一种快速培养好氧颗粒污泥的方法和序批式反应装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种快速培养好氧颗粒污泥的方法和序批式反应装置。在交替厌/好氧序批式反应器中，以市政污水为进水水质，以厌氧消化污泥和好氧污泥(混合比例1:1)作为接种污泥。启动初期，通过接种高浓度污泥(20g/L)、采取低污泥负荷(0.056kgCOD/kgSS·d)运行方式，强化污泥沉降性能改善和最初好氧颗粒晶核的形成，加速和优化好氧颗粒污泥的形成和完全颗粒化过程。本发明专利技术的优势在于颗粒形成快，解决了好氧污泥颗粒不易形成以及形成时间过长的问题；实现了好氧颗粒污泥“晶核假说”快速模式；培养的好氧颗粒污泥，结构紧凑，稳定性能良好，外观为淡黄色，平均粒径为750um，污泥容积指数(SVI)为20‑35mL/g，COD，TN和TP的去除率分别能达到92％，81％和85％；工艺简单，操作方便，成本较低。

Method for rapidly culturing aerobic granular sludge and sequencing batch reactor

The present invention discloses a method for rapidly culturing aerobic granular sludge and a sequencing batch reactor. In the aerobic / aerobic sequencing batch reactor, municipal sewage was used as influent water, and anaerobic digested sludge and aerobic sludge (mixed proportion 1:1) were used as inoculated sludge. In the initial stage, by inoculating high concentration sludge (20g/L) and low sludge loading (0.056kgCOD/kgSS / D) operation, the sludge settling performance and the initial aerobic granular nucleation were enhanced, and the formation and complete granulation process of aerobic granular sludge were accelerated and optimized. The invention has the advantage of fast particle formation, solve the aerobic sludge granulation is not easy to form and form a long time; the aerobic granular sludge \fast mode nucleation hypothesis; aerobic granular sludge cultivation, compact structure, good stability, appearance is light yellow, average particle size is about 750um. The sludge volume index (SVI) for 20 35mL/g, COD, TN and TP removal rate can reach 92%, 81% and 85%; simple process, convenient operation, low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种快速培养好氧颗粒污泥的方法和序批式反应装置
本专利技术涉及污水处理
，尤其是，提供了一种快速培养好氧颗粒污泥的方法和序批式反应装置，通过接种浓度高污泥和低污泥负荷运行启动方式促进好氧颗粒污泥在AAASBR反应器中快速培养好氧颗粒污泥。
技术介绍
好氧颗粒污泥是近年来新出现的一种新型污水高效生物处理技术，和传统的活性污泥法相比，具有许多优点：结构致密、良好的沉降性能、微生物浓度高并且同时具备脱氮除磷的能力、工艺流程简单、污水处理系统的容积和占地面积小，从而降低投资和运行成本。因此，好氧颗粒污泥前景广阔，深受广大研究者的关注。好氧颗粒污泥的形成是通过微生物自固定作用形成的生物体聚集现象，是一个包含物理、化学和生物作用的复杂过程。学术界对于好氧颗粒污泥的形成过程进行了大量的研究，已有研究结果表明好氧颗粒污泥的形成与容积负荷、水流剪切力和沉淀时间等密切相关。现有的培养技术也主要集中在容积负荷调控(高容积负荷或者交变负荷)、沉降时间缩短、好氧饥饿时间和剪切力等方面来优化培养好氧颗粒污泥。截至目前，能否快速形成稳定性良好的好氧颗粒污泥仍是限制本技术用于工程推广的重要因素。
技术实现思路
专利技术目的是针对好氧颗粒污泥目前快速培养的困难，提出了一种新型的快速优化培养方法及装置，主要通过培养过程中控制污泥浓度和污泥负荷来加速和优化污泥颗粒的形成过程，在室温调价下采用AAASBR反应器运行方式实现好氧颗粒污泥的优化培养。一种快速培养好氧颗粒污泥的方法，在厌氧/好氧交替的序批式间歇反应器中，在在启动初期接种高浓度污泥和采用低污泥负荷运行方式，强化污泥沉降性能改善和最初好氧颗粒晶核的形成，好氧颗粒晶核的形成后不断提高容积负荷，缩短周期长度和沉降时间，并且增加体积交换率。进一步的，所述基质是市政污水，污水中COD的浓度为200-320mg/L，氮的浓度为38-55mg/L，磷的浓度为6.0-13.0mg/L，悬浮颗粒的浓度为80-150mg/L，pH值范围为6.8-7.4。进一步的，厌氧消化污泥和好氧污泥的质量比为1:1，所述接种高浓度为混合污泥浓度不低于20g/L，并且接种后以曝气量50L/min进行空曝三天后再次开始进基质。启动期采用低污泥负荷运行方式，保持系统污泥负荷0.056kgCOD/kgSS·d。进一步的，所述本系统采用厌/好氧序批式运行方式，主要包括厌氧进水、厌氧循环、好氧阶段、沉淀阶段及排水阶段。；进水阶段为厌氧状态，在随后的厌氧段期间，通过泵循环将反应器底部的物质循环输送至反应器上部保证系统内的传质效果。进一步的，第1-8天，保持周期12h，体积交换率50％，沉降时间20min，OLR0.35kgCOD/m3d，接种后第8天，排出上层沉淀性能差的污泥，使污泥浓度由12.3g/L降为8.0g/L。进一步的，第9-12天，保持周期9h，体积交换率60％，沉降时间15min，OLR0.54kgCOD/m3d，第12天时，再次排出上层沉淀性能差的污泥，使污泥浓度降为4.0g/L。进一步的，第13-19天，保持周期6h，体积交换率75％，沉降时间12min，OLR0.90kgCOD/m3d；第20-70天，保持周期4h，体积交换率75％，沉降时间8min，OLR1.35kgCOD/m3d。进一步的，所述培养过程的培养温度范围为13-25℃，第45天实现完全颗粒化，培养至第70天结束，最终得到淡黄色颗粒污泥，平均直径为750um，污泥容积指数为20～35mL/g，COD，TN和TP的去除率分别达到92％，81％和85％。一种用于快速培养好氧颗粒污泥的序批式反应装置，反应器(1)为圆柱形，内径为0.25m，高2m，有效容积为85L，反应器(1)上端包括用于测量水位的液位计(11)；与所述反应器(1)的底部进水口(3)接通的进水管(2)与进水泵(4)相连，所述进水泵(4)的另一侧与进水箱(6)的出水管(5)相连，所述进水泵(4)用于将进水箱(6)内基质经由进水箱(6)的出水管(5)、进水泵(4)、反应器(1)的进水管(2)从反应器(1)底部的进水口(3)送入反应器(1)；反应器自循环管(13)一端连接所述进水泵(4)，一端伸入反应器(1)上端，与反应器的进水管(2)构成反应器(1)的外循环，厌氧段期间，进水泵(4)通过反应器的循环管(13)将反应器(1)上部的液体抽取并且经过反应器进水底部管(2)输送至反应器(1)的低部以保证反应器(1)内的传质效果；所述基质是市政污水，污水中COD的浓度为200-320mg/L，氮的浓度为38-55mg/L，磷的浓度为6.0-13.0mg/L，悬浮颗粒的浓度为80-150mg/L，pH值范围为6.8-7.4；所述反应器(1)内的基质用于接种厌氧消化污泥和好氧污泥，所述厌氧消化污泥和好氧污泥的质量比为1:1，污泥浓度不低于20g/L；所述反应器(1)的进气管与气泵(7)相连，进气管与反应器(1)底部的曝气头(8)相连用于向反应器(1)内曝气，所述气泵(7)设置成以曝气量50L/min进行曝气，开始三天进行空曝；所述反应器(1)的出水管(9)连接出水泵(10)，所述反应器(1)的出水管(9)伸入所述反应器(1)的中部，沉淀完成后用于抽取反应器(1)中部的反应物；所述进水泵(4)和出水泵(10)被设置成空曝三天后开始通过控制进水量和出水量保持系统容积负荷0.056kgCOD/kgSS·d。进一步的，所述进水泵(4)、出水泵(10)和气泵(7)与PLC控制器(12)相连并且受其控制：第1-8天，保持周期12h，体积交换率50％，沉降时间20min，OLR0.35kgCOD/m3d，接种后第8天，排出上层沉淀性能差的污泥，使污泥浓度由12.3g/L降为8.0g/L；第9-12天，保持周期9h，体积交换率60％，沉降时间15min，OLR0.54kgCOD/m3d，第12天时，再次排出上层沉淀性能差的污泥，使污泥浓度降为4.0g/L；第13-19天，保持周期6h，体积交换率75％，沉降时间12min，OLR0.90kgCOD/m3d；第20-70天，保持周期4h，体积交换率75％，沉降时间8min，OLR1.35kgCOD/m3d；每个阶段的进水和排水时间分别为10min和5min。本专利技术的在培养初期，采用高污泥浓度和低污泥负荷运行方式，微生物菌群处于饥饿状态，适应能力弱的微生物被淘汰，幸存下来的微生物不断提高自身的凝聚能力，在高污泥浓度的环境下极易碰撞从而形成最初的“晶核颗粒”。经过七天的培养即形成了“晶核颗粒”。第8天和第12天时，人为排出上层中沉淀性能差的污泥，使其浓度由12.3g/L降为8.0g/L再降为4.0g/L，使得反应器(1)中留存下来的大部分是自凝聚和沉淀性能良好的微生物，伴随着容积负荷的调整，为“晶核颗粒”提供了良好的条件，加速和优化了污泥完全颗粒化的形成。本专利技术所取得的技术效果：(1)颗粒形成快，解决了好氧污泥颗粒不易形成以及形成时间过长的问题；(2)实现了好氧颗粒污泥“晶核假说”快速模式；(3)培养的好氧颗粒污泥，结构紧凑，稳定性能良好，外观为淡黄色，平均粒径为750um，污泥容积指数(SVI)为20-35ml/g，COD，TN和TP的去除率分别能达到92％，81本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，在厌氧/好氧交替的序批式间歇反应器中，在启动初期接种高浓度污泥和采用低污泥负荷运行方式，强化污泥沉降性能改善和最初好氧颗粒晶核的形成，好氧颗粒晶核的形成后不断提高容积负荷，缩短周期长度和沉降时间，并且增加体积交换率。

【技术特征摘要】
1.一种快速培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，在厌氧/好氧交替的序批式间歇反应器中，在启动初期接种高浓度污泥和采用低污泥负荷运行方式，强化污泥沉降性能改善和最初好氧颗粒晶核的形成，好氧颗粒晶核的形成后不断提高容积负荷，缩短周期长度和沉降时间，并且增加体积交换率。2.如权利要求1所述的快速培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，所述基质是市政污水，污水中COD的浓度为200-320mg/L，氮的浓度为38-55mg/L，磷的浓度为6.0-13.0mg/L，悬浮颗粒的浓度为80-150mg/L，pH值范围为6.8-7.4。3.如权利要求2所述的快速培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，厌氧消化污泥和好氧污泥的质量比为1:1，所述接种高浓度为混合污泥浓度不低于20g/L，并且接种后以曝气量50L/min进行空曝三天后再次开始进基质；启动初期采用低污泥负荷运行方式，保持系统污泥负荷0.056kgCOD/kgSS·d。4.如权利要求3所述的快速培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，本系统采用厌/好氧序批式运行方式，包括厌氧进水、厌氧循环、好氧阶段、沉淀阶段和排水阶段；进水阶段为厌氧状态，在随后的厌氧段期间，通过泵循环将反应器上部的液体循环输送至反应器底部保证系统内的传质效果。5.如权利要求4所述的快速培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，第1-8天，保持周期12h，体积交换率50％，沉降时间20min，OLR0.35kgCOD/m3d，接种后第8天，排出上层沉淀性能差的污泥，使污泥浓度由12.3g/L降为8.0g/L。6.如权利要求5所述的快速培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，第9-12天，保持周期9h，体积交换率60％，沉降时间15min，OLR0.54kgCOD/m3d，第12天时，再次排出上层沉淀性能差的污泥，使污泥浓度降为4.0g/L。7.如权利要求6所述的快速培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，第13-19天，保持周期6h，体积交换率75％，沉降时间12min，OLR0.90kgCOD/m3d；第20-70天，保持周期4h，体积交换率75％，沉降时间8min，OLR1.35kgCOD/m3d。8.如权利要求7所述的快速培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，所述培养过程的培养温度范围为13-25℃，第45天实现完全颗粒化，培养至第70天结束，最终得到淡黄色颗粒污泥，平均直径为750um，污泥容积指数为20～35mL/g，COD，TN和TP的去除率分别达到92％，81％和85％。9.一种用于快速培养好氧颗粒污泥的序批式反应装置，其特征在于，反应器(1)为圆柱形，内径为0.25m，...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏本生，张原洁，韩黎明，马欣欣，王雯，刘广青，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11