 氨氮去除率分别超过50^^60 ^进一步提高COD浓度至700mg/L，氨氮浓度至200mg/L， COD、氨氮去除率继续增加，64天后C0D、氨氮去除率均超过95%，厌氧颗粒污泥转变为具有 同步脱氮除碳功能的好氧颗粒污泥。实施例2 采用与实施例1相同的接种污泥，改变操作条件C0D浓度为300 500mg/L，氨氮 浓度为50 100mg/L，温度为22°C 士 2°C，pH值6. 8 7. 8，溶解氧DO浓度为2. 6 3. Omg/ L，水力停留时间为12 14小时。接种初期COD浓度为300mg/L，氨氮浓度为50mg/L。30 天后提高进水COD浓度至400mg/L，氨氮浓度至80mg/L，运行第60天后提高进水COD浓度 至500mg/L，氨氮浓度至100mg/L。连续培养86天左右COD、氨氮去除率均超过95 %，厌氧 颗粒污泥转变为具有同步脱氮除碳功能的好氧颗粒污泥。实施例3 采用与实施例1相同的接种污泥，改变操作条件C0D浓度为500 800mg/L，氨氮 浓度为100 200mg/L，温度为27°C 士 2°C，pH值7. 8 8. 5，溶解氧DO浓度为1. 8 2. Omg/ L，水力停留时间为15 18小时。接种初期COD浓度为500mg/L，氨氮浓度为100mg/L。40 天后提高进水COD浓度至600mg/L，氨氮浓度至150mg/L，运行第70天后提高进水COD浓度 至500mg/L，氨氮浓度至100mg/L。连续培养103天左右C0D、氨氮去除率均超过95%，厌氧 颗粒污泥转变为具有同步脱氮除碳功能的好氧颗粒污泥。
权利要求
1.一种同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，其特征在于把厌氧颗粒污泥淘洗后接种于完全混合反应器，同时按比例10 1接种部分普通活性 污泥，使初期完全混合反应器内存在异养菌；完全混合反应器使用含氨氮的人工模拟废水 启动，废水通过泵抽吸连续进入反应器，其中人工含氮废水COD浓度控制在300 800mg/L 之间，氨氮浓度在50 200mg/L之间，曝气区DO浓度为1. 5 3. Omg/L,水力停留时间12 18小时，温度18 ^°C，pH值6. 8 8. 5。其中所述的完全混合反应器包括有曝气区和分离区，曝气区底部设有连接鼓风机的曝 气头，同时安装搅拌装置，曝气区与分离区之间设有可以上下移动活动隔板，活动隔板与反 应器底之间的空隙形成回流孔，反应器分离区上部设有可溢流出水的溢流槽，溢流槽连接 出水口，反应器曝气区上部设有进水口，反应器底部和分离区下部分别设有排泥口，同时反 应器设有可在线控制反应器内温度测定装置、PH值测定装置和溶解氧测定装置。
2.根据权利要求1所述的同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，其特征在于所 述的完全混合反应器使用含氨氮的人工模拟废水启动时，在废水中添加P元素，P元素的浓 度为25 50mg/L。
3.根据权利要求1所述的同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，其特征在于所 述的完全混合反应器使用含氨氮的人工模拟废水启动时，在废水中添加微量元素Zn、Na、 Cu、Ni、Mn、B、Mg中的一种或几种的混合物，微量元素的总浓度为0. 05 15mg/L。
4.根据权利要求1所述的同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，其特征在于所 述的含氮废水COD浓度控制在300 800mg/L之间和氨氮浓度在50 200mg/L之间，其在 培养过程中逐步从低到高增加进水COD和氨氮浓度。
5.根据权利要求1所述的同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，其特征在于所 述的温度测定装置的温度传感器设置在分离区，所述的PH值测定装置的pH感应器设置在 曝气区，所述的溶解氧测定装置的溶解氧感应器设置在曝气区。
6.根据权利要求1所述的同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，其特征在于所 述的完全混合反应器的进水口高度高于溢流槽高度。
7.一种用于同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养的完全混合反应器，其特征在于该 反应器包括有曝气区和分离区，曝气区底部设有连接鼓风机的曝气头，同时安装搅拌装置， 曝气区与分离区之间设有可以上下移动活动隔板，活动隔板与反应器底之间的空隙形成回 流孔，反应器分离区上部设有可溢流出水的溢流槽，溢流槽连接出水口，反应器曝气区上部 设有进水口，反应器底部和分离区下部分别设有排泥口，同时反应器设有可在线控制反应 器内温度测定装置、PH值测定装置和溶解氧测定装置。
8.根据权利要求7所述的完全混合反应器，其特征在于所述的温度测定装置的温度传 感器设置在分离区，所述的PH值测定装置的pH感应器设置在曝气区，所述的溶解氧测定装 置的溶解氧感应器设置在曝气区。
9.根据权利要求7所述的完全混合反应器，其特征在于所述的完全混合反应器的进水 口高度高于溢流槽高度。
全文摘要
本发明公开了一种同步脱氮除碳好氧颗粒污泥的连续培养方法，克服了好氧颗粒污泥间歇培养的局限性，拓宽了好氧颗粒污泥的培养途径；反应器连续进出水，底物及溶解氧充足，好氧微生物生长条件好，处理效率高；反应器曝气区与分离区集成一体，结构紧凑，占地面积小。该方法包括以下步骤先把厌氧颗粒污泥同部分普通活性污泥接种于完全混合反应器，废水由泵连续抽吸进入反应器，由溢流槽溢流出水；为利于微生物生长，废水中添加适量P元素以及微量元素；控制反应器内溶解氧、温度、pH值、水力停留时间等操作参数，连续培养一段时间后，厌氧颗粒污泥成功转变为具有同步脱氮除碳功能的好氧颗粒污泥。
文档编号C02F3/12GK102092846SQ201010589830
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者张雯, 邓风 申请人:南京工业大学