一种利用静磁场和添加载体强化好氧颗粒污泥培养的方法

1.本发明属于环境保护、污水处理领域。具体涉及到一种应用磁场强化好氧颗粒污泥在序批式反应器中形成及成熟的方法
技术背景
2.好氧颗粒污泥是一种新型的自絮凝的微生物群落，可以在单一污泥系统中同时去除碳、氮、磷等污染物。由于其具有生物量高、沉降特性良好、能耗低和占地面积小等优点，是一种极具应用潜力的新型污水生物处理技术，有望解决现有污水生物处理工艺面临的出水水质不稳定、运行能耗偏高、占地面积较大等问题，为城镇污水处理厂的提标改造提供了新的方式。但同时，好氧颗粒污泥广泛应用的两个最大障碍仍然需要解决，其一是好氧颗粒污泥较长的培养时间，其二是好氧颗粒污泥在长期运行期间不稳定。
3.永磁体产生的静磁场强度具有运行成本低、持续性强等优势，是一种可持续发展的绿色新技术，且有学者研究表明由于磁场具有物理、化学、生物效应，可以缩短好氧颗粒污泥系统的培养时间，对于污水处理也具有显著效果，因此将磁场应用于好氧颗粒污泥的处理技术有重要意义，可以有效解决好氧颗粒污泥培养时间较长的问题。
4.在长期运行中，富集生长缓慢的微生物尚不足以始终保持好氧颗粒污泥的稳定性。在长期运行的情况下，随着污泥颗粒尺寸的增大，颗粒传质扩散会变差，导致好氧颗粒污泥内核的水解。因此，选用惰性物质替代好氧颗粒污泥的核心可以有效解决这一问题，这些惰性物质作为载体在颗粒化初期为微生物提供附着位点，在成熟期为好氧颗粒污泥提供稳定的核心，增强好氧颗粒污泥在长期运行中的稳定性，本发明中加入二氧化铬磁粉，可作为磁性载体强化好氧颗粒污泥的形成与成熟，可保障好氧颗粒污泥长期运行稳定。


技术实现要素：

5.本发明的目的是要解决好氧颗粒污泥的培养时间长、长期运行不稳定的问题，提供了一种利用静磁场促进、载体强化好氧颗粒污泥形成及成熟的方法。
6.本发明强化好氧颗粒污泥的培养方法如下：
7.在序批式反应器外侧安装永磁体，利用永磁体产生5～15mt的稳定静态磁场；取絮状活性污泥接种至序批式反应器(sbr)中，活性污泥的接种量为4000～5000mg/l；取二氧化铬磁粉作为微载体添加至序批式反应器(sbr)中，反应器中微载体的投加量为10～15万个/l；配置模拟生活污废水，其中cod为200～300mg/l，tn浓度为25～65mg/l，tp浓度为5～10mg/l，ph值在6.8～7.4之间；序批式反应器(sbr)有进水阶段、厌氧搅拌阶段、好氧曝气阶段、缺氧搅拌阶段、沉降阶段、出水阶段共六个运行阶段，采用厌氧/好氧/缺氧(a/o/a)模式运行，每天运行4个周期，每周期运行6h，其中开始时进水时间5min，厌氧120min，好氧120min，缺氧97min，沉降20min，排水3min，开始之后颗粒化过程中每两天(每两天吗)沉降时间缩短2min，同时缺氧时间延长2min，相应的最终缺氧时间由97min逐渐增至115min，沉降时间由20min逐渐缩短至2min，其他的不变；培养期间不做特殊的排泥，只是由于沉淀时
间的缩短，沉降性不好的污泥被排出；好氧阶段采用曝气泵曝气，通过气体流量计将溶解氧控制在5mg/l左右，反应器始终在室温条件运行。序批式反应器(sbr)运行4～5周开始形成好氧颗粒污泥，6～7周好氧颗粒污泥成熟，而一般的好氧颗粒污泥形成时间都为60-80天，因此本发明促进了好氧颗粒污泥的颗粒化进程；在长期运行期间，本发明培养的好氧颗粒污泥始终保持良好的颗粒稳定性及脱氮除磷性能，因此本发明可在长期运行中保持稳定。
附图说明
8.图1是本发明实施例中使用的序批式反应器结构示意图；
9.图中：1为进水箱；2为蠕动泵；3为ags同步脱氮除磷sbr；4为搅拌器；5为空气泵；6为空气流量计；7为曝气盘；8为出水口；9为永磁体。
具体实施方式
10.结合附图和实例对本申请专利进一步说明：如图1所示，本发明包括进水箱(1)通过蠕动泵(2)向ags同步脱氮除磷sbr中进水，ags同步脱氮除磷sbr配有搅拌器(4)和出水口(8)，空气泵(5)通过与空气流量计(6)和安装在反应器底部的曝气盘(7)向反应器内提供曝气。
11.实施例
12.采用圆柱体序批式反应器(sbr)，在反应器两侧安装永磁体，产生10mt的稳定静态磁场，在接种絮状污泥后向反应器内投加适量二氧化铬磁粉，约10万个/l。
13.圆柱体序批式反应器(sbr)的内径为8cm，高为80cm，高径比为10:1，有效容积为4l。序批式反应器(sbr)有进水阶段、厌氧搅拌阶段、曝气阶段、缺氧搅拌阶段、沉淀阶段、出水阶段共六个运行阶段，采用厌氧/好氧/缺氧(a/o/a)模式运行，每天运行4个周期，每周期运行6h，其中进水时间5min，厌氧115min，好氧120min，颗粒化过程中每两天沉降时间缩短2min，同时缺氧时间延长2min，因此颗粒化过程中缺氧时间由97min逐渐增至115min，沉降时间由20min逐渐缩短至2min，排水3min。进水阶段，进水桶(1)配置模拟生活污废水，其中cod为300mg/l，tn浓度为60mg/l，tp浓度为5mg/l，ph值在6.8～7.4之间，控制反应器温度为25℃。由蠕动泵(2)向反应器内进水。在厌氧和缺氧阶段，反应器内通过搅拌器(4)将混合液均匀混合。在好氧阶段，空气由空气泵(5)通过反应器底部中央安装的曝气盘(7)进入反应器，为反应器提供氧气和水力剪切力。沉降时间由20min逐步减少至2min，目的是排除沉降性差的污泥，加速颗粒的形成。周期结束时，由出水口(8)处出水，体积交换率为50％。经过21天的培养，反应器中好氧颗粒污泥颗粒化基本完成，反应器中粒径大于200μm的颗粒污泥占反应器的主体，至35天，絮状活性污泥全部变成了黄色的好氧颗粒污泥，粒径均在500-1000μm之间，混合液悬浮固体浓度(mlss)为6.8g/l,污泥体积指数(svi30)为20ml/g。培养的成熟好氧颗粒污泥可长期稳定运行、具有很好的沉降性，在100天～120天(长期稳定阶段)时反应器出水cod去除率为90％以上,氨氮去除率为98％以上，总磷去除率为90％以上，本发明方法得到的好氧颗粒污泥处理性能十分优异。


技术特征：
1.一种利用静磁场和添加载体强化好氧颗粒污泥培养的方法，，其特征在于，在序批式反应器外侧安装永磁体，利用永磁体产生5～15mt的稳定静态磁场；取絮状活性污泥接种至序批式反应器(sbr)中，活性污泥的接种量为4000～5000mg/l；取二氧化铬磁粉作为微载体添加至序批式反应器(sbr)中，反应器中微载体的投加量为10～15万个/l；配置模拟生活污废水，其中cod为200～300mg/l，tn浓度为25～65mg/l，tp浓度为5～10mg/l，ph值在6.8～7.4之间；序批式反应器(sbr)有进水阶段、厌氧搅拌阶段、好氧曝气阶段、缺氧搅拌阶段、沉降阶段、出水阶段共六个运行阶段，采用厌氧/好氧/缺氧(a/o/a)模式运行，每天运行4个周期，每周期运行6h，其中开始时进水时间5min，厌氧120min，好氧120min，缺氧97min，沉降20min，排水3min，开始之后颗粒化过程中每两天沉降时间缩短2min，同时缺氧时间延长2min，相应的最终缺氧时间由97min逐渐增至115min，沉降时间由20min逐渐缩短至2min，培养期间不做特殊的排泥，只是由于沉淀时间的缩短，沉降性不好的污泥被排出。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，好氧阶段采用曝气泵曝气，通过气体流量计将溶解氧控制在5mg/l左右，反应器始终在室温条件运行。3.照权利要求1所述的方法，其特征在于，序批式反应器(sbr)运行4～5周开始形成好氧颗粒污泥，6～7周好氧颗粒污泥成熟。

技术总结
一种利用静磁场和添加载体强化好氧颗粒污泥培养的方法，属于环境保护、污水处理领域。在序批式反应器外侧安装永磁体，取絮状活性污泥接种至序批式反应器(SBR)中，取二氧化铬磁粉作为微载体添加至序批式反应器(SBR)中，配置模拟生活污废水，序批式反应器(SBR)有进水阶段、厌氧搅拌阶段、好氧曝气阶段、缺氧搅拌阶段、沉降阶段、出水阶段共六个运行阶段，开始之后每两天沉降时间缩短2min，同时缺氧时间延长2min，相应的最终缺氧时间由97min逐渐增至115min，沉降时间由20min逐渐缩短至2min，由于沉淀时间的缩短，沉降性不好的污泥被排出。本发明促进了好氧颗粒污泥的颗粒化进程。发明促进了好氧颗粒污泥的颗粒化进程。


技术研发人员：李军 李嘉睿 李东岳 李培麟 梁东博
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/9/22