一种腐植酸强化诱导好氧污泥颗粒化的方法技术

本发明专利技术公开了一种腐植酸强化诱导好氧污泥颗粒化的方法，属于废水处理技术领域。该方法包括如下步骤：将预曝气处理过的接种污泥投入序批式(SBR)反应器，采用人工合成模拟生活污水进行培养；培养过程中，当微生物处于饥饿状态时，向SBR反应器中投加经加工处理的天然土状褐煤腐植酸物质，其中SBR反应器采用进水‑曝气‑缺氧‑二次曝气‑沉淀‑排水的方式运行，每天运行3～4个周期，每一个运行周期6～8小时，每运行一个周期后需要闲置一段时间。本发明专利技术添加经处理的腐植酸物质，经过合理的运行调控程序后，好氧颗粒污泥生长速度增快，经过12‑20天左右的培养即可得到具有同步脱氮功能的好氧颗粒污泥。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种腐植酸强化诱导好氧污泥颗粒化的方法，属于废水处理

技术介绍
腐植酸是自然界动植物特别是植物残体经过微生物的分解和转化，以及地球化学、物理的一系列变化过程造成积累起来的一类大分子有机弱酸混合物。广泛存在于土壤、草炭、褐煤或风化煤中。腐植酸含有酚羟基、羧基、醇羟基、羟基醌、磺酸基、烯醇基、胺基及羟基等活性官能团，这些活性官能团的存在决定了腐植酸的酸性、亲水性、阳离子的交换性、络合性和吸附性。有研究表明，腐植酸具有调节土壤pH值，增加土壤缓冲能力，富含生物生长所必须的有机质和矿物质，能加强生物对氮的吸收，降低磷的固定，并且具有刺激土壤中有益微生物的生长和繁殖等生物作用。腐植酸制品可以用来处理许多不同类型的工业污水，可以净化含重金属离子和放射性物质的污水，还可以处理含酚、含油污水，以及用于水的净化等方面。目前常见的天然腐植酸物质主要分为褐煤腐植酸、风化煤腐植酸、泥炭(草滩腐植酸)。褐煤腐植酸是成煤过程中第二阶段(成岩作用)的产物，至烟煤阶段已不含腐植酸，褐煤腐植酸一般含量在1～85％，褐煤外观呈褐色，少数呈黑色，按深浅程度可分为：土状褐煤、亮褐煤、致密褐煤，其中土状褐煤煤化程度较浅，碳含量较低，腐植酸含量较高，一般在40％以上。国内外研究人员围绕着腐植酸应用于活性污泥中进行了一些研究。吴磊、尹军等，《腐殖活性污泥生化特征及处理效能》，哈尔滨工业大学学报，2014，46(4)：31-35一文中指出在活性污泥处理工艺污泥回流段中增设腐殖活性污泥培养池，池中添加腐殖生物填料，腐殖生物填料与回流的活性污泥充分接触后，填料中含有的腐殖酸类物质吸附于活性污泥表面，融入到细胞胞外聚合物中，提高了污泥中菌胶团的形成速度，使活性污泥处理工艺中的微生物生长富集并改变菌群结构，进而强化污水处理效能，以腐殖活性污泥法运行的SBR反应器对COD、TP和TN的去除效果优于普通SBR反应器。腐殖活性污泥具有良好的除臭、抑臭效果，腐植酸可改善污泥性能，降低污泥产率，提高污水处理系统的脱氮除磷性能，腐殖活性污泥已在日本和韩国广泛应用于污水处理及粪便处理中。好氧颗粒污泥是活性污泥的颗粒化状态，是由相互聚集的、多物种的微生物构成的团体。被认为是一种特殊的自固定化微生物。在过去的20年中，废水生物处理领域理论研究和工程应用证明，固定化的活性污泥在水质净化方面比悬浮活性污泥更具有效率。截至目前，好氧颗粒污泥被认为是最有前途的废水生物处理技术之一。国内外研究人员围绕着好氧颗粒污泥培养的底物、接种污泥与溶氧水平、有机负荷、金属离子等外部条件对好氧颗粒污泥培养和形成过程的影响进行了大量研究。但是目前还缺乏腐植酸应用于好氧污泥颗粒化培养中的研究报道。在本专利技术中，通过在好氧颗粒污泥培养过程中添加腐植酸物质，使其融入到微生物胞外聚合物中，提高了污泥颗粒化团聚的速度，促进好氧颗粒污泥快速稳定成型，同时腐植酸物质能够改善污泥性能和微生物菌群结构，有效提高好氧颗粒污泥的除污性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种通过添加腐植酸促进好氧颗粒污泥迅速稳定成型的方法，获得沉降性能良好，处理效率高，结构稳定的好氧颗粒污泥。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种腐植酸强化诱导好氧污泥颗粒化的方法，包括以下步骤：S1、以活性污泥作为接种污泥，连续曝气24～30小时后，投入序批式(SBR)反应器，活性污泥加入量为SBR反应器体积的10％～30％；S2、采用人工合成模拟生活污水作为进水，在SBR反应器中对接种污泥进行颗粒化培养；S3、运行调控：在SBR反应器中，当进水中碳源被活性污泥中的微生物消耗殆尽，微生物处于饥饿状态时(通常大约在SBR反应器运行2h左右)，加入天然土状褐煤腐植酸物质，运行调控结束即获得处理效率高、沉降性能好、结构稳定的好氧颗粒污泥。本专利技术以活性污泥作为接种污泥，活性污泥先经过24～30小时的连续曝气，接种的二沉池污泥得到充分的吸氧、唤醒，逐步适应反应器新环境，以便于后期的运行调控的处理。好氧颗粒污泥的形成是一个复杂的过程，据此提出了很多形成机理，其中晶核假说最先由G.Lettinga等提出，用于解释厌氧颗粒污泥形成机理，该理论认为：颗粒污泥的形成类似于结晶过程，首先接种污泥以反应器运行过程中产生的无机盐沉淀或惰性有机物质作为晶核，然后颗粒污泥在晶核基础上不断成长发育，最终形成成熟的颗粒污泥。对于好氧颗粒污泥，大量研究也证实了可适用于晶核假说原理。天然土状褐煤腐植酸物质除了含有大量天然腐植酸以外，还含有碳以及碳酸钙、二氧化硅等硬质不溶物，在加工成要求粒度的微粉后，可作为好氧颗粒污泥的晶核，成为好氧颗粒污泥成长的基础。胞外多聚物假说也是目前较为流行的一种形成理论。胞外多聚物(EPS)是颗粒污泥的一种重要的化学组成部分，其主要物质是多聚糖、蛋白质、腐植酸、酶蛋白、核酸及磷脂等。EPS是细胞菌胶团的重要组成部分，构成了菌胶团的骨架，促进絮体的形成，改变微生物细胞的表面特性，其对好氧污泥颗粒化以及污泥沉降速度起到非常重要的作用。有研究表明，饥饿条件会诱发EPS被它的生产者所降解，从而导致细菌分离，事实上，在SBR反应器中，颗粒污泥的消失与胞外聚合物的急速下降紧密相关。程祯，刘永军等，《好氧污泥强化造粒过程中EPS的分布及变化规律》，环境工程学报，2015(5)：2033-2040。该文对好氧污泥培养造粒过程中EPS的分布及变化规律的进行了较深入的研究。颗粒污泥生长期和成熟期的三维荧光光谱图显示颗粒污泥在生长期有溶解性微生物代谢产物、芳香蛋白类物质和腐植酸类物质，颗粒成熟后，溶解性微生物代谢产物和蛋白类物质荧光强度减小，腐植酸类物质消失。EPS中腐植酸物质的存在，对好氧颗粒污泥的形成具有积极影响。因此，本专利技术中在好氧颗粒污泥培养过程中添加腐植酸物质，腐植酸物质在活性颗粒污泥成长过程中，可以起到促进微生物成长和提供微生物成长所需营养物质及微量元素的作用。同时腐植酸物质能够改善污泥性能和微生物菌群结构，有效提高好氧颗粒污泥的除污性能。作为优选，步骤S1中所述活性污泥在反应器中的接种浓度为1000～2800mg/L。在上述浓度范围内，活性污泥具有较好的接种效果，也比较方便后续处理。作为优选，所述人工合成模拟生活污水主要包括乙酸钠、氯化铵、磷酸二氢钾、微量元素，以乙酸钠为碳源，氯化铵为氮源，磷酸二氢钾为磷源，COD浓度控制在150～250mg/L，氨氮浓度控制在25～35mg/L，磷浓度控制在5～7mg/L，以碳酸氢钠来调节pH，使系统pH值维持在7～8，碳酸氢钠130mg/L，另外为了保证微生物的生长和繁殖，加入适量微量元素作为补充。进一步地，微量元素包括H3BO3100mg/L，MgSO4·7H2O40mg/L，CaCl230mg/L，MnCl2·2H2O110mg/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O70mg/L，CuSO4·5H2O30mg/L，ZnSO4·7H2O100mg/L，CoCl2·6H2O100mg/L，FeCl3·6H2O1000mg/L，KI30mg/L，NiCl260mg/L中的一种或多种。作为优选，步骤S3中的腐植酸物质由腐植酸含量为50～80％的土状褐煤提取，再经干燥、粉碎本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种腐植酸强化诱导好氧污泥颗粒化的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、以活性污泥作为接种污泥，连续曝气24～30小时后，投入序批式(SBR)反应器，活性污泥加入量为SBR反应器体积的10％～30％；S2、采用人工合成模拟生活污水作为进水，在SBR反应器中对接种污泥进行颗粒化培养；S3、运行调控：在SBR反应器中，当进水中碳源被活性污泥中的微生物消耗殆尽，微生物处于饥饿状态时，加入腐植酸物质，运行调控结束即获得好氧颗粒污泥。

【技术特征摘要】
1.一种腐植酸强化诱导好氧污泥颗粒化的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、以活性污泥作为接种污泥，连续曝气24～30小时后，投入序批式(SBR)反应器，活性污泥加入量为SBR反应器体积的10％～30％；S2、采用人工合成模拟生活污水作为进水，在SBR反应器中对接种污泥进行颗粒化培养；S3、运行调控：在SBR反应器中，当进水中碳源被活性污泥中的微生物消耗殆尽，微生物处于饥饿状态时，加入腐植酸物质，运行调控结束即获得好氧颗粒污泥。2.根据权利要求1所述的一种腐植酸强化诱导好氧污泥颗粒化的方法，其特征在于，步骤S1中所述活性污泥在反应器中的接种浓度为1000～2800mg/L。3.根据权利要求1所述的一种腐植酸强化诱导好氧污泥颗粒化的方法，其特征在于，步骤S2中人工合成模拟生活污水COD浓度控制在150～250mg/L，氨氮浓度控制在25～35mg/L，磷浓度控制在5～7mg/L，pH值维持在7～8。4.根据权利要求1所述的一种腐植酸强化诱导好氧污泥颗粒化的方法，其特征在于，步骤S3中的腐植酸物质由腐植酸含量为50～80％的土状褐煤提取，再经处理得到。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国靖，唐力，芦晨，夏静芬，姚文怡，张妮，常岩航，金理健，卢奇珍，
申请(专利权)人：浙江万里学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33