一种利用富铁红壤土强化好氧污泥颗粒化的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用富铁红壤土强化好氧污泥颗粒化的方法，获取天然形成的富铁红壤土，进行风干、研磨、过筛、灭活处理，得到已灭活富铁红壤土；取自污水处理厂中二次沉淀池的回流污泥作为接种活性污泥，并用滤网筛除杂质，加入生活污水调污泥浓度，闷曝后得到驯化后的接种污泥；将已灭活富铁红壤土和驯化后的接种污泥按一定比例同时加入反应器中，通过序批法启动和运行反应器，培养好氧颗粒污泥，处理低有机物和低碳氮比的生活污水。本发明专利技术缩短了好氧污泥颗粒化的时间，形成的成熟颗粒外观形态规则、结构密实、沉降性能良好，在反应器的长期运行中结构稳定、不易解体，同时提高了AGS系统对有机物和氮磷污染物的去除效能。对有机物和氮磷污染物的去除效能。对有机物和氮磷污染物的去除效能。

【技术实现步骤摘要】
一种利用富铁红壤土强化好氧污泥颗粒化的方法


[0001]本专利技术属于废水生物处理
，具体涉及一种利用富铁红壤土强化好氧污泥颗粒化的方法。

技术介绍

[0002]好氧颗粒污泥(AGS)是在一定条件下，微生物通过自凝聚形成的颗粒状生物聚合体，常被视为一种特殊的生物膜。与传统活性污泥系统相比，AGS技术能节省23～40％的用电量、50～75％占地面积。与絮状活性污泥相比，AGS具有沉降性能好、抗冲击负荷能力强、占地面积小、微生物丰富、对有毒难降解化合物具有较好的生物降解能力等优点。此外，AGS外表为黄色或浅黄色球体，表面光滑致密，直径大多在0.5
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2.0mm，因其独特的含孔球体形态，使得污泥颗粒表层至核心溶解氧(DO)传质受阻，形成了好氧区、缺氧区和厌氧区，DO梯度和丰富的功能微生物的存在，赋予AGS同步脱氮除磷的能力。因此，AGS技术被誉为有望替代活性污泥法的下一代生物处理技术，具有广阔的应用前景。
[0003]然而，AGS系统在低有机物负荷进水条件下会面临系统启动时间长，长时间运行因颗粒解体而失稳，除污性能变差等问题。特别是针对我国低有机物、低碳氮比的生活污水处理时，上述问题会愈加突出，进一步制约AGS技术在国内的发展与应用。
[0004]为了解决上述问题，众多研究基于“晶核说”理论，通过外部投加载体或晶核作为诱导凝结核加速絮状污泥颗粒化，是目前强化好氧污泥颗粒化的常用方法之一。其中，被广泛使用的人为添加物质包括颗粒活性炭、厌氧颗粒污泥、Ca
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、Fer/>3+
、细土以及生物炭等。但是，引入化学药剂或人工合成材料存在二次污染、对环境有害、成本高等固有劣势。基于以上分析，有必要在充分利用“晶核说”理论的前提下，开发一种取材方便、天然绿色、无二次污染、易于操作和推广应用的强化AGS形成和稳定的方法，这也是本领域亟待解决的一个技术难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种取材方便、天然绿色、无二次污染、易于操作和推广应用的强化好氧污泥颗粒化的方法，解决AGS系统启动周期长、长期运行易解体等问题。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是；
[0007]实现本专利技术目的的技术方案是：一种利用已灭活富铁红壤土作为晶核强化好氧污泥颗粒化的方法，具体包括以下步骤：
[0008](1)富铁红壤土预处理：从我国南方红壤区取一定量富铁红壤土，外观为红色(总铁含量：10％～70％)。室温下风干、研磨，并用50～100目筛子筛除粒径较大的颗粒及杂质，然后对其进行灭活处理，可用方式为高压高温灭菌、福尔马林浸泡、次氯酸钠消毒、紫外辐射和伽马辐照中的一种，优选为在高压蒸汽灭菌锅中灭活(121℃，30～60min)，获得已灭活富铁红壤土。
[0009](2)接种污泥驯化：从污水处理厂二次沉淀池中取回流污泥作为接种活性污泥，并
用孔径不大于1mm的滤网筛除杂质，加入一定量生活污水将起始污泥浓度调整为4～6g/L，再对其进行闷曝1～3d，得到驯化后的接种污泥。
[0010](3)反应器的启动和运行：将经步骤(1)预处理的已灭活富铁红壤土和经步骤(2)驯化后的接种污泥，按照一定比例同时加入反应器中，使前者占比为20～60％，优选为40％，采用序批法启动和运行反应器，培养好氧颗粒污泥，处理低有机物(COD：200～400mg/L)、低碳氮比(C/N：4～8)的难降解生活污水。
[0011]反应器的一个运行周期为3～6h，包括进水、缺氧、曝气、沉淀和排水五个阶段。其中，缺氧与曝气的时间段比值为：0.2～0.4，沉淀时间为3～20min，进水和排水各5min。
[0012]反应器在启动和运行过程中，通过观察反应器内污泥性状以及反应器去除污染物的能力判断反应器运行效果，并对其相关运行参数进行调整。当反应器内出现肉眼可见的球型或椭球型污泥聚集体时，逐渐缩短污泥沉降时间至3～7min，使沉降性能不好的污泥随出水排出反应器，保留沉降性能良好的污泥，直到培养出成熟的好氧颗粒污泥。
[0013]完成本专利技术技术方案的创造，主要基于三点考虑：
[0014](1)红壤土中含有大量的铁基无机矿物，大量的无机矿物可以作为污泥聚集生长的惰性载体；
[0015](2)红壤土中还富含大量钙、镁和铁等矿物元素，其可作为污泥中微生物合成各类代谢酶时所必需的辅酶因子，有益于其生长繁殖；
[0016](3)红壤土中无机矿物的形成与土著微生物密切相关，后者生境的改变会造成无机矿物的溶解。受此启发，向AGS反应器中加入已灭活富铁红壤土，旨在避免土著微生物代谢导致的无机矿物消失，实现好氧污泥以此为晶核而进行颗粒化生长。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0018](1)本专利技术利用已灭活富铁红壤土为晶核诱导培养好氧颗粒污泥，可有效缩短污泥颗粒化时间，污泥沉降性能良好，形状规则且致密，加入灭活后红壤土反应器的启动时间比常规方法提前40天左右。
[0019](2)本专利技术利用已灭活富铁红壤土为晶核所培养的好氧颗粒污泥结构稳定，长期运行中颗粒污泥未出现解体现象；能够高效地去除有机物，并实现同步硝化反硝化而去除总氮。
[0020](3)本专利技术利用的外源添加物为天然形成的富铁红壤土，其取材方便、来源广泛，且预处理方式简单，不存在引入化学药剂或人工合成材料而对水环境产生二次污染的风险。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术所创造的技术方案的主要实施过程示意简图。
[0023]图2为本专利技术所使用的AGS反应器构型及对照实验设置情况示意图。图中，Ra：实验组反应器(已灭活富铁红壤土+新鲜活性污泥)；Rb：第1对照组反应器(活化后富铁红壤土+
新鲜活性污泥)；Rc：第2对照组反应器(仅投加新鲜活性污泥)。
[0024]图3为三组反应器运行过程中污泥粒径的变化情况。
[0025]图4为接种活性污泥和三组反应器中培养的成熟颗粒污泥的有机物(COD)去除负荷对比图。
[0026]图5为三组反应器在整个运行期间总氮(TN)进水浓度和去除负荷的变化情况。
[0027]图6为三组反应器中培养的成熟颗粒污泥的光学显微镜形貌图(标尺bar＝100μm)。
具体实施方式
[0028]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0029]实施例1：
[0030]利用已本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用富铁红壤土强化好氧污泥颗粒化的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)富铁红壤土预处理：获取总铁含量为10％～70％的富铁红壤土，室温下风干、研磨，并采用50～100目筛子过筛，然后对其进行灭活处理，可用方式为高压高温灭菌、福尔马林浸泡、次氯酸钠消毒、紫外辐射和伽马辐照中的一种，优选为高压高温灭菌，具体为：在高压蒸汽灭菌锅中灭活，温度控制为121℃，时间控制为30～60min，获得已灭活富铁红壤土；(2)接种污泥驯化：接种污泥取自污水处理厂中二次沉淀池的回流污泥，并用孔径不大于1mm的滤网筛除杂质，加入一定量生活污水，将接种污泥起始浓度调整为4～6g/L，再对其进行闷曝1～3d，完成驯化；(3)反应器的启动和运行：将经步骤(1)预处理的已灭活富铁红壤土和经步骤(2)驯化后的接种污泥，按照一定比例同时加入反应器中，使前者占比为20～60％，优选为40％，采用序批法启动和运行反应器，培养好氧颗粒污泥以处理生活污水。2.根据权利要求1所述的一种利用富铁红壤土强化好氧污泥颗粒化的方法，其特征在于，反应器启动时，根据实际待处理污水的有机物浓度，结合食微比最优设定范围0.3～1.0g COD/gSS
·
d，确定接种污泥浓度，一般污泥起始浓度设定为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭媛，冯思琪，权晨妍，李家科，孙文俊，薛雅内，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：