一种好氧颗粒污泥的培养方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及好氧颗粒污泥培养领域，具体涉及一种好氧颗粒污泥的培养方法。
【背景技术】
[0002] 好氧颗粒污泥是活性污泥微生物在好氧环境条件下通过自固定过程，最终形成结 构紧凑、外形规则的密集生物聚合体。相对于结构较松散，无规则外形的絮体污泥，好氧颗 粒污泥呈现出截然不同的微观结构。完整颗粒污泥的形状呈球形或椭球形，具有非常清晰 的外轮廓，其平均直径介于〇. 2-5. 0mm之间。但是，直到2004年举行的第一届好氧颗粒污 泥国际研讨会的成功举办，好氧颗粒污泥才有了一个统一的定义：好氧颗粒污泥是在一定 水力剪切力作用下源于微生物的一种聚集体颗粒，且其沉降速度远远高于活性污泥絮体。 在2006年举行的第二界好氧颗粒污泥讨论会上，又对其定义作了进一步的解释，包括源于 微生物的聚集体、水力剪切力作用、沉降性能、最小尺寸和培养方法等方面，当一种微生物 聚集体同时具有上述特征时，即可被称为好氧颗粒污泥。好氧颗粒污泥不仅具有厌氧颗粒 污泥的优点，还避免了后者因自身厌氧菌组分所固有的缺陷。好氧颗粒生长迅速，且生长环 境温度要求相对宽松，在有机物浓度较低时也能生存。好氧颗粒污泥具有相对密实的微观 结构，优良的沉淀性能，较高浓度的污泥截留和多样的微生物种群。因此好氧颗粒污泥反应 器具有较好的泥水分离、较高的生物反应器单位体积处理能力、可以承受较高的冲击负荷、 减少对二沉池的体积要求、可同时去除有机物和氮、磷营养物质等优点。
【发明内容】
[0003] 为解决上述问题，本发明提供了一种好氧颗粒污泥的培养方法，利用较短的时间 培养出具有较强去除污染物能力的好氧颗粒污泥，并具体研宄分析了各影响因素对颗粒污 泥的影响，优化了好氧颗粒污泥的培养参数，为具体将好氧颗粒污泥的实践与应用提供了 优化参数及理论分析。
[0004] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0005] 一种好氧颗粒污泥的培养方法，包括如下步骤：
[0006] S1、配制人工合成模拟废水：以乙酸钠为碳源，NH4C1为氮源，KH2P04为磷源，并加 入适当微量元素作为补充；初始COD、NH3-N浓度分别为213mg/l左右和12mg/l左右；
[0007]S2、接种污泥：采用普通絮状污泥为接种污泥，MLSS为3.Og/L，比重为1. 005,SVI 为 78ml/g;
[0008]S3、采用：进水-曝气-沉淀-排水-闲置的运行方式，每天四个周期，每周期6h， 进水lOmin，曝气300min，沉淀25min，排水5min，闲置20min;运行一周后逐渐趋于稳定状 态；
[0009] S4、逐步提高进水负荷：C0D、NH3-N浓度分别提高至400mg/l左右和30mg/l左右； [0010]S5、采用：进水-曝气-静置+搅拌-二次曝气-沉淀-排水-闲置的运行方式， 运行周期调整为每天三个，每周期8小时；进水5min，曝气150min，静置+搅拌120min，二 次曝气120min，沉淀lOmin，排水5min，其余时间闲置；部分污泥趋向于颗粒化状态，形成具 有脱氮功能的颗粒化污泥的雏形；
[0011] S6、随后的培养中根据情况不断减少沉淀时间，造成选择压，排出沉降性能差的絮 状污泥，最终沉淀时间降至5min;初始颗粒内的各种微生物在颗粒内寻找适合自身生长增 殖的生态位，并通过竞争与次级增长而衍生出新的代谢互补关系，由此进一步充实了颗粒 污泥，形成了结构紧密、外形规则的成熟颗粒污泥。
[0012] 本发明具有以下有益效果：
[0013] 在SBR反应器中，采用自配的模拟生活污水，在污泥培养阶段通过合理的营养条 件及在不同阶段调整不同的运行方式，对颗粒污泥进行培养，在常规的SBR运行程序中间 增加静置+搅拌、二次曝气过程。一次曝气后增加的静置+搅拌，使反应器内处于缺氧反硝 化状态，在碳源充足的情况下，通过搅拌，反硝化产生的氮气溢出，有利于反硝化进行的更 加彻底；再通过二次曝气将剩余的有机物分解。该过程有利于好氧颗粒污泥内反硝化菌的 形成，进而提高系统的脱氮效果。通过较短的污泥沉降时间将沉降性较差的颗粒如悬浮污 泥和丝状菌等随出水排出，从而为沉降性良好的颗粒污泥的形成、生长提供了充足的营养。 经过一个多月的培养，观察到反应器中形成了好氧颗粒污泥；所得好氧颗粒污泥外观呈淡 黄色，表面光滑，近似椭圆形小颗粒，粒径一般为0. 5-2mm，粒度分析结果表明粒径在l-2mm 左右的颗粒占全部污泥颗粒的35%以上。颗粒沉降速度约在25-35m/h之间，沉降性能良 好，其有效生物量远远高于一般的好氧活性污泥。COD、氨氮的去除率均达到90%以上，具有 较强的污染物去除能力。
【附图说明】
[0014] 图1本发明实施例中反应系统工艺流程图。
[0015] 图中，1-鼓风机；2-原水箱；3-提升水泵；4-热水套筒；5-曝气头；6-循环水泵； 7-恒温水浴；8-排水箱；9-电磁阀；10-搅拌器；11-SBR反应器；12-PLC控制器；13-流量 计。
[0016] 图2本发明实施例中污泥驯化阶段NH3-N浓度及去除率。
[0017] 图3本发明实施例中污泥驯化阶段COD浓度及去除率。
[0018] 图4为本发明实施例中不同负荷下好氧颗粒污泥系统对氨氮的影响
[0019] 图5为本发明实施例中不同曝气强度下颗粒沉降速度的比较示意图。
[0020] 图6为本发明实施例中实际冷饮废水好氧颗粒污泥陪养过程中进水比例及COD去 除情况示意图。
[0021] 图7为本发明实施例中好氧颗粒污泥应用于实际冷饮污水处理站SBR池的COD去 除效果示意图。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步 详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发 明。
[0023] 本发明实施例提供了一种好氧颗粒污泥的培养方法，包括如下步骤：
[0024]S1、配制人工合成模拟废水：以乙酸钠为碳源，NH4C1为氮源，KH2P04为磷源，并加 入适当微量元素作为补充。初始COD、NH3-N浓度分别为213mg/l左右和12mg/l左右；人工 配水水质组成见表1 ;
[0025] 表1人工配水水质组成
[0027]S2、接种污泥：采用普通絮状污泥为接种污泥，MLSS为3.Og/L，比重为1. 005,SVI 为 78ml/g;
[0028]S3、采用：进水-曝气-沉淀-排水-闲置的运行方式，每天四个周期，每周期6h， 进水lOmin，曝气300min，沉淀25min，排水5min，闲置20min;运行一周后逐渐趋于稳定状 态；
[0029]S4、逐步提高进水负荷：C0D、NH3-N浓度分别提高至400mg/l左右和30mg/l左右； [0030]S5、采用：进水-曝气-静置+搅拌-二次曝气-沉淀-排水-闲置的运行方式， 运行周期调整为每天三个，每周期8小时；进水5min，曝气150min，静置+搅拌120min，二 次曝气120min，沉淀lOmin，排水5min，其余时间闲置；部分污泥趋向于颗粒化状态，形成具 有脱氮功能的颗粒化污泥的雏形；
[0031] S6、随后的培养中根据情况不断减少沉淀时间，造成选择压，排出沉降性能差的絮 状污泥，最终沉淀时间降至5min;初始颗粒内的各种微生物在颗粒内寻找适合自身生长增 殖的生态位，并通过竞争与次级增长而衍生出新的代谢互补关系，由此进一步充实了颗粒 污泥，形成了结构紧密、外形规则的成熟颗粒污泥。
[0032] 如图1所示，本发明实施例中圆柱形的反应器由有机玻璃制成，内径100mm，有效 高度1100mm，有效容积为8. 64L，每周期换水量为4. 7L，反应器一般在室温下运行，冬季室 温低于20°C时，通过恒温水浴控制反应器温度在（23±1)°C。进水采用管道泵进水；排水则 采用重力排水，由PLC自动控制排水管道上的电磁阀，定时启闭；曝气采用的是反应器底部 微孔曝气方式，即鼓风机将空气通入到反应器的底部，经微孔曝气头释放对反应器进行充 氧以使反应器内的微生物与底物达到充分的混合。进水量、曝气量由流量计控制。搅拌强