培养好氧颗粒污泥的方法及培养其的装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于废水处理领域，具体公开了一种培养好氧颗粒污泥的方法及培养其的装置，培养方法包括人工模拟配制废水、接种和培养污泥等步骤，具体为：以传统活性污泥为接种污泥，经空曝后接种于SBAR反应器中，采用进水‑曝气‑沉淀‑排水‑厌氧的方式依次轮回培养，待其驯化稳定后再加入厌氧颗粒污泥，以提供诱导好氧微生物生长的“晶核”，培养一段时间后即制得好氧颗粒污泥。与普通活性污泥培养得到的好氧颗粒污泥相比，本发明专利技术的好氧颗粒污泥颗粒比重、沉降速率和微生物活性均更有优势。

Method for cultivating aerobic granular sludge and device for cultivating it

The invention belongs to the field of wastewater treatment, and specifically discloses a method for cultivating aerobic granular sludge and the device for cultivating it. The cultivation method includes artificial simulation and preparation of wastewater, inoculation and cultivation of sludge, which is specific to the traditional activated sludge as inoculated sludge and inoculated into the SBAR reactor after being exposed to the air. In order to provide the \crystal nucleus\ to induce the growth of aerobic microorganism, the aerobic granular sludge can be obtained after a period of time. Compared with aerobic granular sludge obtained from ordinary activated sludge culture, the specific gravity, sedimentation rate and microbial activity of the aerobic granular sludge are more advantageous than that of the aerobic granular sludge.

【技术实现步骤摘要】
培养好氧颗粒污泥的方法及培养其的装置
本专利技术属于废水处理
，涉及一种培养好氧颗粒污泥的方法，特别涉及一种利用厌氧颗粒污泥诱导培养好氧颗粒污泥的方法，以及培养其的装置。
技术介绍
好氧颗粒污泥(Aerobicgranularsludge，AGS)介于活性污泥和生物膜之间，但又比悬浮生物填料有更高的微生物活性和承受能力，是近年来新兴的处理技术。相较于絮状污泥，好氧颗粒污泥具有极佳的沉降性能、单位容积对有机物的处理效果好、可承受较高的冲击负荷、减少对二沉池的体积要求以及可同时脱氮除磷的特点。对于好氧颗粒污泥的培养，由于研究者基于不同的方法和实验条件，其形成机理和培养方法很难达成共识。选择颗粒污泥进行培养，系统启动速度较快，可大大缩短污泥培养周期，但目前颗粒污泥较为昂贵，好氧颗粒污泥则更为稀缺，尚不适合大规模的实际工程应用。有关颗粒污泥的研究源于1986年，lettinga等专利技术的升流式厌氧颗粒污泥床工艺(UpflowAnaerobicSludgeBlanket,UASB)，该工艺极大地推动了对颗粒污泥的研究和应用。此后，研究者们在好氧状态下也培养出类似的自固定颗粒，如早期VanderHoek、DeBeer和VanBenthum等人对利用载体培养好氧颗粒污泥，其颗粒的效果并不理想；直到1991年，MishimaI等在BAS(Bio-filmairliftsuspension，连续气升式反应器)中培养得到好氧颗粒污泥，但这是在纯氧曝气下才培养得到，形成条件十分严苛；1998年Heijnen和vanLoosdrech申请了好氧颗粒污泥的专利；再到20世纪90年代末，好氧颗粒污泥的研究和应用随研究的深入和广泛逐渐被人们熟知和接受，比如，VanderHoek的研究表明Ca2+可以作为好氧颗粒污泥的“晶核”，投加Ca2+对颗粒化有促进的作用；随后2010年liu等在中试里用真实生活废水作为进水的SBR反应器中培养出了好氧颗粒污泥，并于2012年在连续流生物膜反应器中也成功得到了好氧颗粒污泥，但形成的颗粒较细，沉淀性能不好，且结构不质密。可见随着研究的深入，从人工模拟废水到实际废水，好氧颗粒污泥的实际应用逐渐成为了现实，而微观方面新的技术的应用(如CLSM激光共聚焦显微等)，好氧颗粒污泥的微观结构和形成机制也被人们慢慢认识。此外，由于好氧颗粒污泥的稳定性好当冲击能力强的特性，在处理高浓度废水和含毒物质废水等的应用也被广泛研究。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是基于“晶核”原理，提供了一种利用厌氧颗粒污泥诱导培养好氧颗粒污泥的方法，具体以厌氧颗粒污泥作为有机“晶核”，以诱导好氧颗粒污泥的形成，由于厌氧颗粒污泥本身由微生物及其分泌物组成，因此，相比投加无机晶核，投加的污泥有机“晶核”与好氧颗粒污泥有更多地相似之处，更易附着，且采用进水-曝气-沉淀-排水-厌氧的方式间歇式培养，经高水力剪切力和水力选择压下制得成熟的好氧颗粒污泥。本专利技术的第二目的是提供一种培养上述好氧颗粒污泥的SBAR(气升式间歇反应器)反应器，以配合上述利用厌氧颗粒污泥诱导培养好氧颗粒污泥，得到一个可进水-曝气-沉淀-排水-厌氧操作的环境及形成高水力剪切力和水力选择压的环境。本专利技术的技术方案如下：一种利用厌氧颗粒污泥诱导培养好氧颗粒污泥的方法，包括以下步骤：(1)人工模拟配制废水：以蔗糖、牛肉膏和马铃薯为碳源，NH4Cl为氮源及KH2PO4为磷源，此外，还投加矿物质元素、微量元素及NaHCO3，其中，NaHCO3作为缓冲剂，调节体系pH为7.0～7.5；(2)接种和培养污泥：以传统活性污泥为接种污泥，经空曝后接种于SBAR反应器中，采用进水-曝气-沉淀-排水-厌氧的方式依次轮回间歇式培养，待其驯化稳定后再加入厌氧颗粒污泥，以提供诱导好氧微生物生长的“晶核”，培养一段时间后即制得好氧颗粒污泥，其中，随着培养时间的推进逐渐提高进水阶段的进水负荷，曝气阶段提供水力剪切力，使得形成的污泥颗粒的形状规整和结构紧凑，曝气结束后沉淀，利用逐渐减少的沉降时间即水力选择压进行污泥的筛选，排水阶段将上层沉降性能差的絮状污泥排出，且随着污泥颗粒粒径的增大，沉淀时间逐渐缩短。优选为，步骤(1)中废水的蔗糖与牛肉膏按COD1:1投加；步骤(2)中随着培养时间的推进，废水负荷的COD浓度和NH+4-N浓度分别由500～600mg/L、5～10mg/L提高至800～1000mg/L、40～50mg/L。优选为，步骤(2)中所述的传统活性污泥的接种浓度为3.2～3.6g/L。优选为，步骤(2)中以进水-曝气-沉淀-排水-厌氧的培养方式，每天四个周期，每个周期6h，其中，包括进水阶段时间10min，曝气阶段时间310min，沉淀阶段时间从30min递减，直至活性污泥指数SVI降至30mg/L或减至5min，且其时间补偿给曝气阶段。优选为，步骤(2)中曝气量控制在1.5L/min，上升气速为2.3m/s，溶解氧DO为6.8mg/L。本专利技术还公开了一种培养上述的好氧颗粒污泥的SBAR反应器，包括外管、底部镂空的内管和曝气器，所述的内管设于所述的外管内，所述的曝气器设于所述的内管的底部，废水流入所述的外管将所述的内管淹没，曝气时泥水混合液在所述的内管中做上升流，至所述的内管的顶部后进入所述的外管，污泥下沉至所述的内管的底部，再次因曝气在所述的内管中做上升流，从而实现内循环，曝气阶段结束经沉淀后，开启出水口排出上层沉降性能差的絮状污泥。优选为，还包括储存废水的废水桶、与所述的水桶软管连接的进水泵和在所述的外管的侧面所述的内管上设有的溢流装置，废水经所述的进水泵从所述的外管的上面流入，将所述的内管淹没，并可从所述的溢流装置溢出。优选为，还包括空气压缩泵和气体流量计，空气经所述的空气压缩泵送入，并经所述的气体流量计计量后从所述的曝气器曝气；所述的出水口设置所述的外管的侧面中部，且由电磁阀控制开启闭合。优选为，所述的进水泵、所述的空气压缩泵和所述的电磁阀均由时间控制器分别控制进水阶段时间、曝气阶段时间和排水阶段时间。优选为，所述的外管和所述的内管均由有机玻璃制成，其中，所述的外管的直径为110mm，高为110mm，总容积为8L，有效容积为6L，高径比H/D为10，所述的出水口位于所述的外管高度的1/2处；所述的内管的直径为60mm，高为900mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：在SBAR反应器中，采用和配制人工模拟废水，在培养阶段通过合理的营养条件(负荷递增)和运行方式(沉淀时间递减)，对颗粒污泥进行培养。经过40天的培养，反应器中形成了好氧颗粒污泥，所得好氧颗粒污泥外观呈暗黄色，显微镜下观察为不规则的球型，粒径在0.5～1.5mm，经粒度分析表明：粒径在0.6mm以上的颗粒占全部颗粒污泥的50％以上，其中，0.5mm粒径的颗粒沉降速度为：5.647cm/s，含水率为：96％，比耗氧速率(SOUR)为：2.63mgO2/(MLVSSg·min)，污泥体积沉降指数SVI在20～30ml/g之间，MLSS为6.0g/L，COD、TN、NH4+-N的去除率为95％、70％和97.5％，比耗氧速率(SOUR)为：2.63mgO2/(MLVSSg·min)，脱氢酶活性为：5.889μgTF/(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用厌氧颗粒污泥诱导培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)人工模拟配制废水：以蔗糖、牛肉膏和马铃薯为碳源，NH4Cl为氮源及KH2PO4为磷源，此外，还投加矿物质元素、微量元素及NaHCO3，其中，NaHCO3作为缓冲剂，调节体系pH为7.0～7.5；(2)接种和培养污泥：以传统活性污泥为接种污泥，经空曝后接种于SBAR反应器中，采用进水‑曝气‑沉淀‑排水‑厌氧的方式依次轮回间隙式培养，待其驯化稳定后再加入厌氧颗粒污泥，以提供诱导好氧微生物生长的“晶核”，培养一段时间后即制得好氧颗粒污泥，其中，随着培养时间的推进逐渐提高进水阶段的进水负荷，曝气阶段提供水力剪切力，使得形成的污泥颗粒的形状规整和结构紧凑，曝气结束后沉淀，利用水力选择压进行污泥的筛选，排水阶段将上层沉降性能差的絮状污泥排出，且随着污泥颗粒粒径的增大，沉淀时间逐渐缩短。

【技术特征摘要】
1.一种利用厌氧颗粒污泥诱导培养好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)人工模拟配制废水：以蔗糖、牛肉膏和马铃薯为碳源，NH4Cl为氮源及KH2PO4为磷源，此外，还投加矿物质元素、微量元素及NaHCO3，其中，NaHCO3作为缓冲剂，调节体系pH为7.0～7.5；(2)接种和培养污泥：以传统活性污泥为接种污泥，经空曝后接种于SBAR反应器中，采用进水-曝气-沉淀-排水-厌氧的方式依次轮回间隙式培养，待其驯化稳定后再加入厌氧颗粒污泥，以提供诱导好氧微生物生长的“晶核”，培养一段时间后即制得好氧颗粒污泥，其中，随着培养时间的推进逐渐提高进水阶段的进水负荷，曝气阶段提供水力剪切力，使得形成的污泥颗粒的形状规整和结构紧凑，曝气结束后沉淀，利用水力选择压进行污泥的筛选，排水阶段将上层沉降性能差的絮状污泥排出，且随着污泥颗粒粒径的增大，沉淀时间逐渐缩短。2.根据权利要求1所述的好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，步骤(1)中废水的蔗糖与牛肉膏按COD1:1投加；步骤(2)中随着培养时间的推进，废水负荷的COD浓度和NH+4-N浓度分别由500～600mg/L、5～10mg/L提高至800～1000mg/L、40～50mg/L。3.根据权利要求1所述的好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的传统活性污泥的接种浓度为3.2～3.6g/L。4.根据权利要求1所述的好氧颗粒污泥的方法，其特征在于，步骤(2)中以进水-曝气-沉淀-排水-厌氧的培养方式，每天四个周期，每个周期6h，其中，包括进水阶段时间10min，曝气阶段时间310min，沉淀阶段时间从30min递减，直至活性污泥指数SVI降至30mg/L或减至5min，且其时间补偿给曝气阶段。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李诗恬，王瑞，刘振鸿，刘头水，
申请(专利权)人：上海禾元环保集团有限公司，东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31