[發明專利]一種利用鳥糞石培養好氧顆粒污泥的方法

無效

• 申請號: 201110097831.1
• 申請日: 2011-04-18
• 公開（公告）號: CN102211811A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 楊鳳林;王國文;徐曉晨;王棟
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于廢水生物處理技術領域，涉及一種在SBR反應器中投加磷酸銨鎂(俗稱鳥糞石)無機營養載體快速培養具有亞硝化除磷功能的好氧顆粒污泥。

背景技術

好氧顆粒污泥，自上世紀90年代初期首次被日本學者Mishima和Nakamura報道以來，在近年來廢水種類復雜、處理難度加大的大背景下，好氧顆粒污泥憑借其諸多優勢引起了水處理領域學者的廣泛關注，可謂發展迅速。這些優勢可歸納如下：

(1)顆粒密實，沉降性良好，可省去二沉池。

(2)顆粒生物種群豐富，高生物量協同作用強，抵抗高負荷沖擊能力強。

(3)對反應器形式適應范圍廣泛，在SBR、SBAR等間歇式反應器中都易培養。

近十幾年來，國內外學者主要研究了顆粒污泥的形成及顆粒進化過程、有機負荷強度、脫氮除磷效率、尤其在抗特種毒性廢水沖擊等方面，顆粒污泥表現優異。雖然好氧顆粒污泥有諸多優勢，但限制其在實際污水處理工程中應用的主要原因是培養周期漫長，顆粒成熟周期一般為兩個月左右，且成熟后多數顆粒工作一段時間后易凋亡解體。縱觀顆粒污泥形成機理的研究，目前厭氧顆粒污泥是由內核引導，類似晶體生長過程，逐步顆粒化的學術觀點已達成共識，但好氧顆粒污泥的形成機制仍存爭議。例如：Tay等人認為顆粒污泥的形成是一種污泥自絮凝聚集成團的過程，該過程可分為三個發育階段完成：第一步，水力作用、范德華力使微生物碰撞聚集；第二步，胞外聚合物絮凝游離微生物；第三步，水力剪切力作用，使顆粒成規則形狀，也稱塑形過程。三個階段共同作用，通過間歇性排水、沉降時間、置換比，創造一個“生存壓力”條件，使在一定沉降時間范圍內沒有沉降的污泥逐漸被淘洗出反應器，通過此種“壓力”，沉降性良好的微生物得以在反應器中生存下來不被淘洗出去。

近幾年來，為突破好氧顆粒污泥在實際工程中培養周期較長，顆粒易解體的瓶頸，研究工作主要集中在此。包括投加載體、絮凝劑、成熟顆粒或沉降性良好的菌膠團、調整pH壓縮雙電層等手段被相繼研究報道，這些“外來”顆粒促進物的引進雖然縮短了培養周期，但一定程度上也給培養過程帶來了風險，比如絮凝劑的使用，通常使用陽離子絮凝劑來使污泥顆粒化，但多數陽離子官能團對生物有毒害作用。成熟顆粒或成將行良好的菌膠團固然對微生物影響較小，但Liu和Tay的研究表明，這些疏水性的顆粒表面通常是病原性種群，極易使成熟顆粒解體。所以，通過添加載體或引導物來加快污泥顆粒化進程的研究越發得到廣泛關注，有學者嘗試用載體穩定顆粒，通過啟動初期引入載體，使微生物附著于載體之上達到穩定、固化微生物，縮短顆粒污泥培養周期的目的。例如：在顆粒早期形成階段，Ebrahimi等人用玄武巖作顆粒早期內核，利用玄武巖表面Fe²⁺和Fe³⁺濃度差異性成功培養了嗜酸氧化亞鐵硫桿菌顆粒，在pH為0.6～1的極端條件沖擊下，轉化率仍可達145molFe²⁺/m³h。Lee等人研究了圓柱形活性炭、球形活性炭、沙土以及海綿球對厭氧顆粒污泥形成的影響，結果表明，使用3mm球形活性炭作顆粒污泥載體時，水力停留時間為0.5h，可培養污泥濃度達26g/L的顆粒，且未發現污泥被沖出反應器，污泥附著穩定。Yu等人研究了UASB反應器內投加粉末活性炭和顆粒活性炭作顆粒早期載體，結果表明，不投加載體時厭氧顆粒污泥成熟周期為95天左右，而投加活性炭，顆粒成熟周期僅為30天左右，且粉末活性炭和顆粒活性炭培養的顆粒生物量可達10.1gMLVSS/L、10.2gMLVSS/L，而無早期載體培養的顆粒污泥生物量卻僅為9.5gMLVSS/L。國內李善評等人的專利公開了稀土元素在培養好氧顆粒污泥方面的應用，通過對比試驗，發現稀土元素有穩定污泥、抑制絲狀菌膨脹的作用。可以說，載體或誘導物的添加，縮短了顆粒污泥的培養周期，使好氧顆粒實際應用有了廣闊的前景。