[发明专利]一种基于零价铁强化的菌藻共生颗粒污泥及培养方法

说明书

本发明涉及一种基于零价铁强化的菌藻共生颗粒污泥及培养方法。基于零价铁强化的菌藻共生颗粒为深绿色致密且不规则的，直径为0.2‑1.2mm的球形颗粒。藻菌比例0.3‑1，呈闭环状交错于颗粒外层。丝状蓝细菌低于1.5％。适用于城镇生活污水处理，保持长期稳定运行，出水达一级A标准。本发明的基于零价铁强化的菌藻共生颗粒污泥培养方法，将接种污泥和零价铁一次性投入光照下的序批式反应器中。泵入营养液并以进水‑曝气‑沉淀‑排水的方式周期运行。运行20‑30天后，获得基于零价铁强化的菌藻共生颗粒污泥。本发明提供的基于零价铁强化的菌藻共生颗粒污泥，从物理、化学和生物效应三重强化菌藻共生颗粒污泥长期运行稳定性。污水高效净化的同时，实现节能减排绿色可持续。

技术领域

本发明属于污水生物处理技术领域，具体涉及一种通过添加零价铁强化所得的菌藻共生颗粒污泥及其培养制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展和城市化进程的加快，污水排放量逐年增加。传统的活性污泥法通过曝气、利用微生物代谢作用去除污染物，“以能耗能”，温室气体排放量大，不可持续。研发“低能耗、减碳排、资源化”的城市污水处理系统绿色技术事关国计民生、势在必行。

菌藻共生颗粒污泥利用好氧颗粒污泥与微藻耦合协同共生，在去除污水中的碳氮磷营养物质以及重金属、抗生素等的同时，利用“微藻光合作用-细菌有氧呼吸”形成O₂-CO₂循环以及微藻固氮来减少曝气和碳排放(CO₂和N₂O)。菌藻颗粒化无需提供载体就能解决藻生物质流失及其造成出水水质不稳定的问题，微藻产生的O₂和小分子有机代谢产物有可能解决污泥颗粒内部传质及营养缺乏问题。此外，菌藻颗粒化可降低微藻回收难度，提高剩余污泥资源化价值。近年来研究者们从解决微藻采收难的角度出发开发了菌藻颗粒污泥培养方法；在此基础上，通过低温培养等方式改善菌藻共生颗粒污水处理系统抵抗低温冲击的能力。如中国专利CN201610169039.5公开了一种基于菌藻共生的好氧颗粒污泥的培养方法，通过在光照气提式间歇反应器中投加絮状好氧活性污泥或者颗粒污泥，获得菌藻共生型好氧颗粒污泥。中国专利CN201910880280.2提供了一种低温培养菌藻共生颗粒污泥的方法，通过在气提式间歇反应器中接种驯化的活性污泥或者好氧颗粒污泥并投加藻液，按照慢速循环方式，获得具有抵抗低温环境的菌藻共生颗粒污泥。

然而在处理低浓度城镇生活污水时，菌藻颗粒污泥容易发生丝状菌过度繁殖、微生物活性降低以及传质限制等问题，导致颗粒失稳崩解以及污染物去除性能恶化，从而限制了工程应用。因此，如何开发出一种能够抑制丝状菌过度生长的菌藻颗粒培养方法，制备出能在处理低浓度生活污水时保持运行稳定的高活性菌藻颗粒污泥，是当前亟需解决的问题，对于菌藻共生颗粒在污水处理系统中的实际应用具有重要价值。

发明内容

本发明提供了一种基于零价铁强化的菌藻共生颗粒污泥及培养方法，目的在于通过添加廉价易得的铁基材料零价铁，促进菌藻团聚，抑制丝状蓝细菌过度生长，提高颗粒污泥活性，从而解决菌藻共生颗粒污泥长期运行稳定性问题。获得可工程扩大化应用的菌藻共生颗粒污泥，提高系统氮磷去除能力的同时，实现生物质可回收，降能耗碳中和。

为达到上述目的，本发明是通过以下的产品和技术方案来实现的：

一种基于零价铁强化的菌藻共生颗粒污泥，其形态为深绿色、致密且不规则的球形颗粒。微藻和好氧异养菌交错重叠于颗粒外层空间，呈闭环状。颗粒藻菌比例为0.3-1，其中丝状蓝细菌占比低于1.5％。直径为0.2-1.2mm，污泥沉降速度为15-25m/h，完整性系数为0.5-5.5％。

所述基于零价铁强化的菌藻共生颗粒污泥，适用于城镇生活污水处理，保持长期稳定运行，出水水质达GB 18918-2002城镇污水处理厂污染物排放一级A标准。

本发明提供了一种基于零价铁强化的菌藻共生颗粒污泥的培养方法，包括以下步骤：