IC反应器快速培养颗粒化污泥的试剂和方法技术

本发明专利技术公开了一种含有膨润土和阳离子型聚丙烯酰胺的IC反应器中培养颗粒化污泥的试剂，以及在IC反应器中培养颗粒化污泥的方法。根据本发明专利技术的方法，能够根本上解决厌氧颗粒污泥絮状化或者不影响系统的水力剪切力的IC反应器快速培养颗粒化污泥，并且具有运行成本低的优势。

Reagent and method for rapid granulation of sludge by IC reactor

The present invention discloses a reagent for culturing granulation sludge in a IC reactor containing bentonite and cationic polyacrylamide, and a method for culturing granulation sludge in a IC reactor. According to the method of the invention, the IC reactor capable of basically solving the flocculation of the anaerobic granular sludge or not affecting the hydraulic shearing force of the system can rapidly develop granulation sludge and has the advantages of low operation cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废纸制浆造纸行业的废水处理，尤其涉及IC反应器快速培养颗粒化污泥的试剂和方法。
技术介绍
IC反应器是内循环高效厌氧反应器，其具有容积负荷高、节省投资和占地面积、抗冲击负荷能力强、抗低温能力强、缓冲PH值的能力、内部自动循环等优势，较多的应用于利用各类废纸作原料的造纸企业。 IC反应器由5个基本部分组成混合区、第一反应室、内循环系统、第二反应室和出水区，其中内循环系统是核心构造，由一级三相分离器、沼气提升管、气液分离器和泥水下降管组成。其工作原理为废水通过布水系统进入反应器内，在混合区与上部返回的泥水混合液、底部颗粒污泥充分混合；在进水与循环水的共同推动下，废水和颗粒污泥混合物进入第一反应室，由于回流的影响，在此产生较大上升流速，此时污泥处于膨胀流化状态，废水和污泥之间产生强烈而有效的接触，有机物质在此尽可能多的被分解，同时产生大量的沼气；沼气被一级三相分离器收集进入沼气提升管，气体携带着泥水混合物快速上升，经气液分离器分离后排出，剩余的泥水混合物经泥水下降管向下流入混合区，由此形成内循环；经第一反应室处理后的废水除一部分参与内循环外，其余污水通过一级三相分离器进入第二反应室的污泥床进行剩余COD的降解过程，废水在此得到有效处理并避免污泥流失；经第一、二反应室处理的污水经溢流堰由出水管导出，进入后续处理工艺。IC反应器的运行稳定性和高效能很大程度上取决于能否培养出沉降性能好和产甲烷活性强的厌氧颗粒污泥。如果IC反应器内的污泥以松散的絮状体存在或生物活性较差，则易出现污泥流失，有机负荷低、处理效果差等问题。针对IC反应器运行中出现厌氧颗粒污泥破碎成絮体状、生物膜消失、产甲烷菌被洗出、跑泥等问题，目前的解决办法是向IC反应器中注入新的颗粒污泥，同时降低进水量，维持污泥量保证反应器的正常运行。但是，这样做法存在以下问题①厌氧颗粒污泥价格较高，目前市价为1500元/吨，运行成本高；②不能从根本上解决问题，内部运行环境得不到改善，污泥解絮的问题仍然存在，需要不断补泥；③降低进水量，即降低废水的上升流速，影响系统的水力剪切力的形成，不利于厌氧颗粒污泥的形成，将造成更多的污泥流失。
技术实现思路
本专利技术一方面提供一种IC反应器中培养颗粒化污泥的试剂以及该试剂在IC反应器中培养颗粒化污泥的应用。另一方面，本专利技术还提供一种在IC反应器中培养颗粒化污泥的方法，优选的，本专利技术提供了一种运行成本低、根本上解决厌氧颗粒污泥絮状化或者不影响系统的水力剪切力的IC反应器快速培养颗粒化污泥的方法。为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决IC反应器快速培养颗粒化污泥的方法，包括以下步骤a.配制浆状膨润土和阳离子型聚丙烯酰胺水溶液先根据IC反应器的容积确定膨润土干粉和阳离子型聚丙烯酰胺干粉的重量，每立方米容积需0. 4-0. 5kg膨润土干粉，每立方米容积需0. 02kg阳离子型聚丙烯酰胺干粉；再将膨润土干粉加水配制为浓度为2%的浆状，将阳离子型聚丙烯酰胺干粉配制为浓度为0. 1%的水溶液；b.在IC反应器进料泵进泥管的管道上，用高压螺杆泵，加入步骤a中配制的浆状膨润土和阳离子型聚丙烯酰胺水溶液；c.加完后，IC反应器停止进水0. 5-1. 0小时，使絮凝污泥沉淀； d.恢复进水，运行10天，使絮状污泥成型为颗粒污泥。膨润土的特征成份是蒙脱石，聚丙烯酰胺的酰胺基与蒙脱石可生成氢键，起到吸附和架桥作用，从而使膨润土、污泥和细菌聚集成直径5-10_的絮凝团，成为颗粒污泥生长核心。絮凝团丝状菌网络内菌体继续生长，使其成为密实的近似为球形的颗粒污泥。如IC反应器总容积是800m3，膨润土干粉总用量为0. 4X800X2%=6. 4kg，浆状膨润土 320kg ;阳离子型聚丙烯酰胺干粉总用量为0. 02X800=16kg,阳离子型聚丙烯酰胺水溶液16000kg。按10小时将所有药剂加完计算，则每小时投加量为1523kg(约1500L/h)。作为优选，在步骤d中，恢复进水后，从IC反应器进泥口处投加按以下步骤配比的浆状活性炭先根据IC反应器的设计污泥量确定活性炭干粉的重量，每立方米的设计污泥量需IOkg活性炭干粉；再将活性炭干粉加水配制为浓度为1%的浆状。活性炭能强化颗粒化过程，活性炭的添加提高了生物吸附从而刺激颗粒污泥的形成和对吸附污染物以固定状态降低的能力。通过添加活性炭可使污泥中微生物的浓度更高，提高单位容积去除COD的能力。通过添加粉末状活性炭(PAC)或颗粒状活性炭(GAC)强化的颗粒化进程归因于丝状菌与活性炭表面有更好的附着，不易被剪切水流冲散和脱落。活性炭可用煤质活性炭，当然木质碳更好。作为优选，所述进水先经初沉池沉淀，并经过以下步骤再进入IC反应器①在初沉池的进水口、进水泵的进水管上和出水管上，投加铁系高分子无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂；②去除废水中的泥沙类惰性固体。因为污水中高浓度絮凝性差的悬浮物质对于颗粒污泥的形成是有害的，并且高浓度分散惰性固体，如泥沙，对于颗粒化过程也是不利的。因为在这种情况下，对于细菌用于生长的表面积太大，聚集生长受到限制。颗粒化完全取决于细菌生长，所以生长缓慢导致了颗粒化过程减缓，另外在高组份细小分散悬浮固体的污水中，细菌附着在分散颗粒上会导致活的细菌流失。可增加两套溶药、计量自动投药装置，便于絮凝剂按时按量的添加。上述絮凝剂的添加，可达到SCOD去除率> 30%，SS去除率> 90%，出水SS < 180mg/L的效果。加强进水中除砂工作，如集水井内除砂抓斗要定期运行，尽量减少如泥砂等惰性固体进入IC反应器，阻碍细菌聚集生长，和避免水力剪切引起已长成生物膜颗粒物脱膜或污泥颗粒破碎。根据选择压理论，厌氧反应器中颗粒化过程的本质是反应器中存在污泥颗粒的连续选择过程。在高选择压条件下，轻的和分散的污泥被洗出而较重的组分保持在反应器中。从而使细小分散的污泥生长最小化，细菌生长主要局限在有限数量由惰性有机和无机载体的质或种泥中存在的小的细菌聚集体组成的生长核心。这些生长核心的粒径增加直至达到颗粒污泥和生物膜部分产生脱落的特定的最大尺寸，形成新生长核，如此反复。污泥颗粒和污泥数量不断增大，而在颗粒化初始阶段出现的丝状颗粒随着时间的延长变得更加紧密。在低选择压条件下，主要是分散微生物的生长，这产生膨胀型污泥。当这些微生物不附着在固体支撑颗粒上生长时，形成沉降性能很差的松散丝状缠绕结构，而且沼气气泡附着在这些松散缠绕的丝状菌上时，污泥甚至有上浮的趋势。在运行实践中发现，在厌氧生物反应器中，因气体流动或液体流动和颗粒间碰撞引起的脱膜力是影响厌氧颗粒污泥的形成、生物结构及其颗粒稳定性的关键。在一个生物膜系统中高的水力剪切力能够产生比较结实的生物膜；而剪切力比较弱的时候，生物膜容易成为一个异质多孔和比较脆弱的生物膜。从IC反应器底部排出的类似砂的破碎的异质多孔颗粒分析也证明了这一点。从以上两点分析，厌氧反应器中的液体上升流速对污泥颗粒化的过程具有显著影响，因此如何控制反应器中水力剪切力来加速污泥颗粒化成了一个关键技术。通过水力剪切力作用使絮状厌氧污泥能够在非常短的时间内，不到8小时，而被 转化为活性相对比较好的厌氧颗粒污泥。一般IC厌氧反应器，空塔设计液体上升流速为980m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IC反应器中培养颗粒化污泥的试剂，其特征在于含有膨润土和阳离子型聚丙烯酰胺，其中膨润土和阳离子型聚丙烯酰胺的重量比介于10-25 1之间。2.制备权利要求I的试剂的方法，其特征在于将膨润土干粉加水配制为浆状，将阳离子型聚丙烯酰胺干粉配制为水溶液，然后将两者混合。3.IC反应器中培养颗粒化污泥的方法，其特征在于包括以下步骤 a.配制浆状膨润土和阳离子型聚丙烯酰胺水溶液将膨润土干粉加水配制为浆状，将阳离子型聚丙烯酰胺干粉配制为水溶液；其中每立方米IC反应器有效容积中加入0.2-0. 8kg膨润土干粉，0. Olkg-O. 06kg阳离子型聚丙烯酰胺干粉，任选的包括浆状膨润土和阳离子型聚丙烯酰胺水溶液的混合步骤； b.利用IC反应器进泥泵将步骤a中配制的浆状膨润土和阳离子型聚丙烯酰胺水溶液依次或同时或者预混合之后打入IC反应器中； c.加完后，IC反应器停止进水0.2-2. 0小时； d.恢复进水，运行1-3周，使絮状污泥成型为颗粒污泥。4.根据权利要求3所述的IC反应器快速培养颗粒化污泥的方法，其特征在于在步骤d中，恢复进水后，优选将进水的预酸化度控制为40%-45%之间，从IC反应器进泥口处投加浆状活性炭。5.根据权利要求3或4所述的IC反应器快速培养颗粒化污泥的方法，其特征在于所述进水先经初沉池沉淀，并经过以下步骤再进入IC...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国清，陈瑜，万斌，
申请(专利权)人：吉安集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：