一種好氧顆粒污泥的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種廢水處理中的顆粒污泥的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的高速發(fā)展，人們不斷增長(zhǎng)的生活需要在滿足的同時(shí)也給環(huán)境帶來(lái)了新的問(wèn)題。城市的污水處理總量不斷增加?，F(xiàn)在大部分的污水處理工藝都采用活性污泥法，該工藝在較好地處理市政污水的同時(shí)也帶來(lái)了污泥的處理和處置問(wèn)題，污泥焚燒帶來(lái)的二次污染和污泥填埋占用的城市土地，使污泥處置成為難題。另一方面，一些化工、印染行業(yè)以及垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液等均屬于成分復(fù)雜、處理難度較高的廢水，甚至含有毒有害物質(zhì)，傳統(tǒng)的活性污泥法水處理工藝難以滿足高難度污水的處理要求。
[0003]污水的顆粒污泥技術(shù)是上世紀(jì)80年代在厭氧系統(tǒng)中首次被發(fā)現(xiàn)的，研究者發(fā)現(xiàn)厭氧顆粒污泥有極強(qiáng)的有機(jī)廢水處理能力，可應(yīng)用于酒精廢水、淀粉廢水和啤酒廢水等多領(lǐng)域。但是厭氧顆粒污泥在處理廢水時(shí)有較多不足之處，例如厭氧顆粒污泥工藝的啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，工藝運(yùn)行需要在中溫(30°C)條件下，在自然環(huán)境惡劣的地區(qū)較難使用，一般維持工藝需要較大能耗。
[0004]好氧顆粒污泥技術(shù)，一種污泥濃度較高的高效能廢水處理工藝在上世紀(jì)末應(yīng)運(yùn)而生。好氧顆粒污泥工藝相較于活性污泥法水處理工藝有如下優(yōu)勢(shì):(I)具有良好的沉降性能，可提高反應(yīng)器的污泥濃度和負(fù)荷;(2)顆粒結(jié)構(gòu)密實(shí)，抗毒性較強(qiáng)，提高了系統(tǒng)的處理能力和穩(wěn)定性；(3)比厭氧顆粒污泥的啟動(dòng)周期短，可以在常溫下培養(yǎng)和運(yùn)行；(4)對(duì)低濃度和高濃度廢水都有一定的去除效果;(5)有較強(qiáng)的脫氮除磷能力。
[0005]但是，目前好氧顆粒污泥的培養(yǎng)條件復(fù)雜，所需時(shí)間長(zhǎng)，且不容易大批量培養(yǎng)，SP使在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)也受到較大限制，其主要原因有二: 一是原水中易被生物氧化的有機(jī)物含量較高的情況下，顆粒污泥中微生物的產(chǎn)率系數(shù)較高，可引發(fā)顆粒污泥的解體，因而目前好氧顆粒污泥一般在較難生化的污水處理中進(jìn)行培養(yǎng)，或者在培養(yǎng)好氧顆粒污泥的過(guò)程中加入一些有毒物來(lái)降低微生物的產(chǎn)率系數(shù)，以維持污泥的顆粒化狀態(tài);其二是培養(yǎng)的顆粒污泥由于粒徑關(guān)系顆粒內(nèi)部溶解氧的梯度不均勻，導(dǎo)致顆粒污泥內(nèi)部厭氧而使得污泥顆粒解體，上述原因?qū)е潞醚躅w粒污泥技術(shù)難以發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，充分應(yīng)用到實(shí)際工程當(dāng)中。
[0006]研究表明，向活性污泥中投加化學(xué)藥劑，可改變活性污泥的的結(jié)構(gòu)，增大絮體的密度，改善污泥的沉降性能和脫水性能。如李久義等在2003年9月于《環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)》中發(fā)表題為《Fe( O)對(duì)活性污泥絮體結(jié)構(gòu)和生物絮凝作用的影響》中提出污泥絮體的掃描電鏡顯示Fe( O)使活性污泥絮體顆粒變小變密實(shí);而朱哲等2009年4月在《環(huán)境工程學(xué)報(bào)》中發(fā)表文章《Ca( II)在活性污泥生物絮凝中的作用研究》中提出進(jìn)水中Ca2 +的加入，增大了污泥絮體的粒徑和密度，進(jìn)而改善了污泥的沉降性能;但上述文章沒(méi)有提及污泥的活性是否收到抑制。趙春祿等在2000年10月在《環(huán)境工程》中發(fā)表文章《鋁絮凝劑對(duì)活性污泥中微生物活性影響研究》中表明，鋁鹽絮凝劑對(duì)活性污泥的活性具有急性負(fù)面影響。目前，對(duì)于陽(yáng)離子在生物絮凝中的作用通常用雙電層理論和吸附架橋理論等解釋。
[0007]目前在活性污泥處理系統(tǒng)中，投加的藥劑主要為鐵鹽、鋁鹽、鈣鹽(或石灰)以及高分子的絮凝劑PAM等。絮凝劑等化合物的添加及其添加量對(duì)除磷、改善活性污泥的沉降性能和處理效率有著重要影響。清華大學(xué)及日本的學(xué)者的研究表明，在活性污泥工藝中投加藥劑，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)活性污泥的種類和數(shù)量均有明顯影響。投加藥劑，一方面對(duì)水中污染物特別是TP，有良好的削減作用，另一方面，促使了生物種類的銳減，削減了生化作用，即投加化學(xué)藥劑的活性污泥工藝削弱了系統(tǒng)的生化反應(yīng)而強(qiáng)化了物化反應(yīng)，這樣一增一減，使得投加藥劑法在好氧和厭氧生物系統(tǒng)中B0D5的去除上作用不太顯著或削減了處理效率，而僅對(duì)TP的去除有顯著作用。因而到目前為止，投加藥劑法的活性污泥技術(shù)研究較多，但僅有很少的工業(yè)化應(yīng)用示范工程，并且集中在無(wú)機(jī)鹽類絮凝劑的使用上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種造粒速度快，周期短且系統(tǒng)穩(wěn)定的好氧顆粒污泥的制備方法。
[0009]本發(fā)明提供的好氧顆粒污泥的制備方法，是使用化學(xué)方法使污泥顆粒化，具體步驟如下:
(1)將二次沉淀池中的活性污泥抽出；
(2)在活性污泥中加入適量含有脒基的陽(yáng)離子高分子化合物，攪拌或者充分曝氣，使其混合，在30min內(nèi)即可形成所需要的顆粒活性污泥。
[0010]本發(fā)明中，所述含有脒基的陽(yáng)離子高分子化合物，其分子量小于100萬(wàn)，分子結(jié)構(gòu)中含有脒基(HN=CNH2)。加入含有脒基的陽(yáng)離子高分子化合物的方法是，將脒基有機(jī)物與水混合，配置成重量濃度為0.05%?0.5%的混合液體，直接添加到活性污泥中。相對(duì)于活性污泥的重量而言，脒基有機(jī)物添加量為污泥干基的萬(wàn)分之二以上，即可有效果。一般說(shuō)來(lái)，添加量越大越好，但添加量多了會(huì)影響污泥的活性并且成本較高。通常地，脒基有機(jī)物添加量為污泥干基的萬(wàn)分之二一百分之一。
[0011 ]本發(fā)明中，所述的脒基有機(jī)物優(yōu)選聚乙烯脒化合物。
[0012]本發(fā)明在研究過(guò)程中選取了無(wú)機(jī)三氯化鐵、有機(jī)陽(yáng)離子PAM陽(yáng)離子乳液與含有脒基(HN=CNH2)有機(jī)聚合化合物進(jìn)行試驗(yàn)比較，在同等質(zhì)量的活性污泥中加入上述化學(xué)藥劑，比較上述化合物對(duì)污泥的生物降解活性及其沉降性能。研究結(jié)果如圖1和圖2所示。如圖1所示，三氯化鐵、有機(jī)陽(yáng)離子PAM陽(yáng)離子乳液與含有脒基(HN=CNH2)有機(jī)聚合化合物均可以提高污泥的沉降性能，其沉降效果比較如下:脒基絮凝顆粒污泥〉PAM絮凝顆粒污泥〉鐵鹽絮凝顆粒污泥〉活性污泥。觀察可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)機(jī)鐵鹽加入活性污泥后，形成的絮體顆粒很小，而PAM加入活性污泥后，形成的絮狀物較大，成漂浮狀，而有機(jī)聚合脒基化合物形成的污泥顆粒化結(jié)團(tuán)較好，因而沉降性能最佳。
[0013]為了判斷加入的機(jī)聚合脒基化合物對(duì)活性污泥的生化作用是否具有抑制性，分別采用活性污泥與機(jī)聚合脒基化合物形成