[发明专利]一种复合污泥共包埋载体，其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合污泥共包埋载体，特别涉及一种在处理废（污）水生物脱氮的复合污泥共包埋载体。

背景技术

亚硝化和厌氧氨氧化过程的联合为生物脱氮开辟了一条新途径，特别适于处理高氨氮和低C/N比的废水，如污泥消化液和垃圾渗沥液。在整个过程中，氨氧化菌首先将57%的氨氮转化亚硝酸盐；随后，厌氧氨氧化菌将亚硝酸盐和剩余氨氮转化成N₂。

与传统的硝化反硝化工艺相比，单级自养脱氮过程节省60%的氧气，不需要投加有机碳源，污泥产量降低了90%。与亚硝化-厌氧氨氧化两级脱氮工艺相比，占地面积减少，节省了化学试剂投加量。所以，单级自养脱氮过程越来越受人们关注。截至今年，已经有26家污水处理厂建立了基于亚硝化厌氧氨氧化的单级自养脱氮反应设备，其中17家处理污泥出水，5家处理垃圾渗沥液废水，4家处理工业废水。

实现单级自养氮去除过程，必须考虑到两个重要问题。第一，两类菌群都是自养菌，生长很缓慢，延长污泥停留时间是关键。第二，氨氧化菌利用氧气产生亚硝酸盐，但氧气浓度不应过高，否则会转化成硝酸盐，并且会大大抑制厌氧氨氧化菌的活性。所以，氧气必须要限量供应。

共包埋技术将两类协同脱氮的自养菌包埋在一起，避免了细胞流失，延长了污泥停留时间。同时由于载体的阻碍作用，溶液中的氧气较难传入，这为两类菌群提供了共存微环境，我们采用在一个连续曝气的圆柱反应器内实现了单级自养氮去除。通过批式实验优化了系统的溶解氧浓度和污泥生物量比例。随后，启动了单级自养氮去除反应器，考察了反应器长期运行效果。

发明内容

本发明提供一种复合污泥，为自养菌提供一个共存的环境，以便有效地存留更多的生物量。

本发明的目的在于提供一种复合污泥共包埋载体的制备方法，包括如下步骤：

①将PVA，海藻酸钠和水混合，121℃加热20min，得凝胶溶液；其中，所述的PVA的聚合度为1700~1800；

②将硼酸，氯化钙和水混合后，用2mol/L的氢氧化钠水溶液调至pH值为7，得固化液；

③将亚硝化污泥和厌氧氨氧化污泥加入到凝胶溶液中，得到混合液；

④将步骤③中混合液滴加到步骤②固化液中，固化12h。

本发明的上述制备方法中，为了优化技术方案，亚硝化污泥和厌氧氨氧化污泥还包括浓缩的步骤；所述步骤为在6000r/min下离心12min，弃去上清液。

本发明的上述制备方法中的任一技术方案，步骤③中的亚硝化污泥与凝胶溶液按质量体积比为4.5g：100ml混合，厌氧氨氧化污泥与凝胶溶液按质量体积比为4.5~18g:100ml混合。优选的是亚硝化污泥与凝胶溶液按质量体积比为4.5g：100ml混合，厌氧氨氧化污泥与凝胶溶液按质量体积比为18g:100ml混合。

本发明的上述制备方法中的任一技术方案，步骤①中凝胶溶液的原料优选为，按质量百分比，PVA15%，海藻酸钠2%，水83%。

本发明的上述制备方法中的任一技术方案，步骤②中固化液的原料优选为，按质量百分比，硼酸3%、氯化钙2%，水95%。

本发明的另一目的在于提供上述任一所述方法制备得到的复合污泥共包埋载体。

本发明的再一目的在于提供上述复合污泥共包埋载体在单级废（污）水脱氮中的应用，所述应用包括如下步骤：

①复合污泥共包埋载体的制备：

a将PVA，海藻酸钠和水混合，121℃加热20min，得凝胶溶液；其中，所述的PVA的聚合度为1700~1800；

b将硼酸，氯化钙和水混合后，用2mol/L的氢氧化钠水溶液调至pH值为7，得固化液；

c将亚硝化污泥和厌氧氨氧化污泥加入到凝胶溶液中，得到混合液；

d将c中的混合液滴加到b的固化液中，固化12h；

②培养：自来水清洗步骤①得到的复合污泥共包埋载体后，在35℃、150r/min恒温摇床培养1周，且每天更换培养液，得到包埋微生物；

③除氮：将400ml包埋微生物添加到连续曝气的柱反应器中，曝气量从40ml/min增加到350ml/min后，调整体系pH值至7.5，进行除氮实验。

因此，本发明具有以下优点：

（1）本发明中共包埋以亚硝化污泥和厌氧氨氧化污泥，有效地截留了微生物，延长了污泥停留时间；

（2）本发明中载体阻碍了溶解氧的传递，营造了好氧和缺氧微环境，为两类菌群的协同作用提供了条件；