專利名稱：一種加速好氧顆粒污泥培養的方法
技術領域：
本發明屬于環保領域，涉及一種加速好氧顆粒污泥培養的方法，具體是采用投加層狀雙羥基復合金屬氧化物(Layered Double Hydroxide，LDH)來強化好氧微生物自身固定化以快速形成顆粒污泥的技術。
背景技術：
生物技術處理廢水的關鍵之處在于處理過程中需要保證有足夠量的微生物。而顆粒污泥自從1979年被研究人員發現之后，由于其外觀規則，沉降性能優良，并且是多種微生物共存的微生態系統，具有降解難降解污染物的能力，從而引起了大眾的廣泛關注。然而，顆粒污泥不易形成，形成時間過長等缺陷嚴重制約了顆粒污泥在實際中的應用。目前的研究表明，污泥中微生物的相互粘附以及自身的固定化過程是形成顆粒污泥的先決條件，因此人們嘗試在污泥的顆粒化過程中引入具有較大比表面積以及類似顆粒污泥比重的惰性顆粒(活性炭，沸石等)來促進微生物固定化過程。此外由于在正常生理條件下，微生物表面存在大量磷酸根，羧基等官能團，使其表明呈負電性，因此，表明呈正電性的惰性顆粒被認為是最理想的微生物載體。層狀雙羥基復合金屬氧化物(Layered Double Hydroxide，LDH)是一種具有獨特層狀結構的陰離子粘土材料，可以通過二價和三價金屬鹽在堿液中發生共沉淀來形成。其中以碳酸根為層間陰離子的LDH顆粒在水中的正zeta電勢可以達到40-50 mV，并且具有較高的陰離子交換容量mmol/g)，這些特性使得LDHs有希望成為一種優良的惰性核來加速顆粒污泥的形成。

發明內容
本發明的目的是要解決好氧顆粒污泥的培養時間長問題，提供了一種添加LDHs 作為惰性載體促進顆粒污泥形成的方法。本發明加速好氧顆粒污泥的培養方法如下
在高徑比為6 10的SBR (Sequence Batch Reactor序批式反應器)反應器中接種 MLSS=2、g/L的絮狀好氧活性污泥；向反應器中加入廣3 g/L的鎂鋁的比例為2:廣3:1，且平均粒徑為10(T300 ym的MgAlCO3-LDH顆粒作為污泥顆粒化促進劑；配制模擬廢水，廢水 CODcr濃度為600-1000 mg/L，氨氮濃度為8(Tl20 mg/L，并適量添加營養元素和微量元素保證微生物的生長，PH為6、左右；SBR反應器按照進水-曝氣-沉降-排水的方式運行，運行周期為4 h，其中進水時間10-15 min，曝氣時間180-220 min，沉降時間5_20 min，出水時間2-5 min ；采用空氣曝氣，表面曝氣流速為0.0132-0. 0218 m/s，溶解氧濃度在5. 0-8. 0 mg/L ；SBR反應器在室溫條件下運行；SBR反應器運行2 3周，LDHs顆粒即附著大量的生物膜，開始形成好氧顆粒污泥，并與4周完全實現顆粒化。而一般好氧顆粒污泥的培養時間需要60-80天，因此本發明加快了好氧顆粒污化的進程，解決了好氧顆粒污泥不易形成，形成時間過長的問題。


圖1 LDHs的結構簡圖；圖2枯草芽孢桿菌a和細菌_LDH聚合體b、c)的掃描電鏡圖片。從圖2中可以看出LDHs顆粒對細菌有良好的吸附性能，從而有利于顆粒化過程的進行。
具體實施例方式實施例一本實施例的具體步驟為
采用SBR反應器(H 30 cm X i. d. 3.6 cm)，有效容積220 mL。空氣由氣泵通過反應器底部中央安裝的微孔曝氣頭進入反應器，形成的氣流推動反應器內絮狀污泥和LDHs 顆粒之間的相互運動并達到均勻混合。通過蠕動泵在反應器底部進水，由電磁閥控制排水口的通斷，體積交換率為50。反應器的進水、曝氣、沉降和排水時間均由雙時間繼電器和液位計自動控制。進水完畢后反應器按照曝氣-沉降-排水的方式自動運行。循環時間為4 h，進水10 min，曝氣210 min、沉降15 min、出水5 min，運行20天后，將曝氣時間減為180 min、沉降時間減為5 min，目的是排除沉降性能差的污泥，加速顆粒的形成。每天運行六個周期。反應器的曝氣量表面曝氣流速為0. 0132-0. 0218 m/s，溶解氧濃度在6. 0 mg/L，反應器在室溫下運行。將100 mL絮狀好氧活性污泥接種至SBR反應器中，反應器內初始污泥濃度(MLSS)為4 g/L ； CODcr濃度由600 rng/L逐步提高到1000 mg/L，氨氮濃度由100 rng/L，加入適量的營養元素FeS04，20 mg/L ；CaCl2,80 mg/L ；KH2PO4,22 mg/L 和微量元素 H3BO3,0. 15 mg/ L ；ZnCl2,0. 12 mg/ L ；CuSO4 · 5H20,0. 03 mg/L ；NaMoO4 · 2H20,0. 15 mg/ L ； CoCl2 · 6Η20，0· 058 mg/L ；MnCl2 · 4Η20，0· 12 mg/L，保證微生物的正常生長。進水 pH 由碳酸氫鈉調節，保持在7. 5左右。經過14天的培養，SBR反應器中開始出現好氧顆粒污泥， 至第30天，絮狀好氧活性污泥全部變成了黃色的好氧顆粒污泥，粒徑在0. 5-1. 0 mm，混合液懸浮固體濃度(MLSS)為6. 1 g/L，污泥體積指數(SVI3tl)為M mL/g。SBR反應器出水CODcr濃度為30-40 mg/L,出水氨氮濃度為0-4. 0 mg/L, CODcr去除率為96%，氨氮去除率為97. 5%-100%，所獲得的好氧顆粒污泥性能優良。
權利要求
1. 一種加速好氧顆粒污泥培養的方法，其特征在于該方法的具體步驟為(1)選取高徑比為6 10的序批式反應器；(2)向序批式反應器中接種MLSS=2、g/L的絮狀好氧活性污泥；(3)以廣3g/L的LDHs顆粒作為污泥顆粒化促進劑，所用的LDHs為MgAlCO3-LDH,鎂鋁的比例為2:廣3:1，且控制LDHs的平均粒徑為100 300 μ m ；(4)配制模擬廢水，廢水CODcr濃度為600 1000mg/L，氨氮濃度為80 120 mg/L,并適量添加營養元素和微量元素保證微生物的生長，PH為6、；(5)序批式反應器按照進水-曝氣-沉降-排水的方式運行，運行周期為4h，其中進水時間10 15 min，曝氣時間180 220 min，沉降時間5 20 min，出水時間2 5 min ；采用空氣曝氣，表面曝氣流速為0.0132、. 0218 m/s，溶解氧濃度在5.(T8.0 mg/L ；序批式反應器在室溫條件下運行；(6)序批式反應器運行2 3周，LDHs顆粒即附著大量的生物膜，開始形成好氧顆粒污泥，并與4周完全實現顆粒化。
全文摘要
本發明公開了一種強化好氧顆粒污泥培養的方法，屬于污水處理領域。本發明在接種了絮狀好氧活性污泥的SBR反應器(Sequence Batch Reactor)中投加MgAlCO3-LDH作為污泥顆粒化促進劑進行好氧顆粒污泥的培養；SBR反應器按進水-曝氣-沉降-排水的方式運行。本發明能加速好氧顆粒污泥的形成，絮狀活性污泥完全顆粒化的時間縮短至3-4周，解決了現有好氧顆粒污泥培養時間過長的問題。該方法獲得的好氧顆粒污泥穩定性好，可顯著提高COD和氨氮的去除效果。
文檔編號C02F3/12GK102502953SQ20111036153
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者劉建勇, 李香靈, 段超, 錢光人 申請人:上海大學