CN107337275A - 一种低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥、培养方法及培养装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥、培养方法及培养装置,属于环境工程技术领域。该装置包括好氧颗粒污泥反应器和供水单元,所述好氧颗粒污泥反应器上端设有进水口,好氧颗粒污泥反应器内填充有以稻壳生物炭为核心形成的好氧颗粒污泥;所述供水单元包括进水管,进水管上安装有泵且进水管的头部由进水口伸入好氧颗粒污泥反应器内,引生活污水进入好氧颗粒污泥反应器。本发明弥补了现有低温生活污水处理中活性污泥氨化、硝化和反硝化能力不足,导致低温活性污泥反应器出水溶解性有机氮、氨氮和总氮浓度较高的缺陷。
Description
技术领域
本发明属于生活污水净化处理技术领域,尤其涉及一种向絮状活性污泥中投加稻壳生物炭(Biochar)形成好氧颗粒污泥工艺,强化低温下微生物脱氮能力,主要适用于4-15℃低温条件下生活污水的强化脱氮,降低污水处理厂出水溶解性有机氮、氨氮与总氮。
背景技术
低温(<15℃)条件下活性污泥中脱氮菌(氨化菌、硝化菌和反硝化菌)的丰度和活性下降,导致污水处理厂低温出水的溶解性有机氮、氨氮和总氮的浓度上升,出水水质恶化。絮状活性污泥法是一种当前应用最广泛的污水的好氧生物处理技术,占城市污水处理工艺的90%以上,但在低温条件下絮状活性污泥的脱氮活性下降明显。
提高低温条件下微生物脱氮能力的关键是强化活性污泥微生物的脱氮能力,目前低温条件下强化活性污泥处理效果的方法主要有改变运行工艺、调节运行参数、调节进水水质、物理强化、投加添加剂或高效耐冷菌种,但是,这些方法都有其自身局限性;此外,低温条件下的污水处理工艺及工程设计参数也均与常温条件下差别较大。
如中国专利申请号为201510751936.2,申请公布日为2016年3月23日的专利申请文件公开了一种利用生物炭加速污泥颗粒化的方法,包括如下步骤:(1)Rhizobiumsp.NJUST18接种物的制备:将Rhizobium sp.INJUST18接种至添加了0.5-2g/L吡啶的无机盐培养基MSM中,摇床培养96小时后,将菌液在8000*g条件下离心分离10分钟,将得到的菌体沉积物作为SBR反应器的接种物;(2)反应器的启动:向SBR反应器加入含500mg/L吡啶和500mg/L乙酸钠的模拟废水,将2g干重的Rhizobium sp.NJUST18和2g干重的活性污泥混合,作为混合接种物加入SBR反应器中,SBR反应器启动初期时加入4g/L生物炭,SBR反应器容积交换率为50%的SBR反应器的运行方式为:进水-曝气-沉降-出水;(3)颗粒污泥的培养:反应器启动运行过程中,随着模拟废水中吡啶降解性能提高,逐步减少模拟废水中乙酸钠含量,逐步增加模拟废水中吡啶含量至3000mg/L;逐步将运行周期由24小时逐步调整至8小时以增加进水负荷;逐步将污泥的沉降时间由10分钟降低至2分钟,直至模拟废水中吡啶为唯一碳源和氮源。该方法操作简单,能够利用米糠制作0.01-0.5mm生物炭形成好氧颗粒污泥。
中国专利申请号为201510002654.2,申请公布日为2015年4月22日的专利申请文件公开了一种低温快速培养好氧颗粒污泥的方法,具体包括如下步骤:(1)将5L好氧池活性污泥接种于内循环序批气提式反应器中,SBAR有效容积10.4L,排水比50%,反应周期为3h,每周期进水5.2L,控制水温为8-12℃,调节进水pH值为7.0±0.2;其中,静态进水期60min,曝气反应期112min,污泥沉降期3min,快速排水期5min;静态进水期溶解氧饱和度为0,曝气反应期溶解氧饱和度为100%;(2)每8个反应周期投加一次海藻酸盐颗粒,在曝气反应期添加,添加量约为一个周期进水量的1.4%(m/m),每次海藻酸盐颗粒投加数量约200颗,直至污泥颗粒形成。
相对于絮状活性污泥法,好氧活性污泥法兼具厌氧层,缺氧层和好氧层,能够富集硝化菌与反硝化菌,是一种公认的低温条件下脱氮能力较强的工艺。厌氧层的氨化菌能够强化溶解性有机氮的降解,缺氧层的反硝化菌能够强化硝酸盐的去除,好氧层的环境有利于硝化菌的富集。低温条件下微生物对碳源的利用率低,反硝化碳源不足,需要找到一个结构相对稳定的碳源作为好氧颗粒污泥核心,长时间在提供反硝化碳源。稻壳生物炭是一种缓释碳源,加入土壤中5年的损失量为50-80%,能够明显提高挥发性脂肪酸(VFAs)的含量。以上两文献的技术方案虽然利用了米糠和海藻酸钠为核心形成了好氧颗粒污泥,但是对于活性污泥微生物的脱氮能力没有很好的研究,不能有效解决低温生活污水脱氮的问题。此外,本发明采用的稻壳生物炭是一种比以上两种材料更廉价易获得的农业固废,并且在形成好氧颗粒污泥的时间上有显著的优势。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有低温条件下活性污泥法的出水溶解性有机氮、氨氮与总氮含量较高而不达标的问题,本发明提供了一种低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置,该装置以稻壳生物炭作为核心形成好氧颗粒污泥,兼具好氧、缺氧和厌氧的群落,并且由稻壳生物炭提供额外的反硝化碳源,解决了现有的低温条件下生活污水厂出水溶解性有机氮、氨氮与总氮不达标的问题。
本发明又提供了一种低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥,利用稻壳生物炭作为核心,相比于其他方法形成好氧颗粒污泥,启动时间更短,可以解决好氧颗粒污泥易解体的问题,同时稻壳生物炭能够不断释放挥发性脂肪酸,为反硝化提供额外的碳源。
本发明又提供了一种低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养方法,加入稻壳生物炭的浓度为500-1000mg/L,絮状活性污泥的浓度为3000-4000mg/L,使絮状污泥能够吸附在生物炭上形成好氧颗粒污泥,从而能够同时提高活性污泥在低温条件下脱氮的效果。
2.技术方案
发明原理:向絮状活性污泥中投加稻壳生物炭,可以作为核心加快好氧颗粒污泥的形成,好氧颗粒污泥工艺从里到外兼具厌氧、缺氧和好氧三种群落功能,具有氨化、硝化和反硝化三种功能;同时,作为核心的稻壳生物炭能够释放挥发性脂肪酸,作为碳源,促进缺氧层的反硝化菌利用挥发性脂肪酸进行反硝化。
为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
本发明的一种低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置,该装置包括好氧颗粒污泥反应器和供水单元,所述好氧颗粒污泥反应器上端设有进水口,好氧颗粒污泥反应器内填充有絮状活性污泥和稻壳生物炭;所述供水单元包括进水管,进水管上安装有泵且进水管的头部由进水口伸入好氧颗粒污泥反应器内,引生活污水进入好氧颗粒污泥反应器。
作为本发明的进一步改进,所述好氧颗粒污泥反应器侧壁上设置有排水口和排泥口。
作为本发明的进一步改进,该装置还包括搅拌单元,所述搅拌单元包括动力部件、与动力部件连接的搅拌轴以及搅拌桨,搅拌轴穿设于进水管内且向下延伸至好氧颗粒污泥反应器底部,搅拌桨固定在搅拌轴的下端,通过动力部件输出动力传递至搅拌桨,搅拌桨充分搅拌活性污泥。
作为本发明的进一步改进,该装置还包括曝气单元,所述曝气单元安装在好氧颗粒污泥反应器的底部中间且位于搅拌桨下方,利用曝气单元在好氧颗粒污泥反应器的中间部位,形成上层好氧下层缺氧的环境,既利于反硝化菌在好氧环境下的生长又利于其在缺氧环境下作为功能菌种发生作用。
作为本发明的进一步改进,该装置还包括溶解氧测定仪,溶解氧测定仪包括控制器和检测棒,两者通过导线连接,检测棒置于好氧颗粒污泥反应器内,控制溶解氧的浓度在5-6mg/L。
作为本发明的进一步改进,所述絮状活性污泥的浓度为3000-4000mg/L。
作为本发明的进一步改进,所述稻壳生物炭的浓度为500-1000mg/L。
本发明的一种低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养方法,具体步骤如下:
(a)在4-15℃的低温条件下,向好氧颗粒污泥反应器投加接种絮状活性污泥,进行搅拌和曝气处理,使絮状活性污泥达到完全混合的状态;
(b)向好氧颗粒污泥反应器中投加稻壳生物炭,进行24小时的搅拌和曝气后,静置,排出悬浮在水面上的少量稻壳生物炭;向好氧颗粒污泥反应器中加入有机负荷1.6-2.0kg/(m3·d)的模拟生活污水,进行24小时的搅拌和曝气后,静置,排出沉降在稻壳生物炭上层的絮状活性污泥;
(c)粘附在好氧颗粒污泥上面的絮状活性污泥会产生新的絮状活性污泥,通过排泥口不断排出新产生的絮状活性污泥,在驯化10天后,加入实际的生活污水进行处理,逐步降低进水有机负荷至0.6-0.8kg/(m3·d),通过外加葡萄糖调节C/N比至100∶5,水力停留时间12h,溶解氧浓度控制在5-6mg/L,在达到稳定状态以后,逐步减少模拟生活污水至不加入,形成好氧颗粒污泥。
作为本发明的进一步改进,所述的步骤(a)中向好氧颗粒污泥反应器投加絮状活性污泥的浓度为3000-4000mg/L。
作为本发明的进一步改进,所述的步骤(b)中向好氧颗粒污泥反应器中投加稻壳生物炭的浓度为500-1000mg/L。
本发明的一种由上述培养方法得到的好氧颗粒污泥,以稻壳生物炭作为核心,在4-15℃低温条件下生活污水脱氮达到最佳。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的有益效果为:
(1)本发明的低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置,形成有以稻壳生物炭作为核心的好氧颗粒污泥,可以有效降低低温条件下活性污泥法的出水溶解性有机氮、氨氮和总氮含量,同等质量的情况下相比于其他已知的生物碳(如米糠、椰壳、竹子等),稻壳生物炭形成的好氧颗粒污泥去除氨氮和总氮的效果最佳;在进水总氮浓度为20mg/L的情况下,稻壳生物形成的好氧颗粒污泥工艺能够控制低温反应器出水溶解性有机氮浓度低于1mg/L,氨氮浓度低于4mg/L,总氮浓度低于12mg/L。
(2)本发明的低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥,利用稻壳生物炭作为核心,低温下30天以内快速将絮状活性污泥形成好氧颗粒污泥,相比于其他形成好氧颗粒污泥,启动时间更短,可以解决好氧颗粒污泥易解体的问题,同时稻壳生物炭能够不断释放挥发性脂肪酸,为反硝化提供额外的碳源;
(3)本发明的低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养方法,向好氧颗粒污泥反应器中加入稻壳生物炭的浓度为500-1000mg/L,絮状活性污泥的浓度为3000-4000mg/L,使絮状污泥能够吸附在生物炭上形成好氧颗粒污泥,从而能够同时提高活性污泥在低温条件下脱氮的效果;
(4)本发明的低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养方法,无需特异的活性污泥微生物,只需要普通污水处理厂的二沉池污泥即可,污水处理厂一般都是处理碳氮比较低的污水,硝化菌和反硝化菌容易获得,一般硝化菌占总污泥菌种2%左右,反硝化菌菌占12%左右。
(5)本发明的低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置结构简单,设计合理,易于制造,且污泥颗粒化比例高。
附图说明
图1为本发明的低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置的结构示意图;
图2为本发明利用椰壳生物炭形成的好氧颗粒污泥表面粘附的微生物;
图3为本发明利用稻壳生物炭形成的好氧颗粒污泥表面粘附的微生物;
图4为本发明利用竹子生物炭形成的好氧颗粒污泥表面粘附的微生物;
图5为利用稻壳生物炭形成好氧颗粒污泥反应器低温出水的三维荧光图;
图6为普通絮状活性污泥反应器低温出水的三维荧光图;
图7为利用厌氧颗粒污泥形成好氧颗粒污泥反应器低温出水的三维荧光图。
图中:1、进水管;2、泵;3、好氧颗粒污泥反应器;4、排水口;5、好氧颗粒污泥;6、搅拌桨;7、排泥口;8、溶解氧测定仪;9、曝气单元。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图,该附图形成描述的一部分,在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明,但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围,而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述,以提出执行本发明的最佳方式,并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此,本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解,其中本发明的元件和特征由附图标记标识。
结合图1,在污水处理厂建立低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置。本发明包括好氧颗粒污泥反应器3、搅拌单元、曝气单元9、溶解氧测定仪8和供水单元,该好氧颗粒污泥反应器3的大部分结构为公开号CN106219746A的发明专利所公开反应器的结构,好氧颗粒污泥反应器3上端设有进水口,好氧颗粒污泥反应器3侧壁上设置有排水口4和排泥口7,反应器内填充有絮状活性污泥和稻壳生物炭;供水单元包括进水管1,进水管1上安装有泵2且进水管1的头部由进水口伸入好氧颗粒污泥反应器3内,引生活污水进入好氧颗粒污泥反应器3;搅拌单元包括动力部件、与动力部件连接的搅拌轴以及搅拌桨6,搅拌轴穿设于进水管1内且向下延伸至好氧颗粒污泥反应器3底部,搅拌桨6固定在搅拌轴的下端,通过动力部件输出动力传递至搅拌桨6,搅拌桨6充分搅拌絮状活性污泥;曝气单元9安装在好氧颗粒污泥反应器3的底部中间且位于搅拌桨6下方,利用曝气单元9在好氧颗粒污泥反应器3的中间部位,形成上层好氧下层缺氧的环境,既利于反硝化菌在好氧环境下的生长又利于其在缺氧环境下作为功能菌种发生作用;溶解氧测定仪8包括控制器和检测棒,两者通过导线连接,检测棒置于反应器内,控制溶解氧的浓度在5-6mg/L。目前市场上的众多溶解氧测定仪均可以用于本发明,本发明使用的溶解氧测定仪8采用美国哈希的溶解氧测定仪(Polymetron 9582)。
发明人通过长期大量的实验研究,并结合好氧颗粒污泥法的反应机理,最终得出本发明的技术方案,即通过向絮状活性污泥中投加稻壳生物炭,可以作为核心加快好氧颗粒污泥5的形成,好氧颗粒污泥5工艺从里到外兼具厌氧、缺氧和好氧三种群落功能,具有氨化、硝化和反硝化三种功能;同时,作为核心的稻壳生物炭能够释放挥发性脂肪酸,作为碳源,促进缺氧层的反硝化菌利用挥发性脂肪酸进行反硝化,解决了低温条件下微生物脱氮活性低的问题,此外有效解决低温生活污水脱氮的问题,污水处理厂出水的溶解性有机氮、氨氮和总氮的浓度降低,出水水质更优。
此外,本发明的申请人认为从粒径上来看,稻壳生物炭的粒径大于米糠生物炭,更易形成好氧颗粒污泥;从结构强度上看,稻壳生物炭的结构强度也高于米糠生物炭,在污水处理厂的高水力负荷条件下,结构强度强的材料更易维持好氧颗粒污泥结构的稳定性;米糠还是有一定的营养价值的,可以作为饲料给家畜食用;但是稻壳完全是固废,只能还田,利用稻壳更符合以废治废的理念,这也是从经济成本上来考虑;从形成好氧颗粒污泥的时间上,比表面积更大稻壳生物炭更快,反应器的启动时间更快;从处理效果上看,尺寸更大的稻壳生物炭形成的好氧颗粒污泥厌氧和缺氧层比例更大,脱氮的效果更好,反应器的处理效果更好。
实施例1
本发明的一种低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养方法,具体步骤如下:
(a)在5℃的低温条件下向好氧颗粒污泥反应器R1、R2和R3投加接种絮状活性污泥,污泥浓度均为3000mg/L,进行搅拌和曝气,溶解氧浓度为5-6mg/L,使接种絮状活性污泥达到完全混合的状态;
(b)分别向第一个反应器R1中投加椰壳生物炭、第二个反应器R2中投加稻壳生物炭、第三个反应器R3中投加竹子生物炭,椰壳生物炭、稻壳生物炭和竹子生物炭的浓度均为500mg/L,进行24小时的搅拌和曝气后,静置反应器R1、R2和R3;
第一个反应器R1排出悬浮在水面上的少量椰壳生物炭,向反应器R1中加入有机负荷1.6-2.0kg/(m3·d)的模拟生活污水,进行24小时的搅拌和曝气后,静置反应器R1,排出沉降在椰壳生物炭上层的絮状活性污泥;
第二个反应器R2排出悬浮在水面上的少量稻壳生物炭,向反应器R2中加入有机负荷1.6-2.0kg/(m3·d)的模拟生活污水,进行24小时的搅拌和曝气后,静置反应器R2,排出沉降在稻壳生物炭上层的絮状活性污泥;
第三个反应器R3排出悬浮在水面上的少量竹子生物炭,向反应器R3中加入有机负荷1.6-2.0kg/(m3·d)的模拟生活污水,进行24小时的搅拌和曝气后,静置反应器R3,排出沉降在竹子生物炭上层的絮状活性污泥;
(c)针对反应器R1、R2和R3,后续处理步骤一致,粘附在好氧颗粒污泥上面的絮状活性污泥会产生新的絮状活性污泥,通过排泥口不断排出新产生的絮状活性污泥,在活性污泥驯化10天后,加入实际的生活污水进行处理,逐步降低进水有机负荷至0.8kg/(m3·d),通过外加葡萄糖调节C/N比至100∶5,水力停留时间12h,溶解氧浓度控制在5mg/L,在达到稳定状态以后(氨氮去除率>80%),逐步减少模拟生活污水至不加入,形成得到的好氧颗粒污泥,如图2、图3和图4所示。
通过以上步骤处理,投加稻壳生物炭的反应器R2在低温条件下运行良好,出水氨氮浓度为3.3-3.5mg/L,出水总氮为11.1-11.5mg/L。投加同等质量的情况下,相比于投加其他生物炭的反应器R1和R3,本发明投加稻壳生物炭反应器R2可以降低出水氨氮至少16%的同时可以降低出水总氮至少20%,对比情况见表1。
表1 不同种类生物炭形成的好氧颗粒污泥的培养装置低温运行状况
实施例2
本实施例中,向反应器R4中只投加了污泥浓度为4000mg/L的接种絮状活性污泥,反应器R5中投加了污泥浓度为4000mg/L的接种絮状活性污泥和1000mg/L的稻壳生物炭。
(a)在15℃的低温条件下,向反应器R4和R5接种絮状活性污泥,污泥浓度均为4000mg/L,进行搅拌和曝气,溶解氧浓度为5-6mg/L,使絮状活性污泥达到完全混合的状态;
(b)第四个反应器R4中不投加任何生物炭,第五个反应器R5中投加1000mg/L的稻壳生物炭,进行24小时的搅拌和曝气后,静置反应器R4和R5;
向第四个反应器R4中加入有机负荷1.6-2.0kg/(m3·d)的模拟生活污水,进行24小时的搅拌和曝气后,静置反应器R4;
第五个反应器R5排出悬浮在水面上的少量稻壳生物炭;向反应器R5中加入有机负荷1.6-2.0kg/(m3·d)的模拟生活污水,进行24小时的搅拌和曝气后,静置反应器R5,排出沉降在稻壳生物炭上层的絮状活性污泥;
(c)针对反应器R5,粘附在好氧颗粒污泥上面的絮状活性污泥会产生新的絮状活性污泥,通过排泥口不断排出新产生的絮状活性污泥,在活性污泥驯化10天后,加入实际的生活污水进行处理,逐步降低进水有机负荷至0.8kg/(m3·d),通过外加葡萄糖调节C/N比至100∶5,水力停留时间12h,溶解氧浓度控制在5.5mg/L,在达到稳定状态以后(氨氮去除率>80%),逐步减少模拟生活污水至不加入;针对反应器R4在活性污泥驯化10天后,加入实际的生活污水进行处理,逐步降低进水有机负荷至0.8kg/(m3·d),水力停留时间12h,在达到稳定状态以后(氨氮去除率>80%),逐步减少模拟生活污水至不加入。
通过以上步骤处理,投加稻壳生物炭的反应器R5在低温条件下运行良好,出水氨氮浓度为0.23-0.55mg/L,出水总氮为4.85-5.49mg/L。相比于絮状活性污泥的反应器R4,本发明投加稻壳生物炭反应器R5可以降低出水氨氮至少77%的同时可以降低出水总氮至少66%,对比情况见表2。此外根据图5与图6的比较,加入生物炭的好氧颗粒污泥出水中的蛋白类物质和腐殖酸类物质较低,也可佐证加入生物炭的好氧颗粒污泥出水中的溶解性有机氮的含量更少。
表2 利用稻壳生物炭和不利用形成好氧颗粒污泥的培养装置低温运行状况
实施例3
本实施例中,反应器R6中投加了污泥浓度为4000mg/L的厌氧颗粒活性污泥,反应器R7中投加了污泥浓度为4000mg/L的好氧活性污泥和700mg/L的稻壳生物炭。
(a)在10℃的低温条件下,向反应器R6投加接种厌氧颗粒活性污泥,向反应器R7投加接种好氧活性污泥,污泥浓度均为4000mg/L,进行搅拌和曝气,溶解氧浓度为5-6mg/L,使活性污泥达到完全混合的状态;
(b)第六个反应器R6中不投加任何生物炭,第七个反应器R7中只投加了700mg/L的稻壳生物炭,进行24小时的搅拌和曝气后,静置反应器R6和R7;
向反应器R6中加入有机负荷1.6-2.0kg/(m3·d)的模拟生活污水,进行24h的搅拌和曝气后,静置反应器R6;
第七个反应器R7排出悬浮在水面上的少量稻壳生物炭;向反应器R7中加入有机负荷1.6-2.0kg/(m3·d)的模拟生活污水,进行24h的搅拌和曝气后,静置反应器R7,排出沉降在稻壳生物炭上层的絮状活性污泥;
(c)针对反应器R6,在活性污泥驯化10天后,加入实际的生活污水进行处理,逐步降低进水有机负荷至0.8kg/(m3·d),通过外加葡萄糖调节C/N比至100∶5,水力停留时间12h,溶解氧浓度控制在6mg/L,在达到稳定状态以后(氨氮去除率>80%),逐步减少模拟生活污水至不加入;针对反应器R7,粘附在好氧颗粒污泥上面的絮状活性污泥会产生新的絮状活性污泥,通过排泥口不断排出新产生的絮状活性污泥,在活性污泥驯化10天后,加入实际的生活污水进行处理,逐步降低进水有机负荷至0.8kg/(m3·d),水力停留时间12h,在达到稳定状态以后(氨氮去除率>80%),逐步减少模拟生活污水至不加入。
表3 利用不同来源的好氧颗粒污泥的培养装置低温运行状况
两种好氧颗粒污泥的来源分别是从厌氧颗粒污泥转化而来和通过稻壳生物炭形成而来,通过比较,投加稻壳生物炭的反应器R7在低温条件下启动时间更短(<30天),脱氮效果更好,出水氨氮浓度为0.64-0.77mg/L,出水总氮为7.63-8.15mg/L。相比于由厌氧颗粒污泥转化的好氧颗粒污泥的反应器R6,本发明投加稻壳生物炭的反应器R7减少了启动时间,降低了低温下反应器R7的出水溶解性有机氮、氨氮和硝态氮的浓度。此外根据图5与图7的比较,加入生物炭的好氧颗粒污泥出水中的蛋白类物质和腐殖酸类物质较低,也可佐证加入生物炭的好氧颗粒污泥出水中的溶解性有机氮的含量更少。
以上示意性地对本发明创造及实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以如果本领域的普通技术人员受到启示,在不脱离本创造宗旨的情况下,创造出与该专利相似的结构方式及实施方案,均应属于本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置,其特征在于,该装置包括好氧颗粒污泥反应器(3)和供水单元,所述好氧颗粒污泥反应器(3)上端设有进水口,好氧颗粒污泥反应器(3)内填充有絮状活性污泥和稻壳生物炭,所述供水单元包括进水管(1),进水管(1)上安装有泵(2)且进水管(1)的头部由进水口伸入好氧颗粒污泥反应器(3)内,引生活污水进入好氧颗粒污泥反应器(3)。
2.根据权利要求1所述低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置,其特征在于,所述好氧颗粒污泥反应器(3)侧壁上设置有排水口(4)和排泥口(7)。
3.根据权利要求2所述低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置,其特征在于,该装置还包括搅拌单元,所述搅拌单元包括动力部件、与动力部件连接的搅拌轴以及搅拌桨(6),搅拌轴穿设于进水管内且向下延伸至好氧颗粒污泥反应器(3)底部,搅拌桨(6)固定在搅拌轴的下端,通过动力部件输出动力传递至搅拌桨(6)。
4.根据权利要求1所述低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置,其特征在于,该装置还包括曝气单元(9),所述曝气单元(9)安装在好氧颗粒污泥应器(3)的底部中间且位于搅拌桨(6)下方。
5.根据权利要求1所述低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置,其特征在于,该装置还包括溶解氧测定仪(8),溶解氧测定仪(8)包括控制器和检测棒,两者通过导线连接,检测棒置于好氧颗粒污泥反应器(3)内。
6.根据权利要求1所述低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置,其特征在于,所述絮状活性污泥的浓度为3000-4000mg/L。
7.根据权利要求1所述低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养装置,其特征在于,所述稻壳生物炭的浓度为500-1000mg/L。
8.一种低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养方法,其特征在于,具体步骤如下:
(a)在4-15℃的低温条件下,向好氧颗粒污泥反应器(3)投加接种絮状活性污泥,进行搅拌和曝气处理,使絮状活性污泥达到完全混合的状态;
(b)向好氧颗粒污泥反应器(3)中投加稻壳生物炭,进行24小时的搅拌和曝气后,静置,排出悬浮在水面上的少量稻壳生物炭;向好氧颗粒污泥反应器(3)中加入有机负荷1.6-2.0kg/(m3·d)的模拟生活污水,进行24小时的搅拌和曝气后,静置,排出沉降在稻壳生物炭上层的絮状活性污泥;
(c)粘附在好氧颗粒污泥上面的絮状活性污泥会产生新的絮状活性污泥,通过排泥口不断排出新产生的絮状活性污泥,在驯化30天后,加入实际的生活污水进行处理,逐步降低进水有机负荷至0.6-0.8kg/(m3·d),通过外加葡萄糖调节C/N比至100∶5,水力停留时间12h,溶解氧浓度控制在5-6mg/L,在达到稳定状态以后,逐步减少模拟生活污水至不加入,形成好氧颗粒污泥。
9.根据权利要求8所述的低温下高脱氮能力的好氧颗粒污泥的培养方法,其特征在于,所述的步骤(a)中向好氧颗粒污泥反应器(3)投加絮状活性污泥的浓度为3000-4000mg/L;所述的步骤(b)中向好氧颗粒污泥反应器(3)中投加稻壳生物炭的浓度为500-1000mg/L。
10.一种根据权利要求8或9所述的培养方法得到的好氧颗粒污泥,以稻壳生物炭作为核心,适用于4-15℃低温条件下对生活污水脱氮处理。
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