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一种内聚物驱动反硝化处理低城市污的方法

阅读:951发布:2020-05-13

专利汇可以提供一种内聚物驱动反硝化处理低城市污的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种内聚物驱动反硝化处理低 碳 城市污 水 的方法,属于污 水处理 技术领域。本发明内聚物驱动反硝化处理低碳城市污水的方法,包括如下步骤:S1、接种:将絮状活性 污泥 接种到 序批式反应器 (SBR)中,并进行曝气;S2、运行调控:包括驯化期、调整期和优化期,所述驯化期包括以高COD污水为进水的第一好 氧 阶段和以低COD污水为进水的第二好氧阶段。本发明的方法能够快速高效实现内聚物驱动反硝化处理低碳城市污水。,下面是一种内聚物驱动反硝化处理低城市污的方法专利的具体信息内容。

1.一种内聚物驱动反硝化处理低城市污的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、接种:将絮状活性污泥接种到序批式反应器(SBR)中,并进行曝气;
S2、运行调控:包括驯化期、调整期和优化期,所述驯化期包括以高COD污水为进水的第一好阶段和以低COD污水为进水的第二好氧阶段。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述高COD污水为模拟污水,COD值为1500~
2350,所述低COD污水为城市污水,COD值为160 230。
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3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述驯化期的运行模式为高COD污水进水(2min 4min)→第一好氧阶段(60min 90min)→低COD污水进水(4min 6min)→第二好氧阶~ ~ ~
段(140min 150min)→厌氧阶段(120min 180min)→沉淀(5min 10min)→排水(5min~ ~ ~ ~
10min),所述驯化期的运行时间为12d 16d。
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4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述调整期和优化期的进水均为城市污水。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述调整期的运行模式为进水(4min~
6min)→好氧阶段(200min 240min)→厌氧阶段(120min 180min)→沉淀(5min 10min)→排~ ~ ~
水(5min 10min),所述调整期的运行时间为18d 23d。
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6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述优化期的运行模式为进水(4min~
6min)→厌氧阶段(120min 180min)→好氧阶段(200min 240min)→沉淀(5min 10min)→排~ ~ ~
水(5min 10min),好氧阶段曝气量为1.5L/min 2L/min,所述优化期的运行时间为30d 37d。
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说明书全文

一种内聚物驱动反硝化处理低城市污的方法

技术领域

[0001] 本发明属于污水处理领域,涉及一种内聚物驱动反硝化处理低碳城市污水的方法。

背景技术

[0002] 污水生物处理技术因具有处理成本低、处理效果好、对环境副作用小等特点,被公认为是目前水污染控制、治理过程中较为经济有效的方法,被广泛用于去除城镇生活污水中的氮、磷等污染物。
[0003] 传统和现今流行的污水生物处理工艺按照微生物的存在状态可以分为悬浮生长系统和附着生长系统两大类。前者的代表是活性污泥法,其缺陷是污泥浓度低、容积负荷低、对冲击负荷敏感;反应器和二沉池占地面积庞大;容易发生污泥膨胀、剩余污泥多且处理难度大等等。后者的代表有生物膜法,其缺陷是载体或填料的投资较大;在运行工况下,单位体积内的生物量相对恒定,污泥负荷难以提高,再加上载体或填料的体积,实际反应器体积也比较大。这两大类系统都存在着基建投资高、占地面积大、运行管理费用高等必须要克服的缺点。
[0004] 目前研发紧凑集成、高效节能的新型工艺成为热点,其中尤以好颗粒污泥工艺为突出,它属于微生物自固定化的范畴,具有占地面积小、高生物量、高容积负荷、污泥沉淀性能良好、污泥产率低、无需沉淀池、无需额外增加投资、微生物相丰富、富集强化功能菌群等明显优点。因此实现好氧颗粒污泥工艺的推广应用将大大改进传统工艺模式,具有重要意义。
[0005] 好氧颗粒污泥是微生物在特定条件诱导下相互团聚形成的光滑、致密且规则的圆球状微生物聚集体,其与传统的絮状活性污泥相比,因具有沉降速度快、易富集功能微生物、处理污水占用体积小等诸多优势,备受研究者们的关注和青睐。由于好氧颗粒污泥内部对基质和溶氧存在传质阻碍,沿传质方向自然地形成了好氧、缺氧、厌氧三个区域。这种独特的空间构型,可同时满足好氧、兼性好氧及厌氧微生物对生长环境的需求,使各类型微生物找寻到适合自身生长的生态位,形成一个微型的生态系统,使得在同一系统中实现同步脱氮除磷成为了可能。此外,颗粒污泥中的微生物相互紧密黏连,极大缩短了细菌间的物质交换距离,有助于提高功能菌的协同作用,促进对污染物的降解去除。
[0006] 相对絮状活性污泥,好氧颗粒污泥具有诸多优势,但其形成过程复杂,机理尚不明确。我国城市污水大都具有低有机物浓度的特点(平均COD低于200mg/L)是好氧颗粒污泥技术在我国工程化应用的一个瓶颈,因为低有机负荷不利于好氧颗粒污泥的形成。城市污水的COD值较低,污水COD/N/P比值偏低,导致碳源不足成为反硝化脱氮和生物除磷的限制性因素。用高COD模拟污水培养的好氧颗粒污泥应用到实际城市污水处理,需要外加碳源,增加了污水处理的成本,具有很大的局限性。
[0007] 污水生物处理工艺的主要技术理论包括同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氧化、反硝化除磷等。
[0008] 有氧条件下同一个污水生物处理系统中同时发生硝化和反硝化过程的现象被称为同步硝化反硝化(Simultaneous nitrification and denitrification,SND)。关于SND的机理研究,大致可归纳为以下两类理论:一类是从微生物所生存的环境影响条件出发的宏观理论,另一类是从微生物自身的生理特性度出发的微环境理论。
[0009] 宏观理论认为,在好氧条件下,同一生物反应系统中由于存在溶氧分布不均匀的现象,从而使得好氧和缺氧区可同时存在。曝气阶段的生物处理系统中,微生物絮体由于存在溶氧限制,表层主要分布着好氧微生物进行硝化作用,内层则越往里溶氧浓度越低,为反硝化菌的生长并进行反硝化作用提供了微环境条件。
[0010] 微理论则认为好氧条件下反硝化是由好氧反硝化菌和异养硝化细菌共同作用,以亚硝酸根、硝酸根和氧作为电子受体,将产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮还原成氮气。
[0011] SND工艺较传统工艺的最大优势在于,可取代传统生物硝化和反硝化两个阶段,无需投加进行反应体系的中和,缩短了反应时间的同时可节省反应器体积,从而降低污水处理的成本。
[0012] 短程硝化反硝化即为硝化反应过程进行至亚硝化阶段,并过量积累亚硝酸盐氮,此后直接以NO2-作为电子受体进入反硝化阶段的反应过程。关于短程硝化反硝技术实现的关键点,宏观上在于如何将硝化过程的产生的亚硝酸盐氮过量积累并不再进一步氧化成硝酸盐氮,微观上在于如何有效控制AOB在菌群数量或活性上均高于NOB。近年来,研究者们对过量积累亚硝酸盐氮的控制条件展开了大量的研究,结果显示控制亚硝酸盐氮积累的条件十分复杂,如温度、溶氧浓度、有机负荷、有毒有害物质、pH、泥龄等都会对亚硝酸盐氮的积累造成影响,且使硝化反应只停留在亚硝化阶段十分困难。目前对于实现短程硝化的控制主要从调控游离氨浓度、pH值和溶氧浓度这些方面入手,且这些调控方法均是基于相同条件下AOB和NOB具有不同生物活性,同时尽可能创造促进AOB生长而抑制NOB生长的条件。
[0013] 短程硝化反硝化工艺较传统工艺不仅可节省40%的碳源和25%的需氧量,还可提高硝化速率和减少硝化反应时间,从而可使反应器容积减少30-40%,减少污泥的产生量。由此短程硝化反硝化工艺可极大的节省建筑成本和运行成本,在低碳氮比污水的处理上有着深远的意义。
[0014] 厌氧氨氧化就是厌氧后缺氧条件下,微生物以NO2-或NO3-为电子受体,氧化氨氮生成氮气的过程。对于厌氧氨氧化成功实现的关键控制要素,是在生物反应系统中保证一定丰度的厌氧氨氧化细菌持留。近年来的众多研究也表明,有机负荷、溶氧浓度、温度、泥龄等因素均会影响厌氧氨氧化细菌的生长,由此营造适宜的反应条件是该工艺有效运行的前提。较传统脱氮工艺,厌氧氨氧化工艺具有无需供氧和投加外碳源、剩余污泥量少、反应过程与污染基质的亲和强等优势,是现行较为经济的污水脱氮技术。但目前厌氧氨氧化工艺在污水处理领域局限于处理高氨氮含量的废水,且厌氧氨氧化细菌(自养微生物)生存条件苛刻,在污水处理过程在不易富集培养,因此存在的相关缺陷和不足还有待学者们进一步研究突破。
[0015] 反硝化除磷主要依靠一类能同时进行反硝化和除磷代谢的兼性厌氧细菌完成,因这类细菌的代谢途径与聚磷菌(PAOs)相似,被研究者们称为反硝化聚磷菌(DPAOs)。
[0016] 目前,关于反硝化除磷的内在机制研究还处于初始阶段,宏观上已明晰的反硝化除磷过程表现为:
[0017] 在厌氧条件下,DPAOs与传统释磷过程一样进行厌氧释磷;
[0018] 在缺氧条件下,DPAOs以NO2-为电子受体,氧化体内的内聚物PHA,并产生大量能量用于同化作用和过量吸收污水中的无机磷,同时将亚硝酸盐氮还原成氮气。
[0019] 针对反硝化除磷现象,学者们提出了两则假说,即一类菌属学说和两类菌属学说。
[0020] 前者认为反硝化除磷由聚磷菌完成,且聚磷菌是否表现出反硝化能力的关键在于有没有对其进行定向诱导,使其体内的反硝化功能酶发挥作用。
[0021] 后者则认为存在两种类型聚磷菌,一类是传统的聚磷菌,只能以氧为电子受体进- -行好氧除磷;另一类是既能以O2为电子受体,又可以NO2或NO3为电子受体的反硝化聚磷菌。
[0022] 对于这两则假说,目前研究者们更倾向于两类菌属学说。
[0023] 此外,有研究者通过对比研究反硝化除磷过程对O2、NO2-和NO3-这3种电子受体的利用情况发现,以NO2-作为电子受体时,生物脱氮除磷系统的释磷和吸磷的速率最快且运行周期最短。
[0024] 与传统的除磷工艺相比,反硝化除磷工艺以“一碳两用”和“一菌两用”的形式实现了污水同步脱氮除磷的功效,可节省约50%的碳源和30%的需氧量,同时还可减少50%剩余污泥量。
[0025] 内聚物为微生物在一定条件下,将细胞外吸收的有机物质转化贮存在细胞内用于抵抗饥饿环境的高能聚合物。在废水生物处理领域,被提及的微生物内聚物主要有聚羟基烷酸酯(PHAs)、糖原(Glycogen)和聚磷(Poly-P)等。
[0026] PHAs是一类以颗粒态储存在微生物细胞内的聚合物,是微生物在营养失衡时期,外碳源充足条件下,酰基辅酶A参与三羧酸循环(TCA)的过程受限制,由过剩的酰基辅酶A合成,主要包含聚-β-羟基丁酸盐(Poly-β-hydroxybutyrate,PHB)、聚-β-羟基戊酸盐(PHV)和3-羟基-2甲基戊酸盐(PH2MV),是微生物理想的碳源、能量和还原力储存物质。PHAs可在外碳源不足的条件下氧化分解,并产生大量的能量,以维持微生物基本生存所需。
[0027] 糖原是作为细胞内聚物的重要组成成分,在生物除磷的过程中起到了重要的作用。在聚磷菌中糖原主要通过糖酵解和2--3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸两种途径降解转化,并产生还原氢为聚磷菌合成PHAs提供还原力。
[0028] Poly-P也主要存在于聚磷微生物中,在厌氧条件下降解产生能量来辅助聚磷微生物完成外碳源转化成内碳源的过程。
[0029] 很多研究者对内聚物与污水生物处理系统的脱氮除磷相关性进行了研究。
[0030] 有学者研究了PHB作为电子供体的同步硝化反硝化现象,研究结果显示,PHB可在外碳源匮乏时缓慢降解,并起到外碳源的效果,从而使系统具有较好的同步硝化反硝脱氮性能。
[0031] 还有学者对强化生物除磷系统PHAs和糖原的合成降解规律的研究显示,PHAs和糖原可作为驱动反硝化除磷的能源物质。截止目前大量关于生物脱氮除磷系统中内聚物的研究均显示,内聚物的合成对系统的除污性能具有促进作用。但未来如何使微生物最大限度地合成内聚物,并在分解过程中最大限度的提供能量,使之成为污水中污染物去除的驱动力,还有待进一步的研究和挖掘。

发明内容

[0032] 本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题,提出了一种通过内聚物调控驱动反硝化处理低碳城市污水的方法。
[0033] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种内聚物驱动反硝化处理低碳城市污水的方法,包括如下步骤:
[0034] S1、接种:将絮状活性污泥接种到序批式反应器(SBR)中,并进行曝气;
[0035] S2、运行调控:包括驯化期、调整期和优化期,所述驯化期包括以高COD污水为进水的第一好氧阶段和以低COD污水为进水的第二好氧阶段。
[0036] 作为优选,所述絮状活性污泥取自污水处理厂二沉池。
[0037] 作为优选,所述SBR外壁为有机玻璃材质,主体为内径140mm、高1100mm的圆柱形,底部呈圆锥形,有效处理容积13L。反应器由顶部进水,外壁设有三个不同高度的取样口,内设厌氧搅拌装置,底部外设排泥口,底部内置微孔曝气头,外联空气压缩供气,曝气量通过LZB-6玻璃离子流量计控制。
[0038] 作为优选,所述曝气为连续曝气,时间为24h~30h。
[0039] 经过曝气,使絮状活性污泥得到充分的吸氧、唤醒,逐步适应反应器新环境,以便于后期的运行调控处理。
[0040] 作为优选,所述接种和运行调控步骤中SBR中体系pH值范围控制在7~8,温度为室温。
[0041] 作为优选,所述高COD污水为模拟污水,COD值为1500~2350,所述低COD污水为城市污水,COD值为160~230。
[0042] 作为优选,所述高COD污水为模拟污水,以乙酸钠作为碳源、NH4Cl为氮源、KH2PO4为磷源,通过碳酸氢钠调节pH,并投加微量元素作为补充。
[0043] 本发明使用碳酸氢钠调节pH的同时还主要起缓冲液作用,使反应器在整个运行周期中溶液pH基本维持在中性和弱碱性。
[0044] 作为优选,所述低COD污水为城市污水,氨氮浓度为25mg/L~35mg/L,COD/N比为5~10。
[0045] 作为优选,所述第一好氧阶段的进水换水量为60%~80%,所述第二好氧阶段的进水换水量为40%~60%
[0046] 作为优选,所述驯化期的运行模式为高COD污水进水(2min~4min)→第一好氧阶段(60min~90min)→低COD污水进水(4min~6min)→第二好氧阶段(140min~150min)→厌氧阶段(120min~180min)→沉淀(5min~10min)→排水(5min~10min),所述驯化期的运行时间为12d~16d。
[0047] 作为优选,所述调整期和优化期的进水均为城市污水。
[0048] 作为优选,所述调整期的运行模式为进水(4min~6min)→好氧阶段(200min~240min)→厌氧阶段(120min~180min)→沉淀(5min~10min)→排水(5min~10min),所述调整期的运行时间为18d~23d。
[0049] 作为优选,所述优化期的运行模式为进水(5min)→厌氧阶段(120min~180min)→好氧阶段(200min~240min)→沉淀(5min~10min)→排水(5min~10min),好氧阶段曝气量为1.5L/min~2.5L/min,所述优化期的运行时间为30d~37d
[0050] 作为优选,所述驯化期、调整期或优化期每天按照其运行模式运行3~4个周期,其余时间闲置,定量排泥,泥龄控制在18d~22d。
[0051] 作为优选,所述运行模式中各阶段由SBR自控系统定时转换开启、关闭完成。
[0052] 本发明通过将运行调控步骤分为驯化期、调整期和优化期三个阶段,并在驯化期进行高COD污水和低COD污水分段进水,能够有效促进异养微生物菌胶团细菌繁殖生长,并使培养生成的好氧颗粒污泥更适用于城市污水的处理。
[0053] 本发明在驯化期第一好氧阶段采用高COD污水,其过高碳源浓度会抑制微生物对底物的吸收利用,延长微生物对碳源的吸收时间,较丝状菌更易促进菌胶团细菌的繁殖。根据Monod方程,丝状菌的KS和μmax值比菌胶团细菌低,在基质浓度高时菌胶团细菌的基质利用速率要高于丝状菌,使得菌胶团细菌能够在生长竞争中处于优势地位。
[0054] 本发明在驯化期第二好氧阶段采用低COD污水,与低碳城市污水的环境更为接近,经过低COD污水的培养,能够减少好氧颗粒污泥在新环境中的适应期,从而能更有效处理城市污水。进一步地,低COD污水直接采用城市污水,城市污水的成分比模拟污水复杂,除了含有微生物生长所需营养成分外,还有各种有害物质,污泥中的微生物对城市污水中的有害物质出现不适应会分泌更多的胞外聚合物(EPS)来抵御外界冲击,促进好氧颗粒污泥成长。而胞外多聚物(EPS)是颗粒污泥的一种重要的化学组成部分,其主要物质是多聚糖、蛋白质、酶蛋白、核酸、磷脂及腐殖酸,能辅助细胞相互粘在一起,从而对好氧颗粒污泥的形成起到增强作用,促进好氧颗粒污泥的快速培养。
[0055] 本发明的调整期旨在富集反硝化细菌,强化好氧颗粒污泥对氮的去除。反硝化菌大多数为兼性厌氧菌,可将低分子有机物作为电子供体,以NO3-或NO2-为最终电子受体完成反硝化。本发明在调整期先好氧后厌氧的运行模式下,一定时长的好氧时期可使NH4+-N被氧化成NO3--N,大分子有机物被氧化分解为更小分子的有机物,而这些氧化反应产物为厌氧时期反硝化细菌的繁殖生长提供了丰富的氮源和碳源,使反硝化细菌更具生长竞争优势。因此本发明通过在调整期采用先好氧后厌氧的运行模式,并控制运行模式中各阶段时长,有利于反硝化细菌的繁殖生长和富集。
[0056] 本发明优化期的目的在于促进好氧颗粒污泥合成积累内聚物,以驱动微生物脱氮除磷的进行。
[0057] 本发明通过在优化期采用先厌氧后好氧的运行模式,在优化期的一个运行周期中,进水后的厌氧初期相对整个运行周期而言是外碳源较为丰富的时期,属于外碳源丰富时期,经厌氧期反硝化等需吸收利用碳源的反应后,当步入好氧期,碳源匮乏,则属于碳源贫乏时期。
[0058] 本发明通过在优化期采用先厌氧后好氧的运行模式,有利于如聚磷菌这类具有PHAs合成代谢功能的菌群生长,从而有利于微生物菌群在厌氧条件下富集进水碳源合成内聚物,进而可在好氧段碳源匮乏时期代谢内聚物供能。使优化培养的好氧颗粒污泥存在富集外碳源合成内聚物和适时分解内聚物供能的代谢响应。
[0059] 同时,本发明通过优化期外碳源丰富-贫乏的运作模式也促进了好氧颗粒污泥中异养微生物(菌胶团细菌)体内储能聚合物的积累/分解的代谢。在外碳源丰富阶段,本发明通过异养微生物(菌胶团细菌)的储存机制去除城市废水中的COD,由于不用通过直接好氧分解来去除COD,因此可以大大降低废水中COD去除环节的曝气量。在接下来的外碳源贫乏阶段,污泥中的异养微生物可以分解体内聚合物作为自身的碳源和能源。
[0060] 本发明优化期的好氧阶段,COD浓度极低,在调整期富集的反硝化细菌利用在优化期厌氧阶段外碳源丰富时储存的体内聚合物在后续的消耗过程可作为电子供体供给反硝化菌进行反硝化过程(即内聚物驱动反硝化),在优化期富集的聚磷菌利用PHA作为能量来源,吸收胞外的磷,从而完成同步脱氮除磷。
[0061] 本发明采用内聚物驱动反硝化解决了硝化前需要去除废水中COD而反硝化时又要补充碳源的矛盾,不需要后续添加碳源也不需要进行高强度的污水回流,既节约了运行费用又简化了操作管理。更重要的是,异养微生物基于外碳源快速储存-缓慢消耗的代谢机制能够为这些微生物提供更加平衡的生长模式,使得这些微生物在污水处理工艺中占据优势地位,极易培养获得,因此内聚物驱动反硝化可以克服像厌氧氨氧化微生物对环境条件异常敏感的瓶颈,便于其在实际污水脱氮系统中的应用。
[0062] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明通过在驯化阶段高COD模拟污水和低COD城市污水的交替进水,一方面抑制丝状菌繁殖,促进菌胶团细菌繁殖,另一方面利用微生物对外界环境刺激的反应产生大量的EPS,促进好氧颗粒污泥的快速培养;通过控制调整期的运行模式,有效富集反硝化细菌,强化好氧颗粒污泥对氮的去除;并通过对优化期运行模式的控制促进了好氧颗粒污泥合成积累内聚物,从而驱动微生物脱氮除磷的进行。

具体实施方式

[0063] 以下是本发明的具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
[0064] 实施例1
[0065] 本实施例中内聚物驱动反硝化处理低碳城市污水的方法包括以下步骤:
[0066] (1)接种:将取自污水处理厂二沉池的絮状活性污泥接种到序批式反应器(SBR)中,并进行连续曝气26h,SBR外壁为有机玻璃材质,主体为内径140mm、高1100mm的圆柱形,底部呈圆锥形,有效处理容积13L。反应器由顶部进水,外壁设有三个不同高度的取样口,内设厌氧搅拌装置,底部外设排泥口,底部内置微孔曝气头,外联空气压缩泵供气,曝气量通过LZB-6玻璃离子流量计控制。
[0067] (2)运行调控:包括驯化期、调整期和优化期;
[0068] 其中,驯化期又包括第一好氧阶段和以低COD污水为进水的第二好氧阶段;第一好氧阶段以高COD污水为进水,高COD污水为模拟污水,COD值为2000,以乙酸钠作为碳源、NH4Cl为氮源、KH2PO4为磷源,通过碳酸氢钠调节pH,并投加微量元素作为补充,第一好氧阶段的进水换水量为70%;第二好氧阶段低COD污水为城市污水,COD值为190,氨氮浓度为30mg/L,COD/N比为6.3,第二好氧阶段的进水换水量为40%~60%;
[0069] 整个驯化期的运行模式为高COD污水进水(3min)→第一好氧阶段(75min)→低COD污水进水(5min)→第二好氧阶段(145min)→厌氧阶段(150min)→沉淀(8min)→排水(7min),运行时间为14d。
[0070] 调整期和优化期的进水均为与驯化期第二好氧阶段相同的城市污水;
[0071] 调整期的运行模式为进水(5min)→好氧阶段(220min)→厌氧阶段(150min)→沉淀(8min)→排水(7min),运行时间为20d。
[0072] 优化期的运行模式为进水(5min)→厌氧阶段(150min)→好氧阶段(220min)→沉淀(8min)→排水(7min),好氧阶段曝气量为2L/min,运行时间为35d。
[0073] 运行调控的驯化期、调整期和优化期每天按照其运行模式运行3个周期,其余时间闲置,定量排泥,泥龄控制在20d。运行模式中各阶段由SBR自控系统定时转换开启、关闭完成。
[0074] 接种和运行调控期间SBR中体系pH值范围控制在7,温度为室温。
[0075] 实施例2
[0076] 本实施例中内聚物驱动反硝化处理低碳城市污水的方法包括以下步骤:
[0077] (1)接种:将取自污水处理厂二沉池的絮状活性污泥接种到序批式反应器(SBR)中,并进行连续曝气24h,SBR外壁为有机玻璃材质,主体为内径140mm、高1100mm的圆柱形,底部呈圆锥形,有效处理容积13L。反应器由顶部进水,外壁设有三个不同高度的取样口,内设厌氧搅拌装置,底部外设排泥口,底部内置微孔曝气头,外联空气压缩泵供气,曝气量通过LZB-6玻璃离子流量计控制。
[0078] (2)运行调控:包括驯化期、调整期和优化期;
[0079] 其中,驯化期又包括第一好氧阶段和以低COD污水为进水的第二好氧阶段;第一好氧阶段以高COD污水为进水,高COD污水为模拟污水,COD值为2350,以乙酸钠作为碳源、NH4Cl为氮源、KH2PO4为磷源,通过碳酸氢钠调节pH,并投加微量元素作为补充,第一好氧阶段的进水换水量为60%;第二好氧阶段低COD污水为城市污水,COD值为230,氨氮浓度为25mg/L,COD/N比为9.2,第二好氧阶段的进水换水量为40%;
[0080] 整个驯化期的运行模式为高COD污水进水(3min)→第一好氧阶段(60min)→低COD污水进水(5min)→第二好氧阶段(150min)→厌氧阶段(180min)→沉淀(10min)→排水(5min),运行时间为12d。
[0081] 调整期和优化期的进水均为城市污水;
[0082] 调整期的运行模式为进水(5min)→好氧阶段(200min)→厌氧阶段(180min)→沉淀(5min)→排水(5min),运行时间为23d。
[0083] 优化期的运行模式为进水(5min)→厌氧阶段(180min)→好氧阶段(200min)→沉淀(5min)→排水(5min),好氧阶段曝气量为2L/min,运行时间为30d。
[0084] 运行调控的驯化期、调整期和优化期每天按照其运行模式运行3个周期,其余时间闲置,定量排泥,泥龄控制在18d。运行模式中各阶段由SBR自控系统定时转换开启、关闭完成。
[0085] 接种和运行调控期间SBR中体系pH值范围控制在7,温度为室温。
[0086] 实施例3
[0087] 本实施例中内聚物驱动反硝化处理低碳城市污水的方法包括以下步骤:
[0088] (1)接种:将取自污水处理厂二沉池的絮状活性污泥接种到序批式反应器(SBR)中,并进行连续曝气30h,SBR外壁为有机玻璃材质,主体为内径140mm、高1100mm的圆柱形,底部呈圆锥形,有效处理容积13L。反应器由顶部进水,外壁设有三个不同高度的取样口,内设厌氧搅拌装置,底部外设排泥口,底部内置微孔曝气头,外联空气压缩泵供气,曝气量通过LZB-6玻璃离子流量计控制。
[0089] (2)运行调控:包括驯化期、调整期和优化期;
[0090] 其中,驯化期又包括第一好氧阶段和以低COD污水为进水的第二好氧阶段;第一好氧阶段以高COD污水为进水,高COD污水为模拟污水,COD值为1500,以乙酸钠作为碳源、NH4Cl为氮源、KH2PO4为磷源,通过碳酸氢钠调节pH,并投加微量元素作为补充,第一好氧阶段的进水换水量为80%;第二好氧阶段低COD污水为城市污水,COD值为160,氨氮浓度为35mg/L,COD/N比为4.6,第二好氧阶段的进水换水量为60%;
[0091] 整个驯化期的运行模式为高COD污水进水(3min)→第一好氧阶段(90min)→低COD污水进水(5min)→第二好氧阶段(140min)→厌氧阶段(120min)→沉淀(5min)→排水(10min),运行时间为16d。
[0092] 调整期和优化期的进水均为城市污水;
[0093] 调整期的运行模式为进水(5min)→好氧阶段(240min)→厌氧阶段(120min)→沉淀(10min)→排水(10min),运行时间为18d。
[0094] 优化期的运行模式为进水(5min)→厌氧阶段(120min)→好氧阶段(240min)→沉淀(10min)→排水(10min),好氧阶段曝气量为2L/min,运行时间为37d
[0095] 运行调控的驯化期、调整期和优化期每天按照其运行模式运行3个周期,其余时间闲置,定量排泥,泥龄控制在22d。运行模式中各阶段由SBR自控系统定时转换开启、关闭完成。
[0096] 接种和运行调控期间SBR中体系pH值范围控制在7,温度为室温。
[0097] 对比例1
[0098] 驯化期的运行模式中,好氧阶段仅有以高COD污水为进水的第一好氧阶段,没有以低COD污水为进水的第二好氧阶段,其他与实施例1相同。
[0099] 对比例2
[0100] 优化期的运行模式中,先进行好氧阶段,再进行厌氧阶段,即将原有的厌氧阶段和好氧阶段调换,其他与实施例1相同。
[0101] 取本发明实施例1~3、对比例1~2中优化期后期和此后的稳定运行期的排水进行检测,计算污染物去除率,结果如表1所示。
[0102] 表1:实施例1~3、对比例1~2中排水时期污水中污染物去除率
[0103]
[0104] 由表1可知,采用本发明的方法,在优化期后期和此后的稳定运行期,城市污水中的污染物去除率可达到较高的水平。
[0105] 本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案,同样都在本发明要求保护的范围内;同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中,在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案),而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系,其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换,特别声明的除外。
[0106] 本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
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