[發明專利]低污泥產率的序批式活性污泥法

在審

• 申請號: 201710522709.1
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107117704A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 余靜;史浩壘;蔣一凡
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F11/04;C02F11/12
• 代理公司: 南京中新達專利代理有限公司32226
• 代理人: 孫鷗,朱杰

技術領域

本發明屬于一種污水處理技術，具體涉及一種低污泥產率的序批式活性污泥法。

背景技術

目前，活性污泥法是最主要的污水處理方法。活性污泥法處理廢水的實質是將水中的污染物以污泥的形式從水中分離，而這些污泥富含大量的有機物、病原微生物、細菌、寄生蟲等，甚至還含有合成有機物和有毒有害物質。若不注意處理，必將對周圍環境以及人類健康造成不利影響。截至2016年9月底，全國設市城市、縣(不含其它建制鎮)累計建成污水處理廠3976座，污水處理能力達1.7×10⁸m³/d，年產生含水量80％的污泥4000多萬噸，剩余污泥處理和處置費用占整個污水廠投資和運行總費用的25％～65％。目前對于剩余污泥的處置方法還是主要停留在焚燒和填埋階段，這對我國建設創新型國家不是長久之計，且無法滿足國家在經濟發展中對于生態文明建設和環境保護的新要求。剩余污泥體積大、處理費用高以及難處理等問題已成為當今廢水處理的瓶頸，為了滿足水質、水量和水生態的一體化管理，探索有效的污泥減量技術迫在眉睫。

污泥處理過程與污泥產生增值的過程密不可分，對于剩余污泥的產生過程進行合理調節，在保證污水處理效率的前提下，實現污泥低產率的污泥源頭減量技術已經是解決剩余污泥問題的理想途徑。目前，國內外學者針對剩余污泥這一突出問題，進行了大量研究。由于剩余污泥的產生量與微生物內源呼吸、能量代謝及生物捕食等作用相關，所以目前常用的污泥減量技術主要通過以下四個途徑實現污泥減量：(1)代謝解偶聯技術；(2)強化內源呼吸作用；(3)溶胞技術(solubilization)；(4)強化微型動物對細菌捕食的技術。解偶聯技術通過將分解代謝和合成代謝解偶聯，即微生物的分解代謝和合成代謝通過ATP(腺苷三磷酸)和ADP(腺苷二磷酸)兩者的轉化偶聯在一起，降低ATP合成量或增加ATP消耗量(例如熱能釋放)，而減少微生物細胞合成，即可減少污泥量。解耦聯劑是一種可以改變膜通透性的脂溶性分子物質，呈弱酸性，本身可以與H+結合，降低微生物細胞膜對H+阻力，使其跨過細胞膜，降低膜兩側的質子梯度，低質子梯度抑制ATP合成酶對ATP的合成，從而減少氧化磷酸化作用所產生的ATP量，使其氧化過程以熱能形式為主要耗能，使得合成代謝和分解代謝發生解耦聯。但是目前化學解偶聯機理和對污泥產率和工藝中擊等影響研究觀點不同，以及給環境帶來問題、出水水質的惡化和污泥性能改變等問題并未全部解決，工程實際應用尚存在的爭議，而且投加解耦聯會增加污水處理的費用。強化內源呼吸作用是指增加細胞非生長維持能，可減少用于細胞合成的能量，從而減低污泥產率。提高污泥停留時間和內源呼吸率可以降低污泥表觀污泥產率，從而可以減少剩余污泥排放量。提高污泥停留時間的相關工藝都會增加能耗，提高運行成本，所以此污泥減量化技術具有局限性。

溶胞技術是指采用物理溶胞、化學溶胞、生物溶胞的方法，促使細胞溶解并釋放胞內物質到水中，形成可以被微生物細胞重新利用的底物基質。

在本發明作出之前，目前物理溶胞工藝主要利用技術有：高溫、機械破胞(例如利用超聲波、高速射流泵、高速攪拌器等產生的壓力破壞細胞)、冰凍和溶化?；瘜W溶胞工藝主要利用技術有：酸、堿處理、高級氧化(主要臭氧氧化、氯氧化)，其中臭氧溶胞研究最多，臭氧是一種強氧化劑，具有較強的溶胞特性，可以殺滅污泥中的微生物，有利于氧化細胞而釋放有機物。生物溶胞技術主要指投加能分泌胞外酶的微生物或酶制劑和抗菌素使污泥當中細菌細胞壁被破壞，胞內底物溶出。酶不僅可以促進細胞溶解，而且還可以使難降解生物大分子有機物降解為小分子物質，這有利于基質被細菌二次利用。投加的細菌可以來自消化池，可以從溶菌酶方便考慮，甚至可以選擇有分泌溶解物質的真菌。物理溶胞和化學溶胞技術具有局限性，例如能耗高和需要專有設備這些都不利于其發展，此外細胞破解以后產生細胞廢棄物(細胞壁碎片等)進入污水中因其難降解而使水質COD、SS有所增加，同時單位系統排泥量減少，會導致單位出水中氮和磷有所增加。雖然生物溶胞法對環境影響小，效率高，但費用相當昂貴。

發明內容

本發明目的就在于克服上述缺陷，提供一種低污泥產率的序批式活性污泥法。

本發明的技術方案是：

低污泥產率的序批式活性污泥法，其主要技術特征在于步驟如下：