[发明专利]一种好氧颗粒污泥的固定化培养方法

说明书

技术领域

本发明属于废水生物处理领域，涉及一种用于有机负荷波动性较强废水的好氧颗粒污泥快速培养方法。

背景技术

自上世纪以来，随着全球人口数量的急剧增加以及工业化生产的飞速发展，水污染的日益严重已经逐渐威胁到了人类的生存与发展，因此水污染的防控与处理技术应势而起，应用也日渐广泛。生物降解法是去除废水中有机物最经济、最有效的方法，其中活性污泥法应用最为广泛，但因存在着以下主要缺点而制约了进一步的发展：1、由于絮状活性污泥沉降性能差，曝气池中污泥浓度、容积负荷小，为了维持曝气池较高浓度的活性污泥，常常需要从二沉池中回流污泥，增加了污水处理的能耗；2、剩余污泥量大、污泥难以沉降，需要额外的沉降池和污泥浓缩池，构筑物占地面积大、基建投资高、运行成本高，其中污泥处理成本占总运行成本的1/3～1/2；3、多数生物处理系统同时脱氮除磷效果差，需要采用SBR、A/A/O等工艺，污水处理工艺流程长。

近年来，随着科技水平的提高，污水生物处理领域不断发展进步，涌现出大量高效的新兴技术。其中，好氧颗粒污泥技术日益成为废水生物处理方法中的研究热点。相比传统的生物处理方法，好氧颗粒化污泥技术具有生物致密、比重大、沉降速度快等特点，有利于反应器中固液相分离、可大大缩小或省去用于处理系统中污泥的二沉池，并且可使反应器中保持有较高的污泥浓度和容积负荷，同时保证了出水的水质。另外，好氧颗粒污泥具有微生物种群多样性的特点，在降解有机碳的同时，具有同步脱氮除磷的功能。与传统的活性污泥法相比，好氧颗粒污泥技术的应用可简化工艺流程、减少污水处理系统的容积和占地面积、降低投资和运行成本。

好氧颗粒污泥的以上特性和优势引起了污水处理研究者的极大兴趣和关注。近20年来，国内外对好氧颗粒污泥的培养条件、形成机理、结构特性及降解功能等进行了大量研究，取得了许多研究成果。

好氧颗粒污泥具有独特的外形及结构，因此其形成对于外界环境的要求较为严格，各种针对反应器构型的研究也相继出现。专利CN101941760A培养好氧颗粒污泥的装置及其专用反应器、专利CN2725285Y用于好氧颗粒污泥培养及其研究的自动化序批式反应装置、专利CN201923881U一种好氧颗粒污泥污水处理装置、专利CN201485326U固定化颗粒污泥好氧反应器和专利CN201520671U基于工程化应用的好氧颗粒污泥培养一体化方形装置，都是以序批式好氧反应器为雏形改造而成，基本原理大同小异，即均由进水系统、曝气系统、反应器主体、排水排泥系统和控制系统几部分所组成，利用序批式反应器自身运行特点实现对于沉降性能优异的好氧颗粒污泥的筛选富集，然而缺点也是共同存在的，间歇式的操作运行方式使其在实际应用过程中必须配以额外的蓄水池以储存外界源源不断产生的大量废水。基于这一问题，专利CN101898850A一种用于黄连素制药废水处理的连续流好氧颗粒污泥膜生物反应器则采用了连续流技术，可以实现对于废水的不间断处理，但其单一的处理对象制约了其进一步的发展。专利CN201386041Y一种好氧颗粒污泥膜生物反应器系统将生物处理方法中的好氧颗粒污泥技术与膜生物反应器技术进行了的结合，兼顾了两种技术的优势，但在实际运行中仍然存在一定程度的膜污染问题。

与此同时，人们还研究了不同的操作运行方式对好氧颗粒污泥形成的影响。专利CN101948168A一种分步进水运行模式培养好氧颗粒污泥的方法、专利CN101928067A一种好氧反硝化颗粒污泥的培养方法、专利CN101468849A利用负荷调控技术快速培养好氧颗粒污泥的方法和专利CN101648746A一种好氧颗粒污泥的优化培养方法，均属于通过对系统操作工艺的调控以期实现针对污泥驯化过程中不同阶段分别进行控制的目的，但由于污泥自身成分复杂多样，而以上几种方法都只针对一种接种污泥进行了研究，无法证明其通用可行性。

此外，由于目前环境中存在的废水种类繁多，而为了得到针对性较强的处理工艺，人们还进行了由不同基质对于好氧颗粒污泥驯化的相关研究。专利CN101450829A利用好氧颗粒污泥去除水中甲苯的方法、专利CN101935013A一种以2，4-二氯苯氧乙酸为替代碳源的降解氯酚好氧颗粒污泥培养方法和专利CN1834029A一种硝基酚降解好氧污泥颗粒化方法分别对三种普遍存在于工业废水中的难降解物质为基质培养好氧颗粒污泥，去除效果较好。但实际的废水除了成分较为复杂之外还存在着负荷波动难以预料的特点，上述方法均未涉及针对耐负荷波动工艺的研究。