基于颗粒-絮体共存的生物除磷系统构建方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废水生物处理技术领域，具体涉及一种生物除磷系统构建方法。
【背景技术】
[0002]为控制污水厂出水的磷含量，作为经济性和可持续性的强化生物除磷技术(Enhanced B1logical Phosphorus Removal，EBPR)在污水处理厂得到了广泛的应用，该技术中的污泥交替经历厌氧、好氧环境，以系统中富集的聚磷菌所具有的过量吸磷能力将污水中的磷酸盐以聚磷的形式储存在体内并以剩余污泥的形式排出系统。目前强化生物除磷中的污泥主要以絮状活性污泥的形式存在，絮体粒径小，活性高，但污泥相对不易沉降，容易发生污泥膨胀，影响出水水质；同时要求较短的污泥龄，这与同时要求脱氮的硝化细菌所需要的长污泥龄矛盾，使得脱氮除磷不能在同一系统中完成；另外，除磷剩余污泥后续的处理容易出现磷的重新释放造成二次污染。
[0003]颗粒污泥作为是一种结构密实，边界清晰，易于从溶液中分离出来的微生物聚集体，具有较高的污泥浓度，良好的沉降特性，抗冲击负荷能力强而备受国内外污水处理领域工作者的关注。目前关于好氧颗粒污泥的培养主要采用的是较大高径比的SBR反应器，通过缩短污泥沉淀时间洗出SBR系统中沉降性能差的絮状污泥，将沉降性能好的污泥留在反应器中，在曝气搅拌等剪切力的作用下污泥聚集形成结构密实的颗粒污泥。颗粒污泥系统也存在在培养阶段，污泥大量流失，系统崩溃的问题。另外，好氧颗粒污泥的培养对反应器的高径比要求高，沉降时间要求短，系统的运行不易控制，同时颗粒结构密实，颗粒内部传质阻力大，颗粒污泥的活性及颗粒稳定性差，容易解体，不易扩大应用等问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决絮状活性污泥不易沉降、颗粒污泥稳定性差，颗粒污泥的培养要求在高径比很大的SBR中进行的技术问题，提供了一种基于颗粒-絮体共存的生物除磷系统构建方法。
[0005]颗粒污泥在低高径比的SBR反应器中形成，且在颗粒污泥重力的带动下，絮体的沉降性有所提高，在絮体的存在下，絮体污泥继续凝聚转变为颗粒污泥，弥补了颗粒污泥稳定性差，易于解体导致系统崩溃带来的问题。
[0006]基于颗粒-絮体共存的生物除磷系统构建方法如下:
[0007]向序批式反应器SBR中接种二沉池污泥，接种污泥的浓度为2000-4000mg/L，在反应温度为10-25°C、序批式反应器SBR的容积交换率为50%、序批式反应器SBR的高径比为1.3-3.5的条件下，向序批式反应器SBR中加入以丙酸钠为碳源的合成污水，然后在厌氧的条件下厌氧搅拌30-180分钟，再在表观气速为0.0006-0.0026m/s的条件下，好氧反应120-360分钟，然后沉降，排水，即完成基于颗粒-絮体共存的生物除磷系统的构建；
[0008]所述沉降的过程如下:
[0009]在序批式反应器SBR运行的前10天，沉淀时间为40分钟，运行10天之后，沉淀时间为30分钟，运行15天之后，沉淀时间为25分钟，运行20天后，沉淀时间为20分钟，此后的运行沉淀时间均为20分钟；
[0010]所述以丙酸钠为碳源的合成污水的COD为350-600mg/L，P043_-P浓度为8.0_12mg/L0
[0011]因此本发明是基于颗粒污泥和絮体污泥各自的特征，构建了颗粒和絮体共存的生物除磷系统，兼顾了颗粒和絮体的优点，避免了其各自单独存在状态下的缺点，使得生物除磷系统运行更加的稳定，除磷效果优良，污泥沉降性能好。本发明中在高径比为1.5-3.5的SBR反应器，通过梯度缩减SBR的运行的沉淀时间，构建了颗粒-絮体共存的生物除磷体系，系统中污泥的沉降性能好，污染物去除性能好，系统运行稳定，避免了絮体污泥和颗粒污泥单独存在的系统所存在的问题，有利于维持生物除磷系统的稳定运行。
[0012]本发明方法培养出来的生物除磷颗粒污泥系统在6个月的运行时间里均能保持颗粒的稳定状态，以及良好的除磷能力和污泥沉降性能。
[0013]本发明提供的颗粒-絮体共存的生物除磷系统构建方法方法，运行50天后颗粒占总污泥量的比例在47% -67%，污泥沉降指数在35-56mL/g，COD的去除率在90%以上，Ρ0/—-Ρ的去除率在95%以上。
【具体实施方式】
[0014]本发明技术方案不局限于以下所列举【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】间的任意组合。
[0015]【具体实施方式】一:本实施方式基于颗粒-絮体共存的生物除磷系统构建方法如下:
[0016]向序批式反应器SBR中接种二沉池污泥，接种污泥的浓度为2000-4000mg/L，在反应温度为10-25°C、序批式反应器SBR的容积交换率为50%、序批式反应器SBR的高径比为1.3-3.5的条件下，向序批式反应器SBR中加入以丙酸钠为碳源的合成污水，然后在厌氧的条件下厌氧搅拌30-180分钟，再在表观气速为0.0006-0.0026m/s的条件下，好氧反应120-360分钟，然后沉降，排水，即完成基于颗粒-絮体共存的生物除磷系统的构建；
[0017]所述沉降的过程如下:
[0018]在序批式反应器SBR运行的前10天，沉淀时间为40分钟，运行10天之后，沉淀时间为30分钟，运行15天之后，沉淀时间为25分钟，运行20天后，沉淀时间为20分钟，此后的运行沉淀时间均为20分钟；
[0019]所述以丙酸钠为碳源的合成污水的COD为350-600mg/L，P043_-P浓度为8.0_12mg/L0
[0020]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是所述的序批式反应器SBR的高径比为1.5-3?其它与【具体实施方式】一相同。
[0021]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二之一不同的是所述的序批式反应器SBR的高径比为1.8-2.5。其它与【具体实施方式】一或二之一相同。
[0022]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是所述的序批式反应器SBR的高径比为2。其它与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0023]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是所述接种污泥的浓度为2300-3900mg/L。其它与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0024]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是所述接种污泥的浓度为3000mg/L。其它与【具体实施方式】一至五之一相同。
[0025]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是在厌氧的条件下厌氧搅拌80分钟。其它与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0026]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一至七之一不同的是在表观气速为0.0008-0.0020m/s的条件下好氧反应。其它与【具体实施方式】一至七之一相同。
[0027]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】一至八之一不同的是在表观气速为0.00lm/s的条件下好氧反应。其它与【具体实施方式】一至八之一相同。
[0028]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】一至九之一不同的是好氧反应200分钟。其它与【具体实施方式】一至九之一相同。
[0029]采用下述实验验证本发明效果:
[0030]实验一:
[0031]基于颗粒-絮体共存的生物除磷系统构建方法如下:
[0032]向序批式反应器SBR(有机玻璃圆柱体，高40cm，直径15cm，有效容积6L)中接种污水处理厂的二沉池污泥，接种污泥的浓度为2500mg/L(污泥平均粒径85 μπι)，进水泵将污水泵入向序批式反应器SBR中，进水时间每周期5分钟，进水完成后，开启搅拌器使得泥水充分混合，得泥水混合物，微生物进行厌氧生化反应，厌氧反应85分钟，此后开启空气压缩泵，经过气体流量计控制曝气量为0.12ΠΛΓ1，气体经设在SBR底部的微孔曝气头对泥水混合物进行充氧，微生物进行好氧生化反应210分钟。曝气结束后，污泥进入静沉阶段，沉淀时间运行的前10天，沉淀时间为40分钟，运行10天之后，沉淀时间为30分钟，运行15天之后，沉淀时间为25分钟，运行20天后，沉淀时间为20分钟，此后的运行沉淀时间均为20分钟；
[0033]沉淀后泥水分离，排水口上的溶液通过电磁阀排出反应器，排水3分钟，排水量占总混合液量的50%。反应过程中的水温由加热棒实现，水温控制在23(±2)°C。各个程序的运行通过定时器来进行控制。以上步骤进水-排水在向序批式反应器SBR中按周期反复