基于顆粒-絮體共存的生物除磷系統(tǒng)構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物除磷系統(tǒng)構(gòu)建方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為控制污水廠出水的磷含量，作為經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性的強(qiáng)化生物除磷技術(shù)(Enhanced B1logical Phosphorus Removal，EBPR)在污水處理廠得到了廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)中的污泥交替經(jīng)歷厭氧、好氧環(huán)境，以系統(tǒng)中富集的聚磷菌所具有的過(guò)量吸磷能力將污水中的磷酸鹽以聚磷的形式儲(chǔ)存在體內(nèi)并以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。目前強(qiáng)化生物除磷中的污泥主要以絮狀活性污泥的形式存在，絮體粒徑小，活性高，但污泥相對(duì)不易沉降，容易發(fā)生污泥膨脹，影響出水水質(zhì)；同時(shí)要求較短的污泥齡，這與同時(shí)要求脫氮的硝化細(xì)菌所需要的長(zhǎng)污泥齡矛盾，使得脫氮除磷不能在同一系統(tǒng)中完成；另外，除磷剩余污泥后續(xù)的處理容易出現(xiàn)磷的重新釋放造成二次污染。
[0003]顆粒污泥作為是一種結(jié)構(gòu)密實(shí)，邊界清晰，易于從溶液中分離出來(lái)的微生物聚集體，具有較高的污泥濃度，良好的沉降特性，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)而備受?chē)?guó)內(nèi)外污水處理領(lǐng)域工作者的關(guān)注。目前關(guān)于好氧顆粒污泥的培養(yǎng)主要采用的是較大高徑比的SBR反應(yīng)器，通過(guò)縮短污泥沉淀時(shí)間洗出SBR系統(tǒng)中沉降性能差的絮狀污泥，將沉降性能好的污泥留在反應(yīng)器中，在曝氣攪拌等剪切力的作用下污泥聚集形成結(jié)構(gòu)密實(shí)的顆粒污泥。顆粒污泥系統(tǒng)也存在在培養(yǎng)階段，污泥大量流失，系統(tǒng)崩潰的問(wèn)題。另外，好氧顆粒污泥的培養(yǎng)對(duì)反應(yīng)器的高徑比要求高，沉降時(shí)間要求短，系統(tǒng)的運(yùn)行不易控制，同時(shí)顆粒結(jié)構(gòu)密實(shí)，顆粒內(nèi)部傳質(zhì)阻力大，顆粒污泥的活性及顆粒穩(wěn)定性差，容易解體，不易擴(kuò)大應(yīng)用等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決絮狀活性污泥不易沉降、顆粒污泥穩(wěn)定性差，顆粒污泥的培養(yǎng)要求在高徑比很大的SBR中進(jìn)行的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種基于顆粒-絮體共存的生物除磷系統(tǒng)構(gòu)建方法。
[0005]顆粒污泥在低高徑比的SBR反應(yīng)器中形成，且在顆粒污泥重力的帶動(dòng)下，絮體的沉降性有所提高，在絮體的存在下，絮體污泥繼續(xù)凝聚轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒污泥，彌補(bǔ)了顆粒污泥穩(wěn)定性差，易于解體導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰帶來(lái)的問(wèn)題。
[0006]基于顆粒-絮體共存的生物除磷系統(tǒng)構(gòu)建方法如下:
[0007]向序批式反應(yīng)器SBR中接種二沉池污泥，接種污泥的濃度為2000-4000mg/L，在反應(yīng)溫度為10-25°C、序批式反應(yīng)器SBR的容積交換率為50%、序批式反應(yīng)器SBR的高徑比為1.3-3.5的條件下，向序批式反應(yīng)器SBR中加入以丙酸鈉為碳源的合成污水，然后在厭氧的條件下厭氧攪拌30-180分鐘，再在表觀氣速為0.0006-0.0026m/s的條件下，好氧反應(yīng)120-360分鐘，然后沉降，排水，即完成基于顆粒-絮體共存的生物除磷系統(tǒng)的構(gòu)建；
[0008]所述沉降的過(guò)程如下:
[0009]在序批式反應(yīng)器SBR運(yùn)行的前10天，沉淀時(shí)間為40分鐘，運(yùn)行10天之后，沉淀時(shí)間為30分鐘，運(yùn)行15天之后，沉淀時(shí)間為25分鐘，運(yùn)行20天后，沉淀時(shí)間為20分鐘，此后的運(yùn)行沉淀時(shí)間均為20分鐘；
[0010]所述以丙酸鈉為碳源的合成污水的COD為350-600mg/L，P043_-P濃度為8.0_12mg/L0
[0011]因此本發(fā)明是基于顆粒污泥和絮體污泥各自的特征，構(gòu)建了顆粒和絮體共存的生物除磷系統(tǒng)，兼顧了顆粒和絮體的優(yōu)點(diǎn)，避免了其各自單獨(dú)存在狀態(tài)下的缺點(diǎn)，使得生物除磷系統(tǒng)運(yùn)行更加的穩(wěn)定，除磷效果優(yōu)良，污泥沉降性能好。本發(fā)明中在高徑比為1.5-3.5的SBR反應(yīng)器，通過(guò)梯度縮減SBR的運(yùn)行的沉淀時(shí)間，構(gòu)建了顆粒-絮體共存的生物除磷體系，系統(tǒng)中污泥的沉降性能好，污染物去除性能好，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，避免了絮體污泥和顆粒污泥單獨(dú)存在的系統(tǒng)所存在的問(wèn)題，有利于維持生物除磷系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0012]本發(fā)明方法培養(yǎng)出來(lái)的生物除磷顆粒污泥系統(tǒng)在6個(gè)月的運(yùn)行時(shí)間里均能保持顆粒的穩(wěn)定狀態(tài)，以及良好的除磷能力和污泥沉降性能。
[0013]本發(fā)明提供的顆粒-絮體共存的生物除磷系統(tǒng)構(gòu)建方法方法，運(yùn)行50天后顆粒占總污泥量的比例在47% -67%，污泥沉降指數(shù)在35-56mL/g，COD的去除率在90%以上，Ρ0/—-Ρ的去除率在95%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的任意組合。
[0015]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式基于顆粒-絮體共存的生物除磷系統(tǒng)構(gòu)建方法如下:
[0016]向序批式反應(yīng)器SBR中接種二沉池污泥，接種污泥的濃度為2000-4000mg/L，在反應(yīng)溫度為10-25°C、序批式反應(yīng)器SBR的容積交換率為50%、序批式反應(yīng)器SBR的高徑比為1.3-3.5的條件下，向序批式反應(yīng)器SBR中加入以丙酸鈉為碳源的合成污水，然后在厭氧的條件下厭氧攪拌30-180分鐘，再在表觀氣速為0.0006-0.0026m/s的條件下，好氧反應(yīng)120-360分鐘，然后沉降，排水，即完成基于顆粒-絮體共存的生物除磷系統(tǒng)的構(gòu)建；
[0017]所述沉降的過(guò)程如下:
[0018]在序批式反應(yīng)器SBR運(yùn)行的前10天，沉淀時(shí)間為40分鐘，運(yùn)行10天之后，沉淀時(shí)間為30分鐘，運(yùn)行15天之后，沉淀時(shí)間為25分鐘，運(yùn)行20天后，沉淀時(shí)間為20分鐘，此后的運(yùn)行沉淀時(shí)間均為20分鐘；
[0019]所述以丙酸鈉為碳源的合成污水的COD為350-600mg/L，P043_-P濃度為8.0_12mg/L0
[0020]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是所述的序批式反應(yīng)器SBR的高徑比為1.5-3?其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0021]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二之一不同的是所述的序批式反應(yīng)器SBR的高徑比為1.8-2.5。其它與【具體實(shí)施方式】一或二之一相同。
[0022]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是所述的序批式反應(yīng)器SBR的高徑比為2。其它與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0023]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是所述接種污泥的濃度為2300-3900mg/L。其它與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0024]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是所述接種污泥的濃度為3000mg/L。其它與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0025]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是在厭氧的條件下厭氧攪拌80分鐘。其它與【具體實(shí)施方式】一至六之一相同。
[0026]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一不同的是在表觀氣速為0.0008-0.0020m/s的條件下好氧反應(yīng)。其它與【具體實(shí)施方式】一至七之一相同。
[0027]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至八之一不同的是在表觀氣速為0.00lm/s的條件下好氧反應(yīng)。其它與【具體實(shí)施方式】一至八之一相同。
[0028]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至九之一不同的是好氧反應(yīng)200分鐘。其它與【具體實(shí)施方式】一至九之一相同。
[0029]采用下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明效果:
[0030]實(shí)驗(yàn)一:
[0031]基于顆粒-絮體共存的生物除磷系統(tǒng)構(gòu)建方法如下:
[0032]向序批式反應(yīng)器SBR(有機(jī)玻璃圓柱體，高40cm，直徑15cm，有效容積6L)中接種污水處理廠的二沉池污泥，接種污泥的濃度為2500mg/L(污泥平均粒徑85 μπι)，進(jìn)水泵將污水泵入向序批式反應(yīng)器SBR中，進(jìn)水時(shí)間每周期5分鐘，進(jìn)水完成后，開(kāi)啟攪拌器使得泥水充分混合，得泥水混合物，微生物進(jìn)行厭氧生化反應(yīng)，厭氧反應(yīng)85分鐘，此后開(kāi)啟空氣壓縮泵，經(jīng)過(guò)氣體流量計(jì)控制曝氣量為0.12ΠΛΓ1，氣體經(jīng)設(shè)在SBR底部的微孔曝氣頭對(duì)泥水混合物進(jìn)行充氧，微生物進(jìn)行好氧生化反應(yīng)210分鐘。曝氣結(jié)束后，污泥進(jìn)入靜沉階段，沉淀時(shí)間運(yùn)行的前10天，沉淀時(shí)間為40分鐘，運(yùn)行10天之后，沉淀時(shí)間為30分鐘，運(yùn)行15天之后，沉淀時(shí)間為25分鐘，運(yùn)行20天后，沉淀時(shí)間為20分鐘，此后的運(yùn)行沉淀時(shí)間均為20分鐘；
[0033]沉淀后泥水分離，排水口上的溶液通過(guò)電磁閥排出反應(yīng)器，排水3分鐘，排水量占總混合液量的50%。反應(yīng)過(guò)程中的水溫由加熱棒實(shí)現(xiàn)，水溫控制在23(±2)°C。各個(gè)程序的運(yùn)行通過(guò)定時(shí)器來(lái)進(jìn)行控制。以上步驟進(jìn)水-排水在向序批式反應(yīng)器SBR中按周期反復(fù)