一种在sbr反应器中维持稳定的污泥微膨胀及良好脱氮效果的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于污水处理领域，具体设及一种在SBR反应器中维持稳定的污泥微膨胀 及良好脱氮效果的方法。
【背景技术】
[0002] 活性污泥膨胀是活性污泥系统运行管理与控制中一直困扰人们的最棘手的问题 之一。污泥膨胀是指活性污泥质量变轻、膨大、沉降性能恶化，在二沉池不能完成正常的泥 水分离，污泥容积指数(SVI)值异常增高的现象。污泥微膨胀作为从实际工程中发现的新现 象，因其能改善出水水质并节约能耗而备受关注。活性污泥微膨胀是调整系统运行，人为地 促使丝状菌适量生长，调节其余参数在正常的范围内，并控制丝状菌增殖程度不影响沉淀 池中的泥水分离。由于丝状菌延长的菌丝和较大的比表面积，具有较强的降解低浓度底物 的能力，且能够形成网状污泥，更好地网捕水中细小的悬浮物.与正常溶解氧控制条件下的 出水相比，不仅提高了对悬浮物的去除能力、得到更清澈的出水，同时由于大大节约了供氧 量，从而也达到节能的目的。主要区别在于污泥微膨胀是由单一的低溶解氧，引发的膨胀程 度轻微，SVI能维持在一定范围内（150~250mL/g)二者最大的区别在于由低溶解氧引起的 污泥微膨胀意味着污水的节能处理。
[0003] 由于城市污水处理是能源密集型行业之一，电费约占常规运行成本(包括折旧费 等)的Ξ分之一。污水生物处理系统中的曝气电耗占全厂总电耗的50%~60% W。而生物脱 氮过程中的运行费用很大程度上与溶解氧和有机物有关。污水脱氮作为水污染控制的一项 重要内容已被广泛纳入到污水处理工程中。目前普遍采用的生物脱氮技术是借助硝化菌和 反硝化菌的生理功能，将污水中各种形态的氮元素最终转化为气态氮。当系统处于低溶解 氧污泥微膨胀状态下，依然可W获得较好的出水水质，因此，系统可大大节约曝气能耗，符 合当前中国节能减排的总体趋势。
[0004] 污泥微膨胀和生物脱氮可W同一条件下发生，具有节能的特点。但是据研究表明， 在低溶解氧的条件下，污水中的氨氮氧化速率会受到一定的影响。因此，并且有良好的脱氮 效率。郭建华等人在A/0反应器中成功验证了低氧微膨胀节能理论与方法，SVI值能稳定维 持在150~230mL/g之间，COD和总氮去除率略有升高，分别为86 %和63%，氨氮去除率略有 下降，平均为70%。王淑奎等人用缺氧/好氧工艺(A/0)处理实际生活污水，发现溶解氧浓度 控制在0.5~0.7mg/L下，微膨胀可长期维持稳定，并且此过程中曝气量节约了 60 %。急速降 溫、减少底物浓度梯度、取消缺氧段可W使微膨胀状态恶化。即便是污泥微膨胀有如此多的 好处，依然没有攻克的难点是如何稳定维持污泥微膨胀，研究活性污泥微膨胀节能方法具 体实施的有关参数和稳定维持的控制策略并提高脱氮效率，建立可靠的能及时预防和解决 污泥膨胀兼稳定维持污泥微膨胀将是今后研究的重点。
[0005] 活性污泥膨胀是活性污泥系统运行管理与控制中一直困扰人们的最棘手的问题 之一。污泥膨胀是指活性污泥质量变轻、膨大、沉降性能恶化，在二沉池不能完成正常的泥 水分离，污泥容积指数(SVI)值异常增高的现象。丝状菌污泥膨胀问题都时有发生，并逐渐 成为制约脱氮效果的一个重要难题，已经严重影响了城市污水处理厂脱氮工艺的运行。因 此，对于污泥膨胀问题的研究显得尤为重要。
[0006] 由于城市污水处理是能源密集型行业之一，电费约占常规运行成本(包括折旧费 等)的Ξ分之一。污水生物处理系统中的曝气电耗占全厂总电耗的50%~60% W。而生物脱 氮过程中的运行费用很大程度上与溶解氧和有机物有关。
[0007] 污泥微膨胀作为从实际工程中发现的新现象，因其能改善出水水质并节约能耗而 备受关注。同时，生物脱氮工艺技术，尤其是交替运行模式对于节省能耗和碳源具有重要意 义。污泥微膨胀和生物脱氮可W同一条件下发生，具有节能的特点。即便是污泥微膨胀有如 此多的好处，但是依然没有攻克的难点是如何稳定维持污泥微膨胀，并且有良好的脱氮效 果。
【发明内容】
[0008] 为了维持稳定的污泥微膨胀，并使微膨胀的污泥依然有良好的脱氮效果，本发明 提出了一种新的维持稳定污泥微膨胀及良好的脱氮效率的方法。该方法简单易操作，节约 能耗，整个工艺的脱氮效率可达85% W上，而且能够维持反应器长期处于微膨胀的状态下 稳定运行。
[0009] -种在SBR反应器中维持稳定的污泥微膨胀及良好脱氮效果的方法，包括如下步 骤：
[0010] (1)接种污泥于sm?反应器中。
[00川 （2)驯化污泥。
[0012] (3似交替曝气的方式运行SBR反应器，运行总周期T = 4h，进水时间2min，反应时 间为化，静沉时间为55min，排水时间为3min;在整个反应时间内，W缺好氧时间比2:1来进 行交替曝气进行反应，即先缺氧20min，然后曝气lOmin的方式依次交替进行，并在此期间持 续揽拌，直至反应结束；
[0013] 然后重复进行上述的进水、反应、静沉、排水的运行周期，最终使污泥的SVI值长期 维持在150~250mL/g之间，脱氮效率维持在85% W上，即达成目标。
[0014] 作为优选，步骤（2)采用乙酸钢为碳源的人工合成废水，进水氨氮浓度为40~ 90mg/l，碳氮比为0.5~4，进行污泥驯化。
[0015] 作为优选，步骤(3)反应器的溫度为20-30°C (优选25 °C)，反应的pH在6.5~7.5之 间，曝气阶段的溶解氧在1~3mg/L。
[0016] 作为优选，驯化污泥时，反应器的接种污泥为城市污水处理厂的好氧活性污泥，接 种量为生物反应器有效容积的20%~30%，接种后的污泥浓度为1.2~1.5g/L。
[0017] 作为优选，步骤（3)运行总周期为4h，进水2min，反应时间180min，静沉时间为 55min，排水时间3min，即从反应开始先缺氧20min，再曝气lOmin，直至反应ISOmin结束，总 好氧时间为化，总缺氧时间为化;沉淀55min之后，进行排水。
[0018] 本发明一种在SBR反应器中维持稳定的污泥微膨胀及良好脱氮效果方法的具体步 骤如下：
[0019] (1)在SBR反应器中接种污泥为城市污水处理厂的好氧活性污泥，接种量为生物反 应器有效容积的20%~30%，接种后的污泥浓度为1.2~1.5g/L;
[0020] (2)采用W乙酸钢为碳源的人工合成废水，进水氨氮浓度为40~90mg/L，碳氮比为 0.5~4。在反应器运行过程中溫度一直保持在20-30°C (优选25°C )，pH在6.5~7.5之间，曝 气阶段的溶解氧在1~3mg/l;
[0021] (3)驯化污泥时，运行总周期为4h，进水2min，反应时间ISOmin，静沉时间为55min， 排水时间3min，采用交替曝气的方式，缺好氧时间比为2:1，即从反应开始先进行缺氧 20min，然后曝气lOmin，然后按照上述依次进行缺氧、曝气、缺氧、曝气操作直至反应 ISOmin，期间一直进行揽拌;然后沉淀55min之后，进行排水。
[0022] 重复进行上述的进水、反应、静沉、排水的运行周期，最终使污泥的SVI值长期维持 在150~250mL/g之间，脱氮效率维持在85% W上，污泥有良好的脱氮效果，即达成目标。
[0023] 本发明提出了一种在SBR反应器中维持稳定的污泥微膨胀及良好脱氮效果的方 法，降低了维持污泥微膨胀的难度，节约了能源，并优化了微膨胀条件下的脱氮效果，系统 具有脱氮效率高，能源利用率好，污泥微膨胀能稳定维持，出水清澈等优点。
【附图说明】
[0024] 图1为实施例1的脱氮效率与SVI值随时间变化图；
[0025] 图2为实施例1的革兰氏染色图；
[0026] 图3为实施例1的纳氏染色图；
[0027] 图4为实施例2的脱氮效率与SVI值随时间变图；
[002引图5为实施例2的革兰氏染色图；
[0029] 图6为实施例2的纳氏染色图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于W下实施例。
[0031] 实施例1
[0032] 1. W人工配置的合成废水作为进水，进水C0D/N为3.5~4。
[0033] 人工配水单：
[0034]
[0035] 微量元素配药方案：
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