[发明专利]一种以盐酸二甲双胍为解偶联剂的污泥减量系统及其应用

说明书

本发明提供一种以盐酸二甲双胍为解偶联剂的污泥减量系统及其应用，该系统由盐酸二甲双胍存储装置和SBR反应器组成，盐酸二甲双胍存储装置通过加药泵与SBR反应器连通；SBR反应器底部设有曝气砂头，曝气砂头连接空压机。应用方法包括：将待处理污水引入至SBR反应器中，同时通过加药泵将盐酸二甲双胍存储装置中的盐酸二甲双胍溶液向SBR反应器中投放；当待处理污水注入量达到预定容积后，依次进行曝气反应、缺氧反应；静置反应液，污泥通过重力沉降实现固液分离，经过沉淀后的上清液作为处理水排放。本发明从根本上解决了传统解偶联剂处理后的出水水质差、污泥沉降性低的问题，而且避免了出水中存在的残留物危害人类健康的弊端。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种以盐酸二甲双胍为解偶联剂的污泥减量系统及其应用。

背景技术

近年来，我国的污水处理设施建设得到了显著加强，污水处理率也在逐年提高，污泥量同步显著增加。截至2015年底，我国运行生活污水处理厂近5000座，处理生活污水近3.50×10⁸m³/d，年产生含水量80％的剩余污泥3500多万吨。目前，活性污泥法是世界上被广泛利用的污水处理技术之一，但该工艺的主要缺点是在运行过程中会产生大量剩余污泥，在处理过程中一般会有占处理污水体积的0.5％～1.0％的污泥产生，导致整个污水处理厂用于污泥处置的运行成本增加。如何减少污泥产生量和运行成本的污泥减量化技术研究已成为国内外关注的焦点。目前国内外存在的污泥减量技术主要为三类：生物捕食技术；强化微生物隐性生长技术；代谢解偶联技术。

微生物的代谢偶联是指微生物代谢过程中，分解代谢(氧化作用)和合成代谢(磷酸化作用)的偶联，其中分解代谢是底物脱氢或失电子的过程，而合成代谢是指二磷酸腺苷与磷酸合成三磷酸腺苷(ATP)的过程。在正常生理条件下分解代谢和合成代谢紧密地偶联，而合成ATP的决定因素是H⁺的跨膜梯度。化学解偶联剂可以消除细胞膜之间的质子梯度，从而抑制ATP的合成，使污泥微生物的分解代谢和合成代谢脱偶联，分解代谢远大于合成代谢，从而降低活性污泥产量。

尽管化学解偶联剂在污泥减量方面的效果明显，但是在实际应用上还存在一些不足。最主要问题是毒性问题，因为解偶联剂是环境异体物质，通常为难降解物质，为了避免污泥产生抗性也会选择较难降解的物质，所以在水中一定会有残留，会在动、植物以致人类体内积累，危害人类健康。因此需寻求高效安全的解偶联剂，或者一种类似解偶联剂的天然物。

众所周知，盐酸二甲双胍是AMPK的激活剂，通过部分抑制呼吸链上的复合物I(Complex1，C1)间接激活AMPK，因为此时电子传递受阻，氧化磷酸化无法进行，ATP合成减少，导致AMP/ATP升高。本发明首次将盐酸二甲双胍应用于SBR污水处理工艺，发现其表现出很好的污泥减量效果，大大降低了污水处理成本。并且对污水中的COD及N、P去除率相对较好。最重要的一点是二甲双胍起源一种叫做山羊豆的草本植物，作为糖尿病治疗的一线药物，它对人体的副作用可以降到最低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种以盐酸二甲双胍为解偶联剂的污泥减量系统及其应用，在减少污泥产量、去除污水中COD及N、P的同时还可降低污水处理成本和减少对人体的损害。本发明的技术方案为：

第一个方面，本发明提供一种以盐酸二甲双胍为解偶联剂的污泥减量系统，由盐酸二甲双胍存储装置和SBR反应器组成，所述盐酸二甲双胍存储装置通过加药泵与所述SBR反应器连通；所述SBR反应器底部设有曝气砂头，所述曝气砂头连接空压机。

第二个方面，本发明提供上述污泥减量系统的应用方法，包括以下步骤：

(1)将待处理污水引入至SBR反应器中，同时通过加药泵将盐酸二甲双胍存储装置中的盐酸二甲双胍溶液向SBR反应器中投放；

(2)当待处理污水注入量达到预定容积后，依次进行曝气反应、缺氧反应；