專利名稱：一種厭氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)方法
技術領域：
本發(fā)明一種厭氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)方法，屬于廢水生物處理技術領域。具體來講，是采用投加聚季銨鹽來強化厭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：
廢水厭氧生物處理技術以能耗少，剩余污泥量少，無尾氣污染，反應器有機負荷高，容積小，可降低基建投資等獨特的優(yōu)勢受到廣泛關注。新型高效的厭氧反應器都是以形成顆粒污泥為主要特征。
將分散狀的消化污泥接種于新建的厭氧反應器中，使反應器從初始有機負荷率Orgenic Loading Rate-OLR逐步提高到設計負荷，并在反應器中培養(yǎng)出足量的活性高、沉降性能良好的厭氧顆粒污泥，這個過程稱為反應器的啟動。由于厭氧微生物的世代時間長，比增長速率較低，污泥增長緩慢，因此厭氧反應器啟動時間普遍較長，至少需要4～6個月，甚至1年以上。在實際工程中，啟動速度慢成為制約高效厭氧反應器廣泛應用的瓶頸。
絮凝劑對促進分散污泥形成顆粒有強化作用，但是目前所采用的絮凝劑品種以及絮凝劑的投加方式、投加劑量均不確定，作用效果的偶然性很大，給工程應用帶來盲目性和不確定性；目前還沒有采用投加聚季銨鹽促進污泥快速顆?；募夹g。
厭氧顆粒污泥的類型主要有兩種以甲烷八疊球菌(Methanosarcina)為主體的A型顆粒污泥和以甲烷絲菌為主體的B型顆粒污泥。當反應器中形成以甲烷八疊球菌為優(yōu)勢菌的A型顆粒污泥時，其負荷高，底物降解速度快；而甲烷絲菌只能利用乙酸生長，細胞增殖慢，利用底物反應速率低。但是，由于甲烷八疊球菌比重輕、粒徑小，容易隨出水流失，在厭氧反應器中不易形成A型顆粒污泥，這是限制反應器產(chǎn)甲烷速率提高的內因。在厭氧反應器中有選擇性地培養(yǎng)和發(fā)展甲烷八疊球菌，并形成A型顆粒污泥，能夠在處理高濃度有機廢水的厭氧反應器中加快乙酸向甲烷的轉化速率，解決工藝運轉中酸化速率大于甲烷化速率的根本問題，具有以下重要意義提高系統(tǒng)的有機負荷率 甲烷八疊球菌對乙酸代謝能力強，當乙酸濃度大于300mg/L時，對乙酸的利用速率是甲烷絲菌的3～5倍。因此A型顆粒污泥能夠最大限度地發(fā)揮其高乙酸濃度下底物利用速率高和比增長速度快的生理生化特性，縮短水力停留時間HRT，提高系統(tǒng)的有機負荷率OLR。
能加速種間氫轉移、推動厭氧消化系統(tǒng)的反應進程 甲烷八疊球菌是能夠利用乙酸、H2/CO2的嗜氫、嗜乙酸產(chǎn)甲烷菌，能夠降低生長環(huán)境中的氫分壓，為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的生長創(chuàng)造條件，加速厭氧消化過程中的種間氫轉移，快速而有效地完成有機物向CH4+CO2的轉化過程。
堿度需求量小，降低運行成本 甲烷八疊球菌可適應比其它產(chǎn)甲烷菌所要求的pH值范圍更低的pH條件，其耐乙酸能力比甲烷絲菌大，能在高乙酸濃度下生長，能減少堿度投加量。

發(fā)明內容
本發(fā)明一種厭氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)方法的目的在于提出厭氧反應器中形成以甲烷八疊球菌為優(yōu)勢菌的顆粒污泥的工藝策略，從而公開一種聚季銨鹽強化厭氧反應器快速啟動的技術。
本發(fā)明一種厭氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)方法，其特征在于是一種快速形成以甲烷八疊球菌為優(yōu)勢菌的厭氧顆粒污泥的培養(yǎng)方法，具體工藝方法為以聚季銨鹽為污泥顆?；龠M劑，啟動期間以化學需氧量Chemical Oxygen Demand-COD去除率控制OLR，將Fe、Co、Ni鹽類化合物直接補充到反應器中，原料接種污泥城市污水處理廠消化污泥；培養(yǎng)基以碳水化合物類有機廢水為培養(yǎng)基；污泥顆?；龠M劑聚季銨鹽；鹽類化合物FeCl2、CoCl2和NiCl2條件I、采用氣力攪拌、機械攪拌或水力攪拌方式；II、采用間隔的投加方式向厭氧反應器中添加聚季銨鹽；III、初始OLR采用0.5gCOD/(L·d)，以COD去除率≮85％為前提確定提高OLR的時間間隔；
IV、將Fe、Co、Ni鹽類化合物直接補充到反應器中；V、反應器高度和直徑比值H/D取5～6為宜。
本發(fā)明一種厭氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)方法優(yōu)點及用途I、厭氧反應器中污泥增長緩慢，啟動初期污泥容易流失。甲烷八疊球菌比重輕、粒徑小，容易懸浮而隨出水流失。投加聚季銨鹽不僅是保留甲烷八疊球菌、加快甲烷八疊球菌積累的有效技術措施，而且對于提高生物顆粒的產(chǎn)甲烷活性、縮短顆?；M程也發(fā)揮了積極作用，將厭氧反應器的啟動時間縮短1～3個月。
II、聚季銨鹽是難厭氧生物降解的絮凝劑，在啟動結束后能被微生物逐漸吸收，所形成的顆粒污泥中活性成分高。
III、由于聚季銨鹽帶有正電荷，抗生物分解能力強，能夠與帶電負荷的細菌細胞通過靜電吸引和吸附架橋的作用創(chuàng)造大量的生物聚集體，強化了生物絮體的強度。形成的顆粒污泥密實度高，沉降性能良好。
具體實施例方式實施方式1接種污泥 采用城市污水處理廠消化污泥。
投加聚季銨鹽 以聚季銨鹽為污泥顆粒化促進劑，厭氧反應器啟動后以每兩天投加一次的投加方式向反應器中添加聚季銨鹽。聚季銨鹽投加劑量以污泥接種量估算，兩者的質量比值為聚季銨鹽/污泥量＝1.6mg/g。
培養(yǎng)基以碳水化合物類廢水作為培養(yǎng)基。
控制有機負荷率 初始OLR采用0.5gCOD/(L·d)，以COD去除率85％為前提確定提高OLR的時間間隔，使OLR得以快速提高。
攪拌方式和強度 采用氣力間歇攪拌方式，攪拌頻率為攪拌5min/每間隔1h，攪拌強度為速度梯度平方根G值取85s-1。
反應器構型 反應器高度和直徑比值H/D取5。
微量金屬元素將Fe、Co、Ni鹽類化合物直接補充到反應器中是維持甲烷八疊球菌占優(yōu)勢的一個重要因素，微量元素投加量為Fe采用1mg/(L·d)；Co采用0.1mg/(L·d)；Ni采用0.2mg/(L·d)。
實施方式2接種污泥 采用城市污水處理廠消化污泥。
投加聚季銨鹽 以聚季銨鹽為污泥顆粒化促進劑，厭氧反應器啟動后以每兩天投加一次的投加方式向反應器中添加聚季銨鹽。聚季銨鹽投加劑量以污泥接種量估算，兩者的質量比值為聚季銨鹽/污泥量＝3.2mg/g。
培養(yǎng)基以碳水化合物類廢水為培養(yǎng)基。
控制有機負荷率 初始OLR采用0.5gCOD/(L·d)，以COD去除率85％為前提確定提高OLR的時間間隔，使OLR得以快速提高。
攪拌方式和強度 采用機械攪拌方式，攪拌強度為速度梯度平方根G值取85s-1。
反應器構型 反應器高度和直徑比值H/D取6。
微量金屬元素 將Fe、Co、Ni鹽類化合物直接補充到反應器中，微量元素投加量為Fe采用1mg/(L·d)；Co采用0.1mg/(L·d)；Ni采用0.2mg/(L·d)。
實施方式3接種污泥 采用城市污水處理廠消化污泥。
投加聚季銨鹽 以聚季銨鹽為污泥顆粒化促進劑，厭氧反應器啟動后以每兩天投加一次的投加方式向反應器中添加聚季銨鹽。聚季銨鹽投加劑量以污泥接種量估算，兩者的質量比值為聚季銨鹽/污泥量＝2mg/g。
培養(yǎng)基 以碳水化合物類廢水為培養(yǎng)基。
控制有機負荷率 初始OLR采用0.5gCOD/(L·d)，以COD去除率85％為前提確定提高OLR的時間間隔，使OLR得以快速提高。
攪拌方式和強度 采用水力攪拌方式，攪拌強度為速度梯度平方根G值取85s-1。
反應器構型 反應器高度和直徑比值H/D取5.5。
微量金屬元素 將Fe、Co、Ni鹽類化合物直接補充到反應器中，微量元素投加量為Fe采用1mg/(L·d)；Co采用0.1mg/(L·d)；Ni采用0.2mg/(L·d)。
權利要求
1.一種厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，其特征在于是一種快速形成以甲烷八疊球菌為優(yōu)勢菌的厭氧顆粒污泥的培養(yǎng)方法，具體工藝方法為以聚季銨鹽為污泥顆?；龠M劑，將固體狀聚季銨鹽配制成1％濃度的溶液，在厭氧反應器啟動后以每兩天投加一次的投加方式向反應器中添加聚季銨鹽，聚季銨鹽與接種污泥的質量比值介于1.6～3.2mg/g之間；啟動期間以化學需氧量Chemical OxygenDemand-COD去除率控制有機負荷率Orgenic Loading Rate-OLR，在COD去除率穩(wěn)定在大于85％時提高OLR；將Fe、Co、Ni鹽類化合物配制成溶液，直接補充到反應器中，原料接種污泥城市污水處理廠消化污泥；培養(yǎng)基以碳水化合物類有機廢水作為培養(yǎng)基；污泥顆粒化促進劑聚季銨鹽；鹽類化合物FeCl2、CoCl2和NiCl2條件I、采用氣力攪拌、機械攪拌或水力攪拌方式；II、采用間隔的投加方式向厭氧反應器中添加聚季銨鹽；III、初始OLR采用0.5gCOD/(L·d)，以COD去除率≮85％為前提確定提高OLR的時間間隔；IV、將Fe、Co、Ni鹽類化合物直接補充到反應器中；V、反應器高度和直徑比值H/D取5～6為宜。
全文摘要
一種厭氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)方法，屬于廢水生物處理技術領域，其特征在于是采用投加聚季銨鹽來強化厭氧微生物自身固定化以快速形成顆粒污泥的技術。甲烷八疊球菌細胞內有氣泡，比重輕、粒徑小，容易懸浮而隨出水流失。投加聚季銨鹽不僅是保留甲烷八疊球菌、加快甲烷八疊球菌積累的有效技術措施，而且對于提高生物顆粒的產(chǎn)甲烷活性、縮短顆?；M程也發(fā)揮了積極作用。可以將厭氧反應器的啟動時間縮短1～3個月。聚季銨鹽是難厭氧生物降解的絮凝劑，在啟動結束后能被微生物逐漸吸收，所形成的顆粒污泥中活性成分高。由于聚季銨鹽帶有正電荷，抗生物分解能力強，能夠與帶電負荷的細菌細胞通過靜電吸引和吸附架橋的作用創(chuàng)造大量的生物聚集體，強化了生物絮體的強度。形成的污泥顆粒密實度高，沉降性能良好。
文檔編號C12N1/20GK1887737SQ20061001295
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權日2006年7月14日
發(fā)明者岳秀萍, 李亞新 申請人:太原理工大學