[發(fā)明專利]一種利用電氣石為晶核加速好氧污泥顆粒化的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110385781.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN113060830B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李海松;鄭煥煥;趙佳;文梓龍;黃一豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/12
• 分類號(hào): C02F3/12;C02F3/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種利用電氣石加速好氧污泥顆粒化的方法。所述的好氧顆粒污泥以絮狀活性污泥為接種污泥，采用序批式反應(yīng)器(SBR)，利用電氣石作為好氧顆粒污泥的晶核，誘導(dǎo)好氧顆粒污泥的形成。本發(fā)明培養(yǎng)的好氧顆粒污泥能夠高效的降解水中的污染物，顆粒污泥培養(yǎng)成熟后，形狀規(guī)則，沉降性能良好，反應(yīng)體系污泥濃度高，有效地縮短了好氧顆粒污泥的培養(yǎng)時(shí)間，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)COD的降解以及同步硝化反硝化脫氮。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用電氣石加速好氧污泥顆粒化的方法。

背景技術(shù)

好氧顆粒污泥是微生物通過自我凝聚作用而形成的一種顆粒狀的活性污泥，是一種特殊的生物膜。在這種微生物自身聚集增殖的體系中，利用微生物分泌的胞外聚合物為網(wǎng)絡(luò)框架，由于好氧顆粒污泥具有一定的粒徑，它的三維結(jié)構(gòu)沿徑向產(chǎn)生溶解氧(D)和底物濃度梯度，導(dǎo)致不同類型微生物的分層和代謝，分為好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，因而可以降解復(fù)雜有機(jī)物，具有脫氮效率高、承受高有機(jī)負(fù)荷等特點(diǎn)。同時(shí)好氧顆粒污泥是一種新興的廢水處理技術(shù)，是在活性污泥工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，能夠避免傳統(tǒng)活性污泥技術(shù)中存在的很多問題，如反應(yīng)器體積大、且需要二沉池以便污泥沉淀和回流、抗沖擊能力弱、容積負(fù)荷低、污泥沉降性差、容易出現(xiàn)污泥膨脹等。用絮狀污泥培養(yǎng)好氧顆粒通常需要較長(zhǎng)的啟動(dòng)期，并且形成的顆粒污泥穩(wěn)定性差、易解體，這些缺點(diǎn)阻礙了該技術(shù)在實(shí)際廢水處理中的應(yīng)用。

利用人為投加外部載體或晶核實(shí)現(xiàn)好氧污泥顆粒化的快速培養(yǎng)是目前一種有效解決方法，以晶核為基礎(chǔ)，通過水力剪切力等作用下，微生物在其晶核上富集，最后形成顆粒污泥。目前，以投加晶核的方式加速造粒的研究有很多，例如投加Ca²⁺、顆粒活性炭、厭氧顆粒污泥以及生物炭等。電氣石是天然礦石，目前在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。電氣石能和帶電粒子發(fā)生反應(yīng)，吸附大氣中的粉塵，可用來處理工廠產(chǎn)生的廢氣，凈化水質(zhì)，它能夠中和水酸堿，可以用于土壤酸化、酸雨治理等；目前有研究者利用電氣石作為填料來加快生物膜的形成。電氣石物理性質(zhì)與活性炭的性質(zhì)類似，并且它能增強(qiáng)微生物的新陳代謝能力，處于水中可以釋放鈣離子、鎂離子、亞鐵離子等陽離子。進(jìn)水陽離子的存在可以刺激微生物對(duì)胞外聚合物(EPS)分泌，進(jìn)一步促進(jìn)顆粒污泥的形成。所以電氣石的特性對(duì)于培養(yǎng)好氧顆粒污泥來說是有利的。然而對(duì)于利用電氣石作為晶核誘導(dǎo)好氧顆粒污泥形成的相關(guān)研究尚未見報(bào)道。

本發(fā)明提供一種投加晶核來促進(jìn)顆粒污泥形成的方法。首次將電氣石用于好氧顆粒污泥的培養(yǎng)，解決了顆粒污泥培養(yǎng)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、顆粒穩(wěn)定性差的問題。為廢水生物處理技術(shù)以及顆粒污泥的培養(yǎng)提供新思路。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)利用絮狀活性污泥培養(yǎng)轉(zhuǎn)化顆粒污泥的啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)、顆粒穩(wěn)定性差的問題，結(jié)合上述背景技術(shù)，本發(fā)明提供了一種利用電氣石為晶核，加速好氧污泥顆粒化的新方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種利用電氣石加速好氧顆粒污泥培養(yǎng)的方法，包括如下步驟：

(1)電氣石預(yù)處理：取電氣石原石，進(jìn)行清洗烘干、研磨，顏色為黑色。

(2)接種污泥馴化：取污水處理廠活性污泥作為接種污泥，將污泥加入反應(yīng)器中并對(duì)其進(jìn)行曝氣，曝氣時(shí)間為12-72h，使污泥顏色變?yōu)樽睾稚?/p>

(3)反應(yīng)器的啟動(dòng)和運(yùn)行：采用序批法對(duì)接種污泥進(jìn)行培養(yǎng)，SBR反應(yīng)器啟動(dòng)初期時(shí)加入步驟(1)中的電氣石，通過曝氣使其與污泥均勻混合。

好氧顆粒污泥的培養(yǎng)在適配SBR反應(yīng)器中進(jìn)行，接種污泥來源為污水處理廠絮狀污泥，污泥濃度為2000～8000mg/L；反應(yīng)器的運(yùn)行用PLC(Programmable LogicController，可編程邏輯控制器)精準(zhǔn)把控，通過編輯PLC的程序控制不同信號(hào)的輸出，進(jìn)而控制每個(gè)運(yùn)行階段的運(yùn)行時(shí)間；一個(gè)運(yùn)行周期包括：進(jìn)水、曝氣、沉淀和排水四個(gè)步驟，周期為2h-8h,曝氣時(shí)間150min-450min，曝氣量為0.5L/min-5L/min；體積交換比25％-75％。