[发明专利]一种快速制备好氧颗粒污泥的方法

说明书

本发明公开了一种快速制备好氧颗粒污泥的方法，该方法包括如下操作步骤：(1)抽取具有较高生物活性的污泥；(2)将污泥进行超声波预处理；(3)在污泥中加入絮凝剂，加入量为污泥干固物质量的1.5‰～3‰；(4)在污泥中加入木质纤维素，加入量为污泥干固物质量的5％～15％；(5)在污泥中加入微生物胞外多糖，添加量为污泥干固物质量的1.5‰～3‰；(6)将污泥经离心脱水、造粒后制得好氧颗粒污泥。将本发明得到的好氧颗粒污泥投入曝气池内作为接种颗粒污泥的核物质，培养周期短且系统稳定，可快速利用与工程实践。相较于传统活性污泥，其沉降性能良好、沉降时间短，同时所添加的化学药剂不会影响污泥中微生物的活性，提高废水处理系统的效率。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体是一种应用于废水处理的快速制备好氧颗粒污泥的方法。

背景技术

随着经济和社会的高速发展，工业化和城市化进程速度的加快，自然水体中积蓄大量有毒有害物质，人类赖以生存的淡水资源遭到严重污染。由此引发了一系列亟待解决的水生态环境问题。其中水体富营养化问题成为严重威胁水生动植物、人类健康和工、农业发展的主要水环境问题，而引起水体富营养化的主要原因是生活污水中氮、磷的过度排放。

现有技术的水处理方法存在诸多问题，大部分呈现出一定的局限性，如工艺流程较长、处理过程复杂、占地面积大、处理效率低，运营成本高等。针对目前污水处理厂中多数生物处理同时脱氮除磷效果较差，好氧颗粒污泥法因其经济高效的特点被认为是一项具有前景的污水生物深度处理技术。好氧颗粒污泥是由相互聚集的、多物种的微生物构成的团体，被认为是一种特殊的自固定化特殊生物膜。好氧颗粒污泥比重大、生物致密的特性使其具有快速的沉降速度，有利于泥水分离、缩小或者省去污泥二沉池、简化工艺流程、降低污水处理系统的占地面积和投资成本。而且，好氧颗粒污泥较高的污泥浓度和容积负荷可以承受水质波动和高有机负荷带来的冲击，保证良好的出水水质。另外，好氧颗粒污泥污泥的颗粒结构使得O₂在传输过程中受到传质阻力，由外向内依次分为好氧层、缺氧层和厌氧层，为不同微生物提供适宜的生存空间，这种独特的分层结构使其具有较高的生物多样性，具备同时降解有机碳、氮和磷的潜能。

自1992年以来，已有数十篇论文报道了利用超声效应可以提高污泥的脱水效率和生物处理效果。超声预处理破坏菌胶团良好的保水性和细胞内的结合水，同时保持较大的污泥颗粒，使得污泥沉降性能有所提高。被破坏的污泥可做为内源碳，节省甚至替代外加碳源，加快好氧颗粒污泥营养通道的形成。

1991年Mishima和Nakamura首次在连续流好氧污泥生物反应器内获得好氧颗粒污泥。Morgenroth等于1997年第一次利用SBR反应器培养出好氧颗粒污泥，通过逐步缩短水力停留时间及增大换水率，并采用极短的沉降时间(0-1min)，耗时70d成功实现好氧污泥颗粒化。说明好氧颗粒污泥形成时间过长，大部分实践表明稳定的好氧颗粒污泥形成需要60～90天，难以达到实际工程应用时的启动要求。

Liu等证实投加500mg/L的聚合氯化铝可以加速好氧颗粒污泥的形成过程(由17天缩短到7天)，好氧颗粒污泥的平均粒径为3.2mm，不投加聚合氯化铝的反应器内形成的颗粒较小(2.7mm)。而且，聚合氯化铝会明显提高好氧颗粒污泥的沉降性、紧实性、机械强度以及EPS分泌量。但是，投加聚合氯化铝对COD和NH4⁺-N处理效果的影响较小。说明虽然投加高分子聚合物加速了好氧颗粒污泥的培养时间，但对于污水处理效果并未有明显变化，增加了工程成本。

Wan等从钙沉淀作为颗粒内核的角度完善好氧颗粒污泥形成过程的机理：多种晶体在碱性环境下形成无机内核供微生物附着，随后这些微生物分泌PS逐渐形成好氧颗粒污泥的框架。其中，附着在内核上的功能菌主要有Sphingomonas sp.,Paracoccussp.Sinorhizobium americanum strain和Flavobacterium sp.,这些菌体会促进胞外循环双鸟苷酸环化酶的合成，继而加速好氧颗粒污泥的形成和成熟。通过改变好氧颗粒污泥组份实现了加速好氧颗粒污泥的形成过程，但工艺较为复杂很难实现在实际应用中。