CN110963569A - 一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法及应用 - Google Patents

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CN110963569A CN201911270516.7A CN201911270516A CN110963569A CN 110963569 A CN110963569 A CN 110963569A CN 201911270516 A CN201911270516 A CN 201911270516A CN 110963569 A CN110963569 A CN 110963569A
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Abstract

本发明公开了一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法及应用，本发明具体包括以下步骤：S1、污泥接种，S2、生长驯化，S3、成熟培养，本发明涉及印染废水污泥处理技术领域。该用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法及应用，可使得印染染色废水的生化处理工艺流程中增加高效厌氧反应器成为可能，从而有助于提升生化***的处理效能，抵消有机污染负荷增加、可生化性变差带来的不利影响，继续保障达标排放，可以较短流程实现较高的单元效率；并具有节约基建投资，减少占地的优势，该培养方法绿色环保，节能降耗，易大规模使用，得到的厌氧颗粒污泥活性高，适用性能强，抗水质冲击负荷能力强，厌氧颗粒污泥培养周期短。

Description

一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法及应用
技术领域
本发明涉及印染废水污泥处理技术领域，具体为一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法及应用。
背景技术
随着经济的发展，水污染问题也日益突出，水环境污染是世界性的问题，被科学家们列为21世纪棘手的问题之一，根据我国2017年生态环境状况公报显示，我国虽加大了水污染治理力度，地表水优良水质断面比例不断提升，大江大河干流水质稳步改善，I-III类水体比例达到67.9％，但有23.8％水体属于IV、V类水，劣V类水体比例仍有8.3％，污染河流大多呈现化学需氧量污染，因此，亟需开发绿色、高效、经济、实用的废水处理技术，来应对口前我国的水污染现状。
由于水环境污染日趋严重、能源危机逐渐加剧，各国专家学者越来越广泛关注于具有独特技术优势的厌氧生物处理工艺，厌氧生物处理工艺不仅可以高效处理污水、产生甲烷、回收能量，而且具有能耗少、剩余污泥量少的优点，与好氧运行工艺相比节省了必需的曝气冲氧过程的费用，近年来，运行成本低、处理效果好的高效厌氧反应器工艺越来越具有吸引力。厌氧颗粒污泥在高效厌氧反应器中对提高污水处理效率起着重要作用。厌氧颗粒污泥可被认为是由数十亿厌氧微生物组成的球形生物膜，与普通的厌氧污泥絮体相比，具有良好的凝聚力和沉降性能。厌氧颗粒污泥与絮状污泥相比，污泥粒径较大，沉降能力良好，附着其上的微生物不会被冲刷掉队，使反应器中保持较高的生物持留率，同时还能够减少污泥流失，因此厌氧颗粒污泥反应器广泛应用高浓度和低浓度有机废水的处理。厌氧反应器启动时间较长，同时厌氧工艺有运行不稳定，抗高负荷变化能力差，对水质和负荷的变化较为敏感的缺点，解决这些问题很重要。
不同类型的厌氧微生物在水处理过程中相互聚合、自固定形成厌氧颗粒污泥。在厌氧微生物的生长繁殖过程中不同的菌体被本身产生的胞外黏液物质黏连，菌体间相互交融，丝状菌缠绕菌体形成细小颗粒。颗粒污泥的形成可由四个阶段概括：单个细菌向别的菌体表面或惰性材料表面移动；细菌与细菌之间在聚合物的作用下形成稳定吸附；细菌聚合体生长繁殖变大，逐渐颗粒化；最后在剪切力等作用下形成结构稳定的厌氧颗粒污泥。微生物群落在污泥颗粒化中经历了一个的3阶段演替过程一“从适应到增长再到稳定”，颗粒污泥微生态结构稳定后，厌氧微生物全部由真细菌和古细菌组成，其中真细菌成为优势微生物。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法及应用，其培养出的菌种性能稳定，适应外界环境变化能力强，厌氧颗粒污泥床层膨胀系数高，厌氧颗粒污泥培养周期短、培养效率高，厌氧颗粒污泥性能稳定。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法，具体包括以下步骤：
S1、污泥接种：将污水处理厂生化池兼性污泥和活性炭颗粒按一定比例混匀后，装入UASB反应器，且每天按一定浓度梯度向反应器中投加兼性污泥和活性炭颗粒，在UASB反应器中分别注入自来水、投加10g/L MgSO4·4H2O、10g/L Cacl2·2H20、1g/L CoCl2·6H20、1g/L FeCl3·4H20、0.03g/L Na2SeO3·5H20、0.03g/L MnCl2·4H20、0.001g/L NiCl2·6H20、0.001g/L ZnCl2、0.001g/L CuCl2·2H20和0.001g/L H3BO3微量元素溶液，然后投入2000mg/L的NaHCO3维持一定的碱度，保证进水PH在6.9-7.9之间，之后设置水力停留时间为24H，控制温度在35-38℃，连续运行25d，观察到活性炭颗粒表面颜色由黑色变为棕褐色，此时停止运行；
S2、生长驯化：步骤S1停止运行后，将进水水源由自来水改为低负荷的印染染色废水并保持出水部分回流，将水力停留时间设置为10H，控制温度在35-38℃，PH为6.9-7.9，连续运行35d，观察到棕褐色活性炭颗粒变为暗黑色，则得到印染染色厌氧污泥颗粒，则此时停止运行模式，此时COD去除率由最初15％升至68％，氨氮去除率由1％升至10％。
S3、成熟培养：步骤S2停止运行后，将进水水源改为印染染色废水并保持出水部分回流，将水力停留时间设置为7H，控制温度在35-38℃，PH为6.9-7.9，连续运行50d，发现黑色活性炭颗粒泛灰白，并测得出水COD去除率由68％升至93.1％，因此得到成熟厌氧污泥颗粒。
优选的，所述步骤S1中将兼性污泥与活性炭颗粒混匀后，以3-6:1的比例投入至UASB反应器中，确保混合后的污泥与活性炭颗粒占UASB反应器体积的25％。
优选的，步骤S1中每天按一定浓度梯度向UASB反应器中投加混合后的污泥与活性炭颗粒，依次为10ml、20ml、30ml、....250ml，共计运行25天。
优选的，在所述步骤S1-S3中均投加NH4Cl、K2HPO4和葡萄糖，维持C：N：P＝200:5:1。
优选的，所述步骤S2中印染染色废水在通入之前，需要经过自来水稀释10倍，再通入设备中进行处理。
优选的，所述步骤S1中通过进水泵将混合溶液泵入UASB反应器中，出水排至产水箱中，共计连续运行25d。
本发明还公开了一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法的应用，用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法培养出的菌种在染色废水处理中的应用。
(三)有益效果
本发明提供了一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法及应用。与现有技术相比具备以下有益效果：该用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法及应用，具体包括以下步骤：S1、污泥接种：将污水处理厂生化池兼性污泥和活性炭颗粒按一定比例混匀后，装入UASB反应器，且每天按一定浓度梯度向反应器中投加兼性污泥和活性炭颗粒，在UASB反应器中分别注入自来水、投加10g/L MgSO4·4H2O、10g/L Cacl2·2H20、1g/L CoCl2·6H20、1g/L FeCl3·4H20、0.03g/L Na2SeO3·5H20、0.03g/L MnCl2·4H20、0.001g/L NiCl2·6H20、0.001g/L ZnCl2、0.001g/L CuCl2·2H20和0.001g/L H3BO3微量元素溶液，S2、生长驯化：步骤S1停止运行后，将进水水源由自来水改为低负荷的印染染色废水并保持出水部分回流，将水力停留时间设置为10H，控制温度在35-38℃，PH为6.9-7.9，连续运行35d，S3、成熟培养：步骤S2停止运行后，将进水水源改为印染染色废水并保持出水部分回流，将水力停留时间设置为7H，控制温度在35-38℃，PH为6.9-7.9，连续运行50d，发现黑色活性炭颗粒泛灰白，并测得出水COD去除率由68％升至93.1％，因此得到成熟厌氧污泥颗粒，可使得印染染色废水的生化处理工艺流程中增加高效厌氧反应器成为可能，使应用高效厌氧反应器的诸多优点可以为印染燃料、染色废水的生化处理所利用，从而有助于提升生化***的处理效能，抵消有机污染负荷增加、可生化性变差带来的不利影响，继续保障达标排放，可以较短流程实现较高的单元效率；并具有节约基建投资，减少占地的优势，该培养方法绿色环保，节能降耗，易大规模使用，得到的厌氧颗粒污泥活性高，适用性能强，抗水质冲击负荷能力强，厌氧颗粒污泥培养周期短，厌氧颗粒污泥性能稳定。
附图说明
图1为本发明方法培养出的菌种在染色废水处理中应用的应用工艺图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供三种技术方案：一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法，具体包括以下实施例：
实施例1
S1、污泥接种：将污水处理厂生化池兼性污泥和活性炭颗粒按一定比例混匀后，装入UASB反应器，且每天按一定浓度梯度向反应器中投加兼性污泥和活性炭颗粒，在UASB反应器中分别注入自来水、投加10g/L MgSO4·4H2O、10g/L Cacl2·2H20、1g/L CoCl2·6H20、1g/L FeCl3·4H20、0.03g/L Na2SeO3·5H20、0.03g/L MnCl2·4H20、0.001g/L NiCl2·6H20、0.001g/L ZnCl2、0.001g/L CuCl2·2H20和0.001g/L H3BO3微量元素溶液，然后投入2000mg/L的NaHCO3维持一定的碱度，保证进水PH在7-7.5之间，之后设置水力停留时间为24H，控制温度在37℃，连续运行25d，观察到活性炭颗粒表面颜色由黑色变为棕褐色，此时停止运行，将兼性污泥与活性炭颗粒混匀后，以5:1的比例投入至UASB反应器中，确保混合后的污泥与活性炭颗粒占UASB反应器体积的25％，每天按一定浓度梯度向UASB反应器中投加混合后的污泥与活性炭颗粒，依次为10ml、20ml、30ml、....250ml，共计运行25天，通过进水泵将混合溶液泵入UASB反应器中，出水排至产水箱中，共计连续运行25d；
S2、生长驯化：步骤S1停止运行后，将进水水源由自来水改为低负荷的印染染色废水并保持出水部分回流，将水力停留时间设置为10H，控制温度在37℃，PH为7，连续运行35d，观察到棕褐色活性炭颗粒变为暗黑色，则得到印染染色厌氧污泥颗粒，则此时停止运行模式，此时COD去除率由最初15％升至68％，氨氮去除率由1％升至10％，印染染色废水在通入之前，需要经过自来水稀释10倍，再通入设备中进行处理。
S3、成熟培养：步骤S2停止运行后，将进水水源改为印染染色废水并保持出水部分回流，将水力停留时间设置为7H，控制温度在37℃，PH为7，连续运行50d，发现黑色活性炭颗粒泛灰白，并测得出水COD去除率由68％升至93.1％，因此得到成熟厌氧污泥颗粒。
实施例2
S1、污泥接种：将污水处理厂生化池兼性污泥和活性炭颗粒按一定比例混匀后，装入UASB反应器，且每天按一定浓度梯度向反应器中投加兼性污泥和活性炭颗粒，在UASB反应器中分别注入自来水、投加10g/L MgSO4·4H2O、10g/L Cacl2·2H20、1g/L CoCl2·6H20、1g/L FeCl3·4H20、0.03g/L Na2SeO3·5H20、0.03g/L MnCl2·4H20、0.001g/L NiCl2·6H20、0.001g/L ZnCl2、0.001g/L CuCl2·2H20和0.001g/L H3BO3微量元素溶液，然后投入2000mg/L的NaHCO3维持一定的碱度，保证进水PH在6.9-7.5之间，之后设置水力停留时间为24H，控制温度在35℃，连续运行25d，观察到活性炭颗粒表面颜色由黑色变为棕褐色，此时停止运行，将兼性污泥与活性炭颗粒混匀后，以3:1的比例投入至UASB反应器中，确保混合后的污泥与活性炭颗粒占UASB反应器体积的25％，每天按一定浓度梯度向UASB反应器中投加混合后的污泥与活性炭颗粒，依次为10ml、20ml、30ml、....250ml，共计运行25天，通过进水泵将混合溶液泵入UASB反应器中，出水排至产水箱中，共计连续运行25d；
S2、生长驯化：步骤S1停止运行后，将进水水源由自来水改为低负荷的印染染色废水并保持出水部分回流，将水力停留时间设置为10H，控制温度在35℃，PH为7.2，连续运行35d，观察到棕褐色活性炭颗粒变为暗黑色，则得到印染染色厌氧污泥颗粒，则此时停止运行模式，此时COD去除率由最初15％升至68％，氨氮去除率由1％升至10％，印染染色废水在通入之前，需要经过自来水稀释10倍，再通入设备中进行处理。
S3、成熟培养：步骤S2停止运行后，将进水水源改为印染染色废水并保持出水部分回流，将水力停留时间设置为7H，控制温度在35℃，PH为6.9，连续运行50d，发现黑色活性炭颗粒泛灰白，并测得出水COD去除率由68％升至93.1％，因此得到成熟厌氧污泥颗粒。
实施例3
S1、污泥接种：将污水处理厂生化池兼性污泥和活性炭颗粒按一定比例混匀后，装入UASB反应器，且每天按一定浓度梯度向反应器中投加兼性污泥和活性炭颗粒，在UASB反应器中分别注入自来水、投加10g/L MgSO4·4H2O、10g/L Cacl2·2H20、1g/L CoCl2·6H20、1g/L FeCl3·4H20、0.03g/L Na2SeO3·5H20、0.03g/L MnCl2·4H20、0.001g/L NiCl2·6H20、0.001g/L ZnCl2、0.001g/L CuCl2·2H20和0.001g/L H3BO3微量元素溶液，然后投入2000mg/L的NaHCO3维持一定的碱度，保证进水PH在7.5-7.9之间，之后设置水力停留时间为24H，控制温度在38℃，连续运行25d，观察到活性炭颗粒表面颜色由黑色变为棕褐色，此时停止运行，将兼性污泥与活性炭颗粒混匀后，以6:1的比例投入至UASB反应器中，确保混合后的污泥与活性炭颗粒占UASB反应器体积的25％，每天按一定浓度梯度向UASB反应器中投加混合后的污泥与活性炭颗粒，依次为10ml、20ml、30ml、....250ml，共计运行25天，通过进水泵将混合溶液泵入UASB反应器中，出水排至产水箱中，共计连续运行25d；
S2、生长驯化：步骤S1停止运行后，将进水水源由自来水改为低负荷的印染染色废水并保持出水部分回流，将水力停留时间设置为10H，控制温度在38℃，PH为7.8，连续运行35d，观察到棕褐色活性炭颗粒变为暗黑色，则得到印染染色厌氧污泥颗粒，则此时停止运行模式，此时COD去除率由最初15％升至68％，氨氮去除率由1％升至10％，印染染色废水在通入之前，需要经过自来水稀释10倍，再通入设备中进行处理。
S3、成熟培养：步骤S2停止运行后，将进水水源改为印染染色废水并保持出水部分回流，将水力停留时间设置为7H，控制温度在38℃，PH为7.9，连续运行50d，发现黑色活性炭颗粒泛灰白，并测得出水COD去除率由68％升至93.1％，因此得到成熟厌氧污泥颗粒。
本发明还公开了一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法的应用，用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法培养出的菌种在染色废水处理中的应用，具体包括以下步骤：
步骤一：UASB反应器：将兼性污泥与活性炭颗粒混匀后，以3-6:1的比例投入至UASB反应器中，分别进行4组试验，保证混合后的污泥与活性炭颗粒占UASB反应器体积的25％，同时注入自来水，每天按一定浓度梯度向UASB反应器中投加混合后的污泥与活性炭颗粒，依次为10ml、20ml、30ml、....250ml.共计运行25天。
进水箱：加入自来水并投加NH4Cl、K2HPO4、葡萄糖，维持C：N：P＝200:5:1，投加10g/L MgSO4·4H2O、10g/L Cacl2·2H20、1g/L CoCl2·6H20、1g/L FeCl3·4H20、0.03g/LNa2SeO3·5H20、0.03g/L MnCl2·4H20、0.001g/L NiCl2·6H20、0.001g/L ZnCl2、0.001g/LCuCl2·2H20、0.001g/L H3BO3微量元素溶液，投入2000mg/L NaHCO3维持一定的碱度,保证进水PH在6.9-7.9之间。
根据图1可知，通过进水泵将混合溶液泵入UASB反应器中，出水排至产水箱中，共计连续运行25d。
步骤二：将进水箱中的自来水换为低负荷浓度的印染染色废水，自来水稀释10倍，同时印染染色废水中按照步骤一中碳源、氮源、磷源比例投加葡萄糖、NH4Cl、K2HPO4并按照步骤一比例投加微量元素溶液。
根据图1可知，通过进水泵将印染染色废水泵入UASB反应器中，部分出水排至产水箱中，另一部分出水通过回流泵回流至UASB反应器进水处。连续运行35d。
步骤三：将进水箱中的低负荷浓度的印染染色废水换为正常浓度的印染染色废水，同时印染染色废水中按照步骤一中碳源、氮源、磷源比例投加葡萄糖、NH4Cl、K2HPO4并按照步骤一比例投加微量元素溶液。
根据图1可知，通过进水泵将印染染色废水泵入UASB反应器中，部分出水排至产水箱中，另一部分出水通过回流泵回流至UASB反应器进水处。连续运行50d。
综上所述
本发明可使得印染染色废水的生化处理工艺流程中增加高效厌氧反应器成为可能，使应用高效厌氧反应器的诸多优点可以印染燃料、染色废水的生化处理所利用，从而有助于提升生化***的处理效能，抵消有机污染负荷增加、可生化性变差带来的不利影响，继续保障达标排放，可以较短流程实现较高的单元效率；并具有节约基建投资，减少占地的优势，该培养方法绿色环保，节能降耗，易大规模使用，得到的厌氧颗粒污泥活性高，适用性能强，抗水质冲击负荷能力强，厌氧颗粒污泥培养周期短，厌氧颗粒污泥性能稳定。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、污泥接种：将污水处理厂生化池兼性污泥和活性炭颗粒按一定比例混匀后，装入UASB反应器，且每天按一定浓度梯度向反应器中投加兼性污泥和活性炭颗粒，在UASB反应器中分别注入自来水、投加10g/L MgSO4·4H2O、10g/L Cacl2·2H20、1g/L CoCl2·6H20、1g/L FeCl3·4H20、0.03g/L Na2SeO3·5H20、0.03g/L MnCl2·4H20、0.001g/L NiCl2·6H20、0.001g/L ZnCl2、0.001g/L CuCl2·2H20和0.001g/L H3BO3微量元素溶液，然后投入2000mg/L的NaHCO3维持一定的碱度，保证进水PH在6.9-7.9之间，之后设置水力停留时间为24H，控制温度在35-38℃，连续运行25d，观察到活性炭颗粒表面颜色由黑色变为棕褐色，此时停止运行；
S2、生长驯化：步骤S1停止运行后，将进水水源由自来水改为低负荷的印染染色废水并保持出水部分回流，将水力停留时间设置为10H，控制温度在35-38℃，PH为6.9-7.9，连续运行35d，观察到棕褐色活性炭颗粒变为暗黑色，则得到印染染色厌氧污泥颗粒，则此时停止运行模式。
S3、成熟培养：步骤S2停止运行后，将进水水源改为印染染色废水并保持出水部分回流，将水力停留时间设置为7H，控制温度在35-38℃，PH为6.9-7.9，连续运行50d，发现黑色活性炭颗粒泛灰白，因此得到成熟厌氧污泥颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法，其特征在于：所述步骤S1中将兼性污泥与活性炭颗粒混匀后，以3-6:1的比例投入至UASB反应器中，确保混合后的污泥与活性炭颗粒占UASB反应器体积的25％。
3.根据权利要求1所述的一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法，其特征在于：所述步骤S1中每天按一定浓度梯度向UASB反应器中投加混合后的污泥与活性炭颗粒，依次为10ml、20ml、30ml、....250ml，共计运行25天。
4.根据权利要求1所述的一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法，其特征在于：在所述步骤S1-S3中均投加NH4Cl、K2HPO4和葡萄糖，维持C：N：P＝200:5:1。
5.根据权利要求1所述的一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法，其特征在于：所述步骤S2中印染染色废水在通入之前，需要经过自来水稀释10倍，再通入设备中进行处理。
6.根据权利要求1所述的一种用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法，其特征在于：所述步骤S1中通过进水泵将混合溶液泵入UASB反应器中，出水排至产水箱中，共计连续运行25d。
7.一种根据权利要求1-6任意一项所述的用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法的应用，其特征在于：用于染色废水厌氧颗粒污泥快速培养方法培养出的菌种在染色废水处理中的应用。
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