專利名稱：序批式反應器絮狀污泥快速好氧顆?；姆椒?br> 技術領域：
本發(fā)明涉及一種污水處理方法，尤其涉及一種序批式反應器絮狀污泥快速好氧顆 粒化的方法。
背景技術：
根據(jù)生物聚集體的形態(tài)結構，污水生物處理技術主要分為活性污泥、生物膜及顆 粒污泥技術。其中，活性污泥系統(tǒng)由于活性污泥絮狀體的結構松散、沉降性能較差從而不易 在系統(tǒng)中滯留足夠的生物量，因此為了滿足出水要求，通常需要較大的構筑物體積。生物膜 系統(tǒng)由于微生物附著在填料或載體表面生長，從而克服了活性污泥系統(tǒng)容積負荷低、污泥 易于膨脹、抗沖擊負荷能力差等缺點，但因為需要投加填料或載體，從而構筑物體積較大且 投資費用較高。而好氧顆粒污泥則被看作一種無需投加任何載體的特殊生物膜，是微生物 自固定形成的近似球形的生物聚集體，以好氧顆粒污泥為主體的污水生物處理系統(tǒng)一般均 具有以下特點(1)沉降速度快、反應活性高、耐沖擊負荷能力強。具有高處理能力和良好 的出水水質；(2)好氧顆粒污泥可以在很廣的有機負荷范圍內形成，處理范圍廣，因此其適 用范圍更廣；(3)好氧顆粒污泥是多種、不同功能微生物共生的微生態(tài)系統(tǒng)，可以單獨或同 時具有脫氮除磷能力。好氧顆粒污泥的早期研究主要在連續(xù)流升流式反應器BAS(Biofilm AirliftSuspension)中進行，需要在培養(yǎng)過程中添加污泥載體或用純氧曝氣才能形成。然 而近年來的研究結果表明，采用間歇式反應器進行好氧顆粒污泥的研究具有獨特的優(yōu)勢。 SBR j^itt^^ti^iMfe (Sequencing Batch Reactor ActivatedSludge Process) 禾中 以間歇曝氣方式運行的活性污泥污水處理技術，它的主要特征是SBR反應器在運行上的有 序和間歇操作。生化反應的基本工作周期可由進水、反應、沉淀、排水和靜置幾個階段組成。 其中反應階段包括好氧、缺氧或厭氧生化反應階段。研究指出通過控制SBR反應器中的沉 淀時間可以洗出絮狀污泥，認為這是影響好氧顆粒污泥形成的主要因素；并指出COD負荷 和水流剪切力對好氧顆粒污泥形成具有促進作用。間歇式反應器有如下優(yōu)點設計、操作 簡單；污泥沉淀發(fā)生在反應器中，不需要額外的沉淀池；占地面積??；可以積累高濃度的污 泥，承受較高的容積負荷及沖擊負荷，間歇進水可以改善污泥沉淀性能?，F(xiàn)代污水生物處理工藝追求的目標是高效、節(jié)能、快速啟動、且無二次污染，而好 氧顆粒污泥反應器采用絮狀活性污泥為接種污泥，其形成時間一般需要40 60天以上，較 長的啟動時間給好氧顆粒污泥技術的實際應用帶來了諸多問題，如運行成本的增加，啟動 過程中出水水質往往無法達標，對處理效率的影響以及出水排放出路等問題；因此，如何加 速絮狀污泥的顆?；M程，實現(xiàn)好氧顆粒污泥技術的大規(guī)模應用成為業(yè)界關注問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對上述問題，提供一種序批式反應器中絮狀污泥快速好氧顆粒化的方 法，目的是通過調整序批式反應器的運行程序加速絮狀污泥顆?；M程，縮短反應器的啟動時間，從而提高了反應器的運行效率和處理能力，同時大幅度降低了反應器的運行成本， 為實現(xiàn)好氧顆粒污泥技術的大規(guī)模應用奠定基礎。本發(fā)明的反應原理是在序批式反應器中交替進行兩種運行方式，一種為A運行方式進水_厭氧攪 拌-好氧曝氣-沉淀-排水-靜置；另一種為B運行方式進水-厭氧攪拌-沉淀-排水-好 氧曝氣-靜置；通過交替改變序批式反應器的運行方式，一方面刺激微生物胞外聚合物的 有效增長，另一方面B運行方式通過厭氧階段后排水可以使剩余有機基質有效降低，從而 抑制好氧階段快速生長微生物的過量生長，使反應器中微生物處于低能量的聚集狀態(tài)，從 而加速污泥顆?；M程。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種序批式反應器絮狀污泥快速好氧顆?；姆椒?，其特征如下1)反應器及介質反應器的高度直徑比為2 8 1 ；接種絮狀污泥采用常規(guī)污水 二級生物處理活性污泥，濃度為2000-5000mg/L ；進水為城市污水； 2)運行模式所述序批式反應器在溫度15 37°C下，采用A運行方式和B運行方 式交替進行的運行模式，交替方式為每完成5 15個A運行方式循環(huán)加入1個B運行方 式循環(huán)，進行交替運行，并隨著反應器中好氧顆粒污泥的形成、數(shù)量增加及粒徑的增大，A運 行方式循環(huán)數(shù)與B運行方式循環(huán)數(shù)的比值增大，直至反應器中污泥完全好氧顆?；?，B運行 方式終止；其中A運行方式為進水_厭氧攪拌_好氧曝氣_沉淀_排水_靜置；B運行方式為進水_厭氧攪拌_沉淀_排水_好氧曝氣_靜置；進水時間為5 20分鐘；厭氧攪拌時間為50 120分鐘；好氧曝氣時間為120 300分鐘，控制反應器內溶解氧濃度為1. 5 5. Omg/L ；沉淀時間為10 30分鐘；排水時間為10 30分鐘，排水體積交換率為60 80% ；靜置時間為10 30分鐘。所述進水采用反應器底端進水方式，且進水時間小于等于厭氧反應時間的三分之
ο本發(fā)明的有益效果是采用本發(fā)明提供的序批式反應器絮狀污泥快速好氧顆?；?的方法，通過交替改變序批式反應器的運行方式，刺激微生物胞外聚合物的有效增長，實現(xiàn) 序批式反應器中接種的絮狀污泥在15天 30天快速好氧顆?；亩?，縮短了反應器的 啟動時間，提高了反應器的運行效率和處理能力，同時大幅度降低了反應器的運行成本，為 實現(xiàn)好氧顆粒污泥技術的大規(guī)模應用奠定基礎。該發(fā)明具有操作簡單，形成顆粒污泥形態(tài) 穩(wěn)定等特點。因此，在污水生物處理微生物形態(tài)特征領域具有廣闊的應用前景。以下結合實施例對本發(fā)明詳細說明。
具體實施例方式實施例1
一種序批式反應器絮狀污泥快速好氧顆粒化的方法，其特征如下1)反應器及介質，反應器為圓桶形，有效體積20升，高度與直徑比為4 1，接 種絮狀污泥采用常規(guī)污水二級生物處理活性污泥，污泥濃度控制在2000mg/L ；采用城市污 水為進水，按照國家環(huán)境保護總局編寫、中國環(huán)境科學出版社出版的《水和廢水監(jiān)測分析 方法(第四版)》規(guī)定的國家標準方法進行水質檢測，以COD計濃度為150-250mg/L，氨氮 20-30mg/L,總氮 25-35mg/L，總磷 2_5mg/L。2)運行模式，上述序批式反應器在溫度20 25 °C下，采用A運行方式和B運行方 式交替進行的運行模式，本實施例中A運行方式為進水15分鐘，進水采用反應器底端進水方式-厭氧攪拌90分 鐘_好氧曝氣120分鐘，控制反應器內溶解氧濃度為1. 5 3. Omg/L-沉淀10分鐘-排水 25分鐘，排水體積交換率為75% -靜置15分鐘；B運行方式為進水15分鐘，進水采用反應器底端進水方式-厭氧攪拌90分 鐘-沉淀10分鐘-排水25分鐘，排水體積交換率為75 % -好氧曝氣120分鐘，控制反應器 內溶解氧濃度為1. 5 3. Omg/L-靜置15分鐘；上述進水時間小于等于厭氧反應時間的三分之一。本實施例中A運行方式與B運行方式的交替方式為首先采取每完成5個A運行方 式循環(huán)加入1個B運行方式循環(huán)，周而復始進行交替運行5天，通過顯微鏡觀察反應器中出 現(xiàn)小顆粒污泥，5天以后調整為每完成12個A運行方式循環(huán)加入1個B運行方式循環(huán)，繼續(xù) 進行交替運行至第10天顆粒顯著增多，再通過激光粒度儀檢測，顆粒平均粒徑為850 μ m, 繼續(xù)進行交替運行至第15天，通過激光粒度儀檢測，好氧顆粒污泥平均粒徑達1500 μ m，并 且反應器中的污泥粒徑均大于等于1000 μ m,實現(xiàn)完全好氧顆粒污泥化，此時終止B運行方 式，反應器的啟動完成。出水以COD計濃度為15 30mg/L，氨氮0. 2 2mg/L，總氮5 10mg/L，總磷為0. 2 0. 5mg/L?？梢钥闯?，在實現(xiàn)絮狀污泥快速好氧顆?；耐瑫r，獲得良 好污水處理效果。實施例2一種序批式反應器絮狀污泥快速好氧顆?；姆椒?，其特征如下1)反應器及介質，反應器為圓桶形，有效體積8升，高度與直徑比為8 1，接種 絮狀污泥采用常規(guī)污水二級生物處理活性污泥，污泥濃度控制在3000mg/L ；采用某城市 污水處理廠初沉池出水為進水，按照國家環(huán)境保護總局編寫、中國環(huán)境科學出版社出版的 《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》規(guī)定的國家標準方法進行水質檢測，以COD計濃度為 150-200mg/L，氨氮 20_30mg/L，總氮 25_40mg/L，總磷 l_3mg/L。2)運行模式，上述序批式反應器在溫度15-20°C下，采用A運行方式和B運行方式 交替進行的運行模式，本實施例中A運行方式為進水5分鐘，進水采用反應器底端進水方式_厭氧攪拌60分鐘-好 氧曝氣240分鐘，控制反應器內溶解氧濃度為3. 5 5. Omg/L-沉淀20分鐘-排水15分鐘， 排水體積交換率為60% -靜置30分鐘；B運行方式為進水5分鐘，進水采用反應器底端進水方式_厭氧攪拌60分鐘-沉 淀20分鐘-排水15分鐘，排水體積交換率為60% -好氧曝氣240分鐘，控制反應器內溶解 氧濃度為3. 5 5. Omg/L-靜置30分鐘；
上述進水時間小于等于厭氧反應時間的三分之一。本實施例中A運行方式與B運行方式的交替方式為首先采取每完成8個A運行 方式循環(huán)加入1個B運行方式循環(huán)，周而復始進行交替運行20天，通過顯微鏡觀察反應 器中出現(xiàn)小顆粒污泥，20天以后調整為每完成12個A運行方式循環(huán)加入1個B運行方式 循環(huán)，繼續(xù)進行交替運行至第25天顆粒顯著增多，再通過激光粒度儀檢測，顆粒平均粒徑 為760 μ m，繼續(xù)進行交替運行至第30天，通過激光粒度儀檢測，好氧顆粒污泥平均粒徑達 1200 μ m,并且反應器中的污泥粒徑均大于等于1000 μ m,實現(xiàn)完全好氧顆粒污泥化，此時終 止B運行方式，反應器的啟動完成。出水以COD計濃度為20-30mg/L，氨氮0. 2-lmg/L,總氮 8-12mg/L，總磷為 0. 1-0. 3mg/L?？梢钥闯?，在實現(xiàn)絮狀污泥快速好氧顆粒化的同時，獲得良好污水處理效果。實施例3一種序批式反應器絮狀污泥快速好氧顆粒化的方法，其特征如下1)反應器及介質，反應器為圓桶形，有效體積10升，高度與直徑比為2. 5 1，接 種絮狀污泥采用常規(guī)污水二級生物處理活性污泥，污泥濃度控制在5000mg/L ；采用城市污 水為進水，按照國家環(huán)境保護總局編寫、中國環(huán)境科學出版社出版的《水和廢水監(jiān)測分析 方法(第四版)》規(guī)定的國家標準方法進行水質檢測，以COD計濃度為150-300mg/L，氨氮 30-35mg/L，總氮 40mg/L，總磷 2_4mg/L。2)運行模式，上述序批式反應器在溫度25-35 °C下，采用A運行方式和B運行方式 交替進行的運行模式，本實施例中A運行方式為進水20分鐘，進水采用反應器底端進水方式_厭氧攪拌120分 鐘_好氧曝氣300分鐘，控制反應器內溶解氧濃度為2. 5 4. Omg/L-沉淀30分鐘-排水 10分鐘，排水體積交換率為80% -靜置20分鐘；B運行方式為進水20分鐘，進水采用反應器底端進水方式_厭氧攪拌120分 鐘_沉淀30分鐘-排水10分鐘，排水體積交換率為80 % -好氧曝氣300分鐘，控制反應器 內溶解氧濃度為2. 5 4. Omg/L-靜置20分鐘；上述進水時間小于等 厭氧反應時間的三分之一。本實施例中A運行方式與B運行方式的交替方式為首先采取每完成10個A運行 方式循環(huán)加入1個B運行方式循環(huán)，周而復始進行交替運行10天，通過顯微鏡觀察，反應 器中出現(xiàn)小顆粒污泥，10天以后調整為每完成15個A運行方式循環(huán)加入1個B運行方式 循環(huán)，繼續(xù)進行交替運行至第15天顆粒顯著增多，再通過激光粒度儀檢測，顆粒平均粒徑 為940 μ m，繼續(xù)進行交替運行至第20天，通過激光粒度儀檢測，好氧顆粒污泥平均粒徑達 1640 μ m,并且反應器中的污泥粒徑均大于等于1000 μ m,實現(xiàn)完全好氧顆粒污泥化，此時終 止B運行方式，反應器的啟動完成。出水以COD計濃度為10-30mg/L，氨氮0. 2-2mg/L，總氮 10-12mg/L，總磷為0. 1-0. 3mg/L?？梢钥闯?，在實現(xiàn)絮狀污泥快速好氧顆?；耐瑫r，獲得 良好污水處理效果在以各上實施例中，進水采用反應器底端進水方式，一方面可以使反應器中污泥 與進水基質充分接觸混合，另一方面可以實現(xiàn)進水對反應器中污泥的水力學沖刷促進顆粒 的形成。進水時間小于等于厭氧反應時間的三分之一，有利于保持進水造成的瞬間有機負 荷，促進微生物胞外代謝產物的產生，加速污泥顆?；M程。
以上所述，僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并非對本發(fā)明的內容作任何形式上的 限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均 仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
權利要求
一種序批式反應器絮狀污泥快速好氧顆粒化的方法，其特征如下1)反應器及介質反應器的高度直徑比為2～8∶1；接種絮狀污泥采用常規(guī)污水二級生物處理活性污泥，濃度為2000 5000mg/L；進水為城市污水；2)運行模式所述序批式反應器在溫度15～37℃下，采用A運行方式和B運行方式交替進行的運行模式，交替方式為每完成5～15個A運行方式循環(huán)加入1個B運行方式循環(huán)，進行交替運行，并隨著反應器中好氧顆粒污泥的形成、數(shù)量增加及粒徑的增大，A運行方式循環(huán)數(shù)與B運行方式循環(huán)數(shù)的比值增大，直至反應器中污泥完全好氧顆?；?，B運行方式終止；其中A運行方式為進水 厭氧攪拌 好氧曝氣 沉淀 排水 靜置；B運行方式為進水 厭氧攪拌 沉淀 排水 好氧曝氣 靜置；進水時間為5～20分鐘；厭氧攪拌時間為50～120分鐘；好氧曝氣時間為120～300分鐘，控制反應器內溶解氧濃度為1.5～5.0mg/L；沉淀時間為10～30分鐘；排水時間為10～30分鐘，排水體積交換率為60～80％；靜置時間為10～30分鐘。
2.根據(jù)權利要求1所述的序批式反應器絮狀污泥快速好氧顆?；姆椒?，其特征在于 所述進水采用反應器底端進水方式，且進水時間小于等于厭氧反應時間的三分之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及序批式反應器絮狀污泥快速好氧顆?；姆椒ǎ卣魇欠磻鞲叨戎睆奖葹?～8∶1；接種絮狀污泥為常規(guī)污水二級生物處理活性污泥，濃度2000-5000mg/L；進水為城市污水；序批式反應器在溫度15～37℃下，采用A、B運行方式交替進行的運行模式，A運行方式進水-厭氧攪拌-好氧曝氣-沉淀-排水-靜置；B運行方式進水-厭氧攪拌-沉淀-排水-好氧曝氣-靜置；每5～15個A運行方式循環(huán)加入1個B運行方式循環(huán)，隨著好氧顆粒污泥的形成、數(shù)量增加及粒徑的增大，A、B運行方式循環(huán)數(shù)的比值增大，直至完全好氧顆?；?，B運行方式終止。本發(fā)明的優(yōu)點是縮短反應器啟動時間，提高運行效率，降低運行成本。
文檔編號C02F3/12GK101962222SQ20101054519
公開日2011年2月2日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權日2010年11月15日
發(fā)明者張斌, 李君文, 王新為, 王景峰, 諶志強, 邱志剛, 金敏, 陳照立 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院衛(wèi)生學環(huán)境醫(yī)學研究所