一种通过诱导丝状菌微膨胀治理丝状污泥膨胀的方法属于污水生物处理与再生领域，为针对丝状污泥膨胀连续流反应器的快速治理，并稳定在微膨胀状态以提高氮、磷去除效率，降低能耗的方法。在室温、低C/N连续流进水条件下，在一个由厌氧区、缺氧区、好氧1区、好氧2区和好氧3区组成的推流式反应器中开展试验，首先，将好氧3区改为重力选择器，设定较短的曝气启/闭周期，利用重力在频繁的曝气周期后通过沉淀淘洗过度增殖的丝状细菌。同时反应区内污泥负荷提高，形成反应物浓度梯度抑制丝状菌，实现丝状污泥膨胀的初步控制。然后，降低好氧1区和好氧2区的溶解氧浓度，设定较长的曝气启/闭周期继续利用选择器淘洗功能，延长污泥龄，富集出微膨胀特征丝状菌H.hydrossis。
【技术实现步骤摘要】
一种通过诱导丝状菌微膨胀治理丝状污泥膨胀的方法
本专利技术属于污水生物处理与再生领域。具体涉及专用于连续流脱氮除磷生物反应器中丝状污泥膨胀的治理及微膨胀的控制。
技术介绍
随着现代社会人口和经济的快速增长，由氮、磷元素过量排放而导致的水体富营养化问题日趋严重。各类城市污水厂作为污染控制的重要环节，处理压力也逐年上升。目前我国污水厂多采用同步脱氮除磷的活性污泥处理工艺，如厌氧-缺氧-好氧(A2/O)、氧化沟工艺等。这类工艺负荷低、污泥龄较长，处理氮、磷丰富的有机污水时极易爆发丝状污泥膨胀，严重的情况会导致系统的崩溃，丝状污泥膨胀问题一直困扰着生物脱氮除磷的城市污水处理厂。目前，对于丝状污泥膨胀的治理主要采用两类方法：一是通用性方法(non-specificmethods)，包括加入絮凝剂、臭氧、氯气等；二是特异性方法(specificmethods)，包括提高负荷、增加曝气、设置各类生物选择器等。但丝状菌种类复杂多样，这些方法存在着危害性和效率低等问题，丝状膨胀的控制研究至今尚未取得突破性进展。然而，近年来提出的利用丝状污泥微膨胀来提高系统处理率和降低能耗的方法，给丝状污泥膨胀赋予了新的意义。微膨胀通过降低溶解氧浓度，在非膨胀连续流活性污泥系统诱发，丝状细菌在控制条件下仅有限生长。增大的污泥絮体一方面促进了内部的同步硝化反硝化脱氮，一方面有利于沉淀池中对悬浮污染颗粒的捕捉，出水水质提升。因此，系统整体处理效率提高，能耗降低。国内外目前对微膨胀控制的研究主要集中在对非膨胀系统的诱导，使其达到微膨胀状态。而对于已发生严重丝状污泥膨胀的系统，如何将其治理恢复至微膨胀状态，尚未见报道。考虑到丝状污泥膨胀的严重后果，探索一种针对丝状污泥膨胀污水处理系统的快速治理，使其恢复至微膨胀状态的方法，将更具意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种针对处理低碳氮比(C/N)污水，发生丝状污泥膨胀的连续流反应器的快速治理，并稳定在微膨胀状态以提高氮、磷去除效率，降低能耗的方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术所提供的一种通过诱导丝状菌微膨胀治理丝状污泥膨胀的方法，是在室温(23±1℃)、低C/N连续流进水条件下，在一个由厌氧区、缺氧区、好氧1区、好氧2区、好氧3区(污泥选择区)和沉淀池组成的推流式反应器中实现的，试验装置如图1所示，各反应区比例为V厌氧:V缺氧:V好氧1:V好氧2:V好氧3(污泥选择区)＝1:2:1.5:1.5:3。好氧3区通过第三硝化液回流阀，好氧2区通过第二硝化液回流阀都连接到第一硝化液回流阀4，第一硝化液回流阀4通过硝化液回流泵连接到缺氧区中，沉淀池13通过第三污泥回流阀19分别连接到排泥阀20和第四污泥回流阀21，第四污泥回流阀21与好氧3区底部的第二污泥回流阀均连接到第一污泥回流阀22，第一污泥回流阀22通过污泥回流泵23连接到厌氧区7。初始阶段该装置以A2/O工艺运行，系统各区之间的污泥及硝化液回流分别由污泥回流阀和硝化液回流阀门控制，关闭第二污泥回流阀，开启第一污泥回流阀、第三污泥回流阀和第四污泥回流阀，污泥回流从沉淀池底部至厌氧区；关闭第二硝化液回流阀，开启第一硝化液回流阀、第三硝化液回流阀，硝化液回流自好氧3区至缺氧区。污泥回流比取80％-90％，硝化液自好氧3区回流至缺氧区，硝化液回流比为300％-350％。排泥阀依据污泥龄定时开启排泥。初始阶段运行时污水由厌氧区进入，污染物质量浓度C/N＝3.5-4.0，COD质量浓度为325-400mg/L，氨氮质量浓度为78-90mg/L，总氮质量浓度为93-120mg/L，总磷质量浓度为5.0-5.9mg/L，pH为7.0-7.3。进水流量为14-15L/h。试验开始时，该反应器中发生了以ThiothrixI和Beggiatoaspp.为优势丝状菌的污泥膨胀，SV30和SVI分别高达86％-90％和400-450ml/g。COD、氨氮和总磷去除率分别低于70％、60％和60％。本方法运行分为两个阶段，分别是丝状污泥膨胀控制阶段(阶段1)和微膨胀诱导阶段(阶段2)。首先，通过调控反应器运行方式，将好氧3区变为污泥重力选择区，快速淘洗过度生长丝状细菌，同时提高系统污泥负荷，增加污染物浓度梯度，抑制丝状菌增殖，实现膨胀的初步控制；而后，降低好氧1区和好氧2区溶解氧浓度，持续污泥选择区筛选，延长污泥龄，诱导微膨胀丝状细菌。1)调控好氧3区为污泥选择区，提高污泥负荷联合控制丝状污泥膨胀的具体方法是：维持进水流量为14-15L/h，好氧1区和好氧2区溶解氧浓度2.0-3.0mg/L，进水污染物质量浓度C/N＝3.5-4.0，COD质量浓度为325-400mg/L，氨氮质量浓度为78-90mg/L，总氮质量浓度为93-120mg/L，总磷质量浓度为5.0-5.9mg/L，pH为7.0-7.3。改变好氧3区运行方式形成污泥重力选择区，按如下方法调控运行方式：打开第二污泥回流阀和第二硝化液回流阀，关闭第三硝化液回流阀，排泥阀依据污泥龄定时开启排泥。污泥变为从污泥重力选择区底部回流至厌氧区，硝化液变为自好氧2区回流至缺氧区。保证污泥选择区与沉淀池自由液面高差为50-70cm。污泥变为从污泥选择区底部回流至厌氧区，硝化液变为自好氧2区回流至缺氧区。污泥回流比取80％-90％，硝化液回流比为300％-350％。设置好氧3区底部的曝气装置，微电脑定时曝气启/闭周期为1-2/20-29min/min，曝气时溶解氧质量浓度为2.0-3.0mg/L，轻质过度膨胀丝状菌在周期沉淀过程中不断被淘洗出系统。同时，由于主反应区体积的缩小，污泥负荷增加至0.55-0.60kgCOD/(kgMLSS·d)，反应物浓度梯度增高，丝状菌增殖受到抑制。在该连续流反应器好氧区末端、沉淀池之前形成污泥选择区，目的是不断将流入选择区的系统丝状污泥淘洗至沉淀池排出系统。污泥重力选择区的周期曝气起搅拌作用，排除菌丝上附着的微泡，提高沉淀周期泥水分离效率。丝状污泥淘洗的关键在于每个沉淀周期初期，利用重力作用，沉在上层及漂浮的，以及随水流排入沉淀池的，多为轻质丝状菌膨胀污泥和浮渣(图2a)；快速沉到底层被回流的，多为较重的非膨胀和微膨胀污泥(图2b)，系统内污泥沉淀性能被逐渐优化。选择区与沉淀池液面高差控制在50-70cm，较大静水压使回流污泥干管中主要为选择区回流污泥，被淘洗含丝状菌的剩余污泥都从沉淀池排放。该阶段1污泥龄延长为16-18d，污泥浓度随之逐渐增加，有助于污染物去除(图4)。反应器运行直至污泥SV30和SVI分别降至70％和270ml/g以下，污泥浓度恢复至3500mg/L以上，COD、氨氮和总磷去除率分别达80％、85％和50％以上，丝状污泥膨胀被遏制。2)诱导丝状菌微膨胀的具体方法是：维持进水流量为14-15L/h，好氧1区和好氧2区溶解氧浓度2.0-3.0mg/L，进水污染物质量浓度C/N＝3.5-4.0，COD质量浓度为325-400mg/L，氨氮质量浓度为78-90mg/L，总氮质量浓度为93-120mg/L，总磷质量浓度为5.0-5.9mg/L，pH为7.0-7.3，污泥回流比取80％-90％，硝化液回流比为300％-350％。保证污泥重力选择区与沉淀池自由液面高差为5本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过诱导丝状菌微膨胀治理丝状污泥膨胀的方法，其特征在于，试验初始阶段采用连续流推流式生物反应器以厌氧‑缺氧‑好氧工艺运行，装置包括厌氧区、缺氧区、好氧1区、好氧2区、好氧3区和沉淀池，主反应区各分区比例为V
【技术特征摘要】
1.一种通过诱导丝状菌微膨胀治理丝状污泥膨胀的方法，其特征在于，试验初始阶段采用连续流推流式生物反应器以厌氧-缺氧-好氧工艺运行，装置包括厌氧区、缺氧区、好氧1区、好氧2区、好氧3区和沉淀池，主反应区各分区比例为V厌氧:V缺氧:V好氧1:V好氧2:V好氧3＝1:2:1.5:1.5:3；好氧3区通过第三硝化液回流阀，好氧2区通过第二硝化液回流阀都连接到第一硝化液回流阀，第一硝化液回流阀通过硝化液回流泵连接到缺氧区中，沉淀池通过第三污泥回流阀分别连接到排泥阀和第四污泥回流阀，第四污泥回流阀与好氧3区底部的第二污泥回流阀均连接到第一污泥回流阀，第一污泥回流阀通过污泥回流泵连接到厌氧区；运行时污水由厌氧区进入，污染物质量浓度C/N＝3.5-4.0，COD质量浓度为325-400mg/L，氨氮质量浓度为78-90mg/L，总氮质量浓度为93-120mg/L，总磷质量浓度为5.0-5.9mg/L，pH为7.0-7.3；系统各区之间的污泥及硝化液回流分别由污泥回流阀和硝化液回流阀门控制，关闭第二污泥回流阀，开启第一污泥回流阀、第三污泥回流阀和第四污泥回流阀，污泥回流从沉淀池底部至厌氧区；关闭第二硝化液回流阀，开启第一硝化液回流阀、第三硝化液回流阀，硝化液回流自好氧3区至缺氧区；污泥回流比取80％-90％，硝化液回流比为300％-350％；进水流量为14-15L/h；该反应器中发生了以ThiothrixI和Beggiatoaspp.为优势丝状菌的污泥膨胀，SV30和SVI分别高达86％-90％和400-450ml/g；治理丝状污泥膨胀包括如下步骤：1)首先维持进水流量为14-15L/h，好氧1区和好氧2区溶解氧浓度2.0-3.0mg/L，进水污染物质量浓度C/N＝3.5-4.0，COD质量浓度为325-400mg/L，氨氮质量浓度为78-90mg/L，总氮质量浓度为93-120mg/L，总磷质量...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗亚红，李冬，鲍林林，李晓品，邢璐伊，高飞燕，张沁钰，任倩，李康丽，张杰，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41
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