CN106865750A - 一种用于难生物降解有机废水生物处理的活性污泥培养与驯化方法 - Google Patents

一种用于难生物降解有机废水生物处理的活性污泥培养与驯化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于难生物降解有机废水生物处理的活性污泥培养与驯化方法，主要步骤包括：①玉米秸秆碎料、低浓度废水与猪粪混合并在培养池中进行厌氧发酵；②发酵完成后调节pH为6～8，投加活性污泥后再厌氧发酵；③待混合物表面出现絮状菌丝后移入生化池，加入面粉、尿素和磷肥后通入废水对活性污泥进行驯化；④达到设计水量且出水水质达标时，污泥驯化完成。本发明培养驯化的活性污泥对废水CODCr平均去除率为86％，出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978‑1996)二级标准。本发明解决了难降解有机废水生物处理难题，培养出能够高效处理难降解有机废水的活性污泥，同时可将猪粪秸秆废物利用，成本低且高效稳定。

Description

一种用于难生物降解有机废水生物处理的活性污泥培养与驯 化方法
技术领域
本发明属于工业废水生化处理领域，具体是一种适用于难生物降解有机废水生物处理的活性污泥的培养和驯化方法。
技术背景
近年来，“水十条”和国家科技重大专项-水体污染控制与治理等环境政策和措施的实行，体现了国家层面对废水治理的重视，作为其中的一个重要组成部分，高浓度难降解有机废水的处理研究也是不可或缺的。高浓度难降解有机废水主要包括焦化废水、制药废水、化学原料与化学产品生产废水、印染和电镀废水等，往往具有CODCr高、色度高、有毒性和难降解等特点，处理较为困难，并且不达标排放会对水体产生巨大的影响，对水生态造成严重的破坏。国家***发布的2014年环境统计数据显示，2014年全国工业废水处理量达4998694万吨，工业废水排放量达1869626万吨，CODCr排放量为2745819万吨，因此，对工业废水尤其是难降解有机废水进行处理，有利于水环境的改善。
猪粪与秸秆均是废弃物，在进行适当处理后，用于活性污泥的培养，既可以加快活性污泥的培养，提高活性污泥中的微生物量，又可以做到废物资源利用；
活性污泥是一种由细菌、真菌、原生动物、后生动物及藻类等微生物和它们所附着的有机物质、无机物质构成的絮状污泥的总称，主要用途为生活污水和工业废水的处理，具有生物活性和一定降解废水能力的絮状污泥。
难生物降解有机废水一般BOD5/CODCr值低、色度较高，废水中的很多有机物为大分子、长链结构或者带有苯环等难降解基团，很难被生物降解，一般的废水处理技术也难以处理。
本发明采用的活性污泥为城市生活污水处理厂的新鲜剩余污泥，污泥程黑色，有臭味，污泥含水率在40％-50％之间。
通过知网平台专利检索，专利申请号201510791513.3公开了一种利用新鲜苔藓培养活性污泥的方法；专利申请号200910044920.6介绍了一种通过添加生物浸取物来强化培养活性污泥，提高活性污泥对太阳能电池行业废水的处理效果。
发明内容
为满足现场废水处理工艺的需要，更加高效快速地培养能够有效处理难降解废水的活性污泥，发明了一种难降解有机废水生物处理的活性污泥培养与驯化方法。
本发明所采用的培养驯化方案为：
1)将玉米秸秆粉碎为3～6mm的碎料，加低浓度废水与猪粪混合均匀后投入培养池中，共计6t，控制温度在30～40℃，密封后进行15～20天厌氧发酵；
2)培养池中厌氧发酵完成后，用质量分数为0.02％的NaOH溶液调节pH至6～8，加入12t生活污水处理厂的活性污泥，混合均匀后密封进行厌氧发酵至表面产生絮状菌丝；
3)将培养池内混合物搅拌均匀，去除漂浮物和无机物沉淀后，将混合物通入生化池内，加入70％池容的低浓度废水，按照曝气5h停气1h进行培养，并投加适量面粉、尿素和磷肥，培养得到含有大量活性微生物的活性污泥混合液；
4)最后用待处理废水对活性污泥进行培养驯化，根据设计处理水量的百分比梯度进水，每个水量梯度进行4～6天培养驯化，按照曝气5h，停曝气1h的方式进行曝气。停曝气40min后排出部分上清液，再通入待处理废水，进水量与出水量基本一致，同时投加适量营养物质筛选出能够适应、处理待处理废水的活性污泥微生物，形成菌胶团。出水水质达标、稳定且活性污泥相关指标良好时即可认为驯化完成；
本发明所述培养驯化方案步骤1：加入的废水CODCr在300～500mg/L之间；
本发明所述培养驯化方案步骤3低负荷培养：培养过程正常情况下一般为2～3天，当生化池中MLSS≥2000mg/L，SV30在15％～25％，SVI在50～90之间，且镜检出现大量轮虫、种虫等原生动物、少量藻类和真菌，菌胶团密实，可认为活性污泥低负荷培养结束；
本发明所述培养驯化方案步骤4活性污泥梯度负荷培养驯化：通入待处理废水后，控制生化池内溶解氧浓度在3～8mg/L之间，同时适量投加面粉、尿素和磷肥(C:N:P＝100:(3～6):(1～2))，投加比例视待处理废水中C:N:P比例而定。
本发明所述培养驯化方案步骤4活性污泥梯度负荷培养驯化：控制池中MLSS在2500～5500mg/L之间，SV30控制在20％～30％之间，SVI控制在60～90之间。
本发明有益效果为操作简单，可减少前期营养物质的投加，降低培养成本，同时可对猪粪秸秆进行资源利用，培养驯化周期较短、污泥颗粒密实。
具体实施方式
下面通过具体实施实例对本发明进行阐述，本发明的保护范围包括但不仅限于下述实施例。难降解有机废水处理及相关领域的技术人员依据本发明所公开的参数、指标等内容，操作得当情况下均可实现活性污泥的培养驯化；
实施实例1：一种高浓度难降解有机废水生化处理的活性污泥培养与驯化方法，操作步骤如下：
1)所采用的培养池容积为50m3；将玉米秸秆粉碎为3～6mm的碎料，加低浓度废水与猪粪混合均匀后投入培养池中，共计6t，猪粪:秸秆:废水质量比为5:2:2，控制发酵温度在30～40℃，密封后进行15～20天厌氧发酵；
2)培养池中厌氧发酵完成后，用质量分数为0.02％的NaOH溶液调节pH至6～8，加入12t生活污水处理厂的活性污泥，混合均匀后密封，厌氧发酵至表面产生絮状菌丝；
3)将培养池内混合物搅拌均匀，去除漂浮物和无机物沉淀后，将混合物通入生化池内，生化池容积为400m3，加入70％池容的CODCr在300～500mg/L的低浓度废水，按照曝气5h停气1h进行培养，并投加适量面粉、尿素和磷肥(C:N:P＝100:5:1)，面粉投加量按照1.1g CODCr投加1g面粉计算，持续2～3天；
4)最后用待处理废水对活性污泥进行培养驯化，根据设计处理水量的百分比梯度进水，每个水量梯度进行4～6天培养驯化，按照曝气5h，停曝气1h的方式进行曝气，控制溶解氧浓度为3～8mg/L。进水前30min停止曝气，沉淀后排出生化池内部分上清液，然后按照15％、30％、45％、60％、80％、100％设计水量每天进水，上下午各进水一半，按曝气5h，停气1h为一周期进行曝气。一个梯度水量驯化进行4天，直至每天进水量达到设计处理水量。每个梯度驯化时，监测活性污泥浓度(2500～5500mg/L)、SV30(20～30％)与SVI(60～90)，过高或过低都需要对进水量、水力停留时间、污泥回流比和营养物质的投加量进行调整。停曝气40min后排出部分上清液，再通入待处理废水，进水量与出水量基本一致，同时投加适量面粉、尿素与磷肥。进水量达到设计处理水量时，活性污泥的驯化完成。
本实施案例操作简易，对难降解有机废水进行处理，每天进水量为40t，曝气5h，停气1h为一周期处理一天，废水CODCr由1800mg/L降低到200mg/L，达到化工园区废水处理厂接管指标，CODCr去除率为88.9％。
实施实例2：一种高浓度难降解有机废水生化处理的活性污泥培养与驯化方法，操作步骤如下：
1)所采用的培养池容积为50m3；将玉米秸秆粉碎为3～6mm的碎料，加低浓度废水与猪粪混合均匀后投入培养池中，共计6t，猪粪:秸秆:废水质量比为6:1:2，控制发酵温度在30～40℃，密封后进行15～20天厌氧发酵；
2)培养池中厌氧发酵完成后，用质量分数为0.02％的NaOH溶液调节pH至6～8，加入12t生活污水处理厂的活性污泥，混合均匀后密封，厌氧发酵至表面产生絮状菌丝；
3)将培养池内混合物搅拌均匀，去除漂浮物和无机物沉淀后，将混合物通入生化池内，生化池容积为400m3，加入70％池容的CODCr在400～500mg/L的低浓度废水，按照曝气5h停气1h进行培养，并投加适量面粉、尿素和磷肥(C:N:P＝100:5:1)，面粉投加量按照1.1g CODCr投加1g面粉计算，持续3～4天；
4)最后用待处理废水对活性污泥进行培养驯化，根据设计处理水量的百分比梯度进水，每个水量梯度进行4～6天培养驯化，按照曝气5h，停曝气1h的方式进行曝气,控制溶解氧浓度为3～8mg/L。进水前30min停止曝气，沉淀后排出生化池内部分上清液，然后按照20％、40％、60％、80％、100％设计水量每天进水，上下午各进水一半，按曝气5h，停气1h为一周期进行曝气。一个梯度水量驯化进行4天，直至每天进水量达到设计处理水量。每个梯度驯化时，监测活性污泥浓度(2500～5500mg/L)、SV30(20～30％)与SVI(60～90)，过高或过低都需要对进水量、水力停留时间、污泥回流比和营养物质的投加量进行调整。停曝气40min后排出部分上清液，再通入待处理废水，进水量与出水量基本一致，同时投加适量面粉、尿素与磷肥。进水量达到设计处理水量时，活性污泥的驯化完成。
本实施案例操作简易，对难降解有机废水进行处理，每天进水量为40t，曝气5h，停气1h为一周期处理一天，废水CODCr由2000mg/L降低到220mg/L，达到化工园区废水处理厂接管指标，CODCr去除率为89％。
实施实例3：一种高浓度难降解有机废水生化处理的活性污泥培养与驯化方法，操作步骤如下：
1)所采用的培养池容积为50m3；将玉米秸秆粉碎为3～6mm的碎料，加低浓度废水与猪粪混合均匀后投入培养池中，共计6t，猪粪:秸秆:废水质量比为6:2:2，控制发酵温度在30～40℃，密封后进行15～20天厌氧发酵；
2)培养池中厌氧发酵完成后，用质量分数为0.02％的NaOH溶液调节pH至6～8，加入12t生活污水处理厂的活性污泥，混合均匀后密封，厌氧发酵至表面产生絮状菌丝；
3)将培养池内混合物搅拌均匀，去除漂浮物和无机物沉淀后，将混合物通入生化池内，生化池容积为400m3，加入70％池容的CODCr在400～600mg/L的低浓度废水，按照曝气5h停气1h进行培养，并投加适量面粉、尿素和磷肥(C:N:P＝100:5:1)，面粉投加量按照1.1gCODCr投加1g面粉计算，持续4～5天；
4)最后用待处理废水对活性污泥进行培养驯化，根据设计处理水量的百分比梯度进水，每个水量梯度进行4～6天培养驯化，按照曝气5h，停曝气1h的方式进行曝气,控制溶解氧浓度为3～8mg/L。进水前30min停止曝气，沉淀后排出生化池内部分上清液，然后按照15％、30％、50％、70％、100％设计水量每天进水，上下午各进水一半，按曝气5h，停气1h为一周期进行曝气。一个梯度水量驯化进行4天，直至每天进水量达到设计处理水量。每个梯度驯化时，监测活性污泥浓度(2500～5500mg/L)、SV30(20～30％)与SVI(60～90)，过高或过低都需要对进水量、水力停留时间、污泥回流比和营养物质的投加量进行调整。停曝气40min后排出部分上清液，再通入待处理废水，进水量与出水量基本一致，同时投加适量面粉、尿素与磷肥。进水量达到设计处理水量时，活性污泥的驯化完成。
本实施案例操作简易，对难降解有机废水进行处理，每天进水量为40t，曝气5h，停气1h为一周期处理一天，废水CODCr由2000mg/L降低到180mg/L，达到化工园区废水处理厂接管指标，CODCr去除率为91％。

Claims (7)

1.一种难生物降解有机废水生物处理的活性污泥培养与驯化方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将玉米秸秆粉碎为3～6mm的碎料，加低浓度废水与猪粪混合均匀后投入培养池中，共计6t，控制温度在30～40℃，密封后进行15～20天厌氧发酵；
2)培养池中厌氧发酵完成后，用质量分数为0.02％的NaOH溶液调节pH至6～8，加入12t生活污水处理厂的活性污泥，混合均匀后密封进行厌氧发酵至表面产生絮状菌丝；
3)将培养池内混合物搅拌均匀，去除漂浮物和无机物沉淀后，将混合物通入生化池内，培养时投加碳源、氮源、磷源等营养物质，培养得到含有大量活性微生物的活性污泥混合液；
4)最后用待处理废水对活性污泥进行培养驯化，筛选出能够适应、处理待处理废水的活性污泥微生物，形成菌胶团。出水水质达标、稳定且活性污泥相关指标良好时即可认为驯化完成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：活性污泥培养过程中，加入活性污泥前，猪粪秸秆混合物需调节pH至6～8。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法设计处理的难生物降解有机废水废水B/C值在0.25左右，包括但不限于印染废水、焦化废水、制药废水等。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：活性污泥培养时需投加营养源，包括面粉(碳源)、尿素(氮源)与磷肥(磷源)，按照C:N:P＝100:5:1的比例投加。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：活性污泥培养至活性污泥浓度(MLSS)≥2000mg/L后进行污泥驯化。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：废水进入生化池时，SS≤80mg/L，pH＝6～8。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：活性污泥驯化结束时，生化池出水CODCr≤250mg/L，活性污泥的相关性状良好，MLSS＝2000～5500mg/L、SVI＝60～90，SV30＝20％～30％。
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