CN116605988A - 一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化好氧颗粒污泥‑膜生物反应器快速启动方法，在一体化好氧颗粒污泥‑膜生物反应器中，启动初期接种污泥浓度MLSS为1500‑3000mg/L，主要通过综合调节水力停留时间、污泥停留时间、曝气量等***参数，维持良好的碳氮负荷，实现一体化好氧颗粒污泥‑膜生物反应器的快速启动，提升***同步脱氮除磷及有机物的效果实现优质产水。
Description
技术领域
本发明涉及污(废)水生物处理技术领域，特别是涉及一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法。
背景技术
膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor，MBR)为膜分离技术与活性污泥处理技术有机结合之新型态废水处理***。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用膜分离设备截留水中的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器***内活性污泥(MLSS)浓度可提升至8000-12000mg/L甚至更高，污泥龄(SRT)可延长至30天以上。
污水处理及回用是开发利用非常规水资源的有效措施。将城市污水、工业污水通过处理之后，将其用于绿化、冲洗、景观水体以及生态补水等非饮用目的，而将清洁水用于饮用等高水质要求的用途，可减少从自然环境的引水量。工业及城市生活污水就近可得，来源稳定，可免去长距离输水，而实现就近处理实现水资源的充分利用，同时污水经过就近处理，也可防止污水在长距离输送过程中造成污水渗漏，导致污染地下水源，污水回用已经在世界上许多缺水的地区广泛采用，是实现水资源可持续利用的重要途径。
好氧颗粒污泥(AGS)是一种在好氧条件下通过微生物自凝聚作用形成的颗粒状活性污泥，其具有很多独特的优点，例如形状规则、结构紧凑、沉降性能好、高有机负荷和毒性耐受性，具有好氧与厌氧的耦合结构并能实现同步脱氮除磷的效能。自1991年Mishima和Nakamura首次在升流式污泥床反应器中培养出好氧颗粒污泥后，有关好氧颗粒污泥的培养和应用案例就不断被报道。
当前，绝大部分好氧颗粒污泥的培养都是在序批式活性污泥反应器(SBR)中进行，该反应器虽表现出良好的颗粒化能力，但其颗粒化过程较慢，颗粒的稳定性也有待提升，限制了好氧颗粒污泥技术的广泛应用。在序批式活性污泥反应器有添加载体或是改善水力学条件的方法进行过程的优化，在缩短好氧颗粒污泥形成时间的同时也提高了所得好氧颗粒污泥的稳定性，此方法虽在一定程度上缩短了好氧颗粒污泥的形成时间，但主要依靠交替升降的液面实现大颗粒的筛选，但出水中悬浮物数量却有所增加。一体化膜生物反应器是将活性污泥法与和膜过滤相结合的方法，可高效地去除污水中所有悬浮固体甚至大分子的溶解性有机物，但也因此引起了膜污染的现象。调整反应器内水力学状态，并在合适溶解氧浓度及进料方式等条件的影响下，膜生物反应器中絮状活性污泥的形态可转变成颗粒状态，提高生物量并能将好氧-缺氧-厌氧等多种状态耦合在微小的区域内，减少传质距离，在单台反应器内即可实现有机物、氮磷等物质的同步去除，并能显著减缓膜污染，从而提高污水处理的效率及提升出水水质。上述方法即为一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器激技术，其工程应用的关键则是加快一体化膜生物反应器内活性污泥的快速颗粒化，即实现该一体化反应器的快速启动。这对推广该技术的应用，实现非常规水源的资源化利用具有十分重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法，以解决上述背景技术中提出的问题，将常规活性污泥投加到一体化膜生物反应器里作为种泥，设置合理的进料方式，调控不同区域溶解氧浓度，加快好氧颗粒污泥的培养，形成表面光滑、形状规则、质地密实的颗粒污泥，从而实现一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器的快速启动。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法，包括以下步骤：
步骤1：以农村/城镇污(废)水作为进水水质，所述进水水质进入好氧颗粒污泥-膜生物反应器，形成启动初期接种污泥；
步骤2：调整一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器的参数维持***平衡运行，所述***平衡运行分为第一阶段、第二阶段和第三阶段：
所述第一阶段在厌氧/好氧条件下进行，对***中的污泥进行活化，使***具有高效的去除有机污染物的性能；
所述第二阶段采用厌氧/沉淀排水/缺氧/沉淀排水的方式进行，在厌氧释磷结束之后，进行沉淀，通过帘式膜抽滤出水，之后引入污水，为好氧颗粒污泥-膜生物反应器***提供一个营养环境；
所述第三阶段采用厌氧/缺氧交替运行方式，主要是考察反应器设备运行的稳定性；
步骤3：缩短水力停留时间提高了好氧颗粒污泥-膜生物反应器***进水的碳氮负荷，好氧颗粒污泥和絮体污泥共存，好氧颗粒污泥-膜生物反应器***同步对主要污染物的去除性能，高效同步脱氮除磷及去除有机物，对污染物去除效率大于80％。
进水水质在好氧颗粒污泥-膜生物反应器***的厌氧区，膜生物反应器的膜组件置于好氧区，在膜生物反应器膜组件的终端抽滤出水，好氧区与厌氧区之间的活性生物质通过环流的水力学条件实现物质交换。
启动一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器初始活性污泥浓度MLSS控制在1500-3500mg/L。
所述第一阶段控制污泥浓度在3200-3500mg/L，运行时长3-4天。
所述第二阶段污泥浓度控制MLSS在4000-15000mg/L，共运行18-20天。
所述污染物为COD、氨氮、总氮和总磷的一种或者多种，培养出的好氧颗粒污泥的具体时间是21天。
所述好氧DO调节浓度为1.5-3.2mg/L，所述厌氧DO调节浓度为0-0.2mg/L，混合液悬浮固体浓度(MLSS)初始浓度为2000-3500mg/L的条件下培养。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法制备好氧颗粒污泥，所述一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器构造简单、操作简便，培养条件简单且经过短时间的培养就能够形成表面光滑、形状规则、质地密实的颗粒，能有效减少好氧颗粒污泥的培养时间。
(2)本发明利用一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器培养好氧颗粒污泥，在20-30天内能在反应器中形成形貌规则、沉降性能良好、成熟的好氧颗粒污泥，且MLSS从2500mg/L迅速增长到11500mg/L左右，有效缩短了颗粒污泥的启动时间。
附图说明
图1为本发明一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器启动流程图。
图2为本发明一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器制备得到的好氧颗粒污泥在第7天、第21天、第25天、第40天的形貌图。
具体实施方式
下面内容结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
实施例1常规城市污水(进水COD为150-300mg/L)：
一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法，包括以下步骤：
步骤1：以农村/城镇污(废)水作为进水水质，所述进水水质进入好氧颗粒污泥-膜生物反应器，形成启动初期接种污泥；
步骤2：调整一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器的参数维持***平衡运行，所述***平衡运行分为第一阶段、第二阶段和第三阶段：
所述第一阶段在厌氧/好氧条件下进行，对***中的污泥进行活化，使***具有高效的去除有机污染物的性能；
所述第二阶段采用厌氧/沉淀排水/缺氧/沉淀排水的方式进行，在厌氧释磷结束之后，进行沉淀，通过帘式膜抽滤出水，之后引入污水，为好氧颗粒污泥-膜生物反应器***提供一个营养环境；
所述第三阶段采用厌氧/缺氧交替运行方式，主要是考察反应器设备运行的稳定性；
步骤3：缩短水力停留时间提高了好氧颗粒污泥-膜生物反应器***进水的碳氮负荷，好氧颗粒污泥和絮体污泥共存，好氧颗粒污泥-膜生物反应器***同步对主要污染物的去除性能，高效同步脱氮除磷及去除有机物，对污染物去除效率大于80％。
进水水质在好氧颗粒污泥-膜生物反应器***的厌氧区，膜生物反应器的膜组件置于好氧区，在膜生物反应器膜组件的终端抽滤出水，好氧区与厌氧区之间的活性生物质通过环流的水力学条件实现物质交换。
启动一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器初始活性污泥浓度MLSS控制在:2000-3500mg/L。
所述第一阶段控制污泥浓度在3200-3500mg/L，运行时长3-4天。
所述第二阶段污泥浓度控制MLSS在4000-15000mg/L，共运行18-20天。
所述污染物为COD、氨氮、总氮和总磷的一种或者多种，培养出的好氧颗粒污泥的具体时间是21天。
所述好氧DO调节浓度为2.0-3.0mg/L，所述厌氧DO调节浓度为0-0.1mg/L，混合液悬浮固体浓度(MLSS)初始浓度为2000-2500mg/L的条件下培养。
实施例2：低碳氮比污水(碳氮比小于10)
调节好氧区DO为1.5-3.2mg/L，厌氧区DO为0-0.2mg/L，混合液悬浮固体浓度(MLSS)初始浓度为2500-3500mg/L的条件下培养。按照图1所示流程启动，在第20天培养出好氧颗粒污泥，且对污水中的主要污染物去除率达到90％以上，完成一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器的启动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换均视为在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：以农村/城镇污(废)水作为进水水质，所述进水水质进入好氧颗粒污泥-膜生物反应器，形成启动初期接种污泥；
步骤2：调整一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器的参数维持***平衡运行，所述***平衡运行分为第一阶段、第二阶段和第三阶段：
所述第一阶段在厌氧/好氧条件下进行，对***中的污泥进行活化，使***具有高效的去除有机污染物的性能；
所述第二阶段采用厌氧/沉淀排水/缺氧/沉淀排水的方式进行，在厌氧释磷结束之后，进行沉淀，通过帘式膜抽滤出水，之后引入污水，为好氧颗粒污泥-膜生物反应器***提供一个营养环境；
所述第三阶段采用厌氧/缺氧交替运行方式，主要是考察反应器设备运行的稳定性；
步骤3：缩短水力停留时间提高了好氧颗粒污泥-膜生物反应器***进水的碳氮负荷，好氧颗粒污泥和絮体污泥共存，好氧颗粒污泥-膜生物反应器***同步对主要污染物的去除性能，高效同步脱氮除磷及去除有机物，对污染物去除效率大于80％。
2.根据权利要求1所述的一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法，其特征在于，进水水质在好氧颗粒污泥-膜生物反应器***的厌氧区，膜生物反应器的膜组件置于好氧区，在膜生物反应器膜组件的终端抽滤出水，好氧区与厌氧区之间的活性生物质通过环流的水力学条件实现物质交换。
3.根据权利要求1所述的一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法，其特征在于，启动一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器初始活性污泥浓度MLSS控制在1500-3500mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法，其特征在于，所述第一阶段控制污泥浓度在3200-3500mg/L，运行时长3-4天。
5.根据权利要求1所述的一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法，其特征在于，所述第二阶段污泥浓度控制MLSS在4000-15000mg/L，共运行18-20天。
6.根据权利要求1所述的一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法，其特征在于，所述污染物为COD、氨氮、总氮和总磷的一种或者多种。
7.根据权利要求1所述的一种一体化好氧颗粒污泥-膜生物反应器快速启动方法，其特征在于，所述好氧DO调节浓度为1.5-3.2mg/L，所述厌氧DO调节浓度为0-0.2mg/L，混合液悬浮固体浓度(MLSS)初始浓度为2000-3500mg/L的条件下培养。
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