[发明专利]低污泥产率的序批式活性污泥法

说明书

技术领域

本发明属于一种污水处理技术，具体涉及一种低污泥产率的序批式活性污泥法。

背景技术

目前，活性污泥法是最主要的污水处理方法。活性污泥法处理废水的实质是将水中的污染物以污泥的形式从水中分离，而这些污泥富含大量的有机物、病原微生物、细菌、寄生虫等，甚至还含有合成有机物和有毒有害物质。若不注意处理，必将对周围环境以及人类健康造成不利影响。截至2016年9月底，全国设市城市、县(不含其它建制镇)累计建成污水处理厂3976座，污水处理能力达1.7×10⁸m³/d，年产生含水量80％的污泥4000多万吨，剩余污泥处理和处置费用占整个污水厂投资和运行总费用的25％～65％。目前对于剩余污泥的处置方法还是主要停留在焚烧和填埋阶段，这对我国建设创新型国家不是长久之计，且无法满足国家在经济发展中对于生态文明建设和环境保护的新要求。剩余污泥体积大、处理费用高以及难处理等问题已成为当今废水处理的瓶颈，为了满足水质、水量和水生态的一体化管理，探索有效的污泥减量技术迫在眉睫。

污泥处理过程与污泥产生增值的过程密不可分，对于剩余污泥的产生过程进行合理调节，在保证污水处理效率的前提下，实现污泥低产率的污泥源头减量技术已经是解决剩余污泥问题的理想途径。目前，国内外学者针对剩余污泥这一突出问题，进行了大量研究。由于剩余污泥的产生量与微生物内源呼吸、能量代谢及生物捕食等作用相关，所以目前常用的污泥减量技术主要通过以下四个途径实现污泥减量：(1)代谢解偶联技术；(2)强化内源呼吸作用；(3)溶胞技术(solubilization)；(4)强化微型动物对细菌捕食的技术。解偶联技术通过将分解代谢和合成代谢解偶联，即微生物的分解代谢和合成代谢通过ATP(腺苷三磷酸)和ADP(腺苷二磷酸)两者的转化偶联在一起，降低ATP合成量或增加ATP消耗量(例如热能释放)，而减少微生物细胞合成，即可减少污泥量。解耦联剂是一种可以改变膜通透性的脂溶性分子物质，呈弱酸性，本身可以与H+结合，降低微生物细胞膜对H+阻力，使其跨过细胞膜，降低膜两侧的质子梯度，低质子梯度抑制ATP合成酶对ATP的合成，从而减少氧化磷酸化作用所产生的ATP量，使其氧化过程以热能形式为主要耗能，使得合成代谢和分解代谢发生解耦联。但是目前化学解偶联机理和对污泥产率和工艺中击等影响研究观点不同，以及给环境带来问题、出水水质的恶化和污泥性能改变等问题并未全部解决，工程实际应用尚存在的争议，而且投加解耦联会增加污水处理的费用。强化内源呼吸作用是指增加细胞非生长维持能，可减少用于细胞合成的能量，从而减低污泥产率。提高污泥停留时间和内源呼吸率可以降低污泥表观污泥产率，从而可以减少剩余污泥排放量。提高污泥停留时间的相关工艺都会增加能耗，提高运行成本，所以此污泥减量化技术具有局限性。

溶胞技术是指采用物理溶胞、化学溶胞、生物溶胞的方法，促使细胞溶解并释放胞内物质到水中，形成可以被微生物细胞重新利用的底物基质。

在本发明作出之前，目前物理溶胞工艺主要利用技术有：高温、机械破胞(例如利用超声波、高速射流泵、高速搅拌器等产生的压力破坏细胞)、冰冻和溶化。化学溶胞工艺主要利用技术有：酸、碱处理、高级氧化(主要臭氧氧化、氯氧化)，其中臭氧溶胞研究最多，臭氧是一种强氧化剂，具有较强的溶胞特性，可以杀灭污泥中的微生物，有利于氧化细胞而释放有机物。生物溶胞技术主要指投加能分泌胞外酶的微生物或酶制剂和抗菌素使污泥当中细菌细胞壁被破坏，胞内底物溶出。酶不仅可以促进细胞溶解，而且还可以使难降解生物大分子有机物降解为小分子物质，这有利于基质被细菌二次利用。投加的细菌可以来自消化池，可以从溶菌酶方便考虑，甚至可以选择有分泌溶解物质的真菌。物理溶胞和化学溶胞技术具有局限性，例如能耗高和需要专有设备这些都不利于其发展，此外细胞破解以后产生细胞废弃物(细胞壁碎片等)进入污水中因其难降解而使水质COD、SS有所增加，同时单位系统排泥量减少，会导致单位出水中氮和磷有所增加。虽然生物溶胞法对环境影响小，效率高，但费用相当昂贵。

发明内容

本发明目的就在于克服上述缺陷，提供一种低污泥产率的序批式活性污泥法。

本发明的技术方案是：

低污泥产率的序批式活性污泥法，其主要技术特征在于步骤如下：