一种好氧污泥快速颗粒化的方法与流程

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种好氧污泥快速颗粒化的方法。

背景技术：

上世纪九十年代初，研究者在好氧升流式反应器中发现了好氧颗粒污泥，其是一种以胞外多聚物、惰性无机物和和多种矿物质为骨架，多种功能菌群自凝聚形成的颗粒状污泥。与活性污泥相比，好氧颗粒污泥具有规则的形状和紧实致密的结构，良好的沉降性能、丰富的功能菌群和高浓度的生物量，对冲击负荷和有毒物质具有较强的抵抗力，是一项极具潜力的废水生物处理新技术。但好氧颗粒污泥工艺存在启动时间长等问题。因此，本发明中通过调控有机负荷率(f/m，也叫污泥负荷)，使活性污泥快速颗粒化，具有非常重要的应用价值。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种好氧污泥快速颗粒化的方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种好氧污泥快速颗粒化的方法，采用序批式方式运行sbr反应器，在一个运行周期内包括进水、曝气、沉淀和出水四个阶段，反应过程中，根据污泥浓度的变化控制反应器中f/m在0.5-0.7kgcod·kgmlss^-1·d^-1范围内。

作为优选，运行周期4-6h，一个周期内包括进水—曝气—沉淀—出水四个阶段，其中进水5min、曝气225-345min、沉淀5min、出水5min。

作为优选，接种污泥浓度为2000-4000mg·l^-1，进水cod负荷1.0-5.0kgcod·kgmlss^-1·d^-1。

作为优选，高径比5-10，体积交换率30％-70％，运行周期4-6h，表面气速1.0-2.5cm·s^-1。

本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

1)由于反应器内的f/m始终保持在0.5-0.7kgmlss^-1·d^-1范围内，系统cod、氨氮平均去除率可达95％以上，具有高效的污染物去除能力。

2)本发明所培养的好氧污泥20天实现污泥颗粒化，为淡黄色球形颗粒，颗粒结构紧实，沉降性能优异，大量杆菌、球菌在颗粒表面交联。

附图说明

图1为本发明一个实施例中反应器的结构示意图。其中：曝气机1、流量计2、plc自动控制装置3、蠕动泵4、进水桶5、电磁阀6、出水桶7。

图2为各实施例中污泥颗粒化过程中mlss变化曲线图。

图3为各实施例中污泥颗粒化过程中污染物去除性能变化曲线图。

图4为各实施例中污泥颗粒化过程中svi5/svi30变化曲线图。

图5为各实施例中颗粒污泥扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

如图1所示，为本发明实施例所采用的反应装置结构示意图。装置除sbr反应器本体之外，主要包括曝气机1、流量计2、plc自动控制装置3、蠕动泵4、进水桶5、电磁阀6、出水桶7。曝气机1通过流量计2后连接sbr反应器本体中的曝气头。sbr反应器本体的侧壁上开设多个进水口和出水口，进水口通过蠕动泵4连接进水桶5；出水口连接出水桶7，并通过电磁阀6控制管路开闭。各设备由plc自动控制装置3进行自动化控制。反应器高径比(h/d)5:1，体积交换率50％，表面气速控制在2.0cm·s^-1。采用序批式方式运行sbr反应器，一个运行周期内包括进水、曝气、沉淀和出水四个阶段。一个运行周期为4小时，运行周期内各阶段的运行时间为：进水5min、曝气225min、沉淀5min、出水5min。反应器内接种污泥浓度为2000-4000mg·l^-1，f/m始终保持在0.5-0.7kgcod·kgmlss^-1·d^-1，进水负荷根据污泥浓度的变化而变化。

基于上述反应器和运行方式，以下通过实施例和附图对本发明作进一步的说明。

实施例1：

本实施例记为r2：反应器在接种污泥浓度4000mg·l^-1，初始cod负荷为2kgcod·m^-3·d^-1的条件下启动。在整个运行过程中，系统的f/m始终保持在0.5-0.7kgcod·kgmlss^-1·d^-1的范围内，进水负荷随污泥浓度的变化而变化。

实施例2

本实施例记为r1：本实施例与实施例相比，区别仅在于在整个运行过程中，系统的f/m始终保持在0.3-0.4kgcod·kgmlss^-1·d^-1的范围内，其余一致。

实施例3

本实施例记为r3：本实施例与实施例相比，区别仅在于在整个运行过程中，系统的f/m始终保持在0.8-0.9kgcod·kgmlss^-1·d^-1的范围内，其余一致。

下面对实施例1-3的效果进行对比说明。

1.污泥浓度

如图2所示，r1中污泥浓度低，r2污泥浓度适中，r3中剩余污泥量大。

2.污染物去除率

如图3所示，不论是cod、nh4⁺-n或tn的去除率，皆为r2最优，cod、nh4⁺-n平均去除分别为97％、99％。

3.svi比值比较

svi5/svi30越接近1颗粒化越好。从图4中可以看出。后期r2中svi5/svi30接近1。

4.颗粒化时间及形态比较

图5为污泥颗粒化后的电镜图。其中，r2颗粒最光滑紧实，r1未见明显颗粒，污泥平均粒径始终低于100μm。从形成颗粒的时间上来看：r2从第10天污泥开始颗粒化，第20天实现实现，平均粒径达356μm。虽然r3实现颗粒化需要15天，但其形成的颗粒不规则。

综上所述，由于反应器内f/m始终保持在0.5-0.7kgcod·kgmlss^-1·d^-1的范围内，污泥能快速颗粒化并形成稳定颗粒，且系统具有优异的污染物去除效率。培养的好氧颗粒污泥具有光滑的外观，大量的杆菌、球菌在颗粒表面交联形成致密的颗粒结构。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种好氧污泥快速颗粒化的方法，属于废水处理技术领域。本发明通过控制体系F/M比，促进好氧颗粒污泥快速颗粒化，形成沉降速度快、菌群结构丰富的颗粒污泥。本发明解决了好氧颗粒污泥形成时间长等问题。

技术研发人员：朱亮;吴迪
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2017.03.29
技术公布日：2017.07.07