專利名稱：處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，是一種處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法及其裝置。
背景技術(shù)：
厭氧廢水處理可作為環(huán)境保護(hù)、能源回收與良好生態(tài)循環(huán)結(jié)合起來的綜合系統(tǒng)的核心技術(shù)，但是厭氧反應(yīng)器中微生物對(duì)有毒物質(zhì)較為敏感，反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥活性易受到外界影響而失去活性，導(dǎo)致反應(yīng)器處理廢水效果下降。因此，培養(yǎng)出較好的厭氧顆粒污泥是提高厭氧反應(yīng)器處理效果的關(guān)鍵。厭氧顆粒污泥中能夠參與分解復(fù)雜有機(jī)物、生成甲烷的微生物菌群包括水解發(fā)酵菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌。這些功能菌群在厭氧顆粒污泥內(nèi)生長(zhǎng)、繁殖，各種細(xì)菌互營(yíng)互生，菌絲交錯(cuò)相互結(jié)合，形成復(fù)雜的菌群結(jié)構(gòu)，同時(shí)也增加了微生物組成鑒定的復(fù)雜性。中國(guó)發(fā)明公開(公告)號(hào)CN102557248A公開了“一種厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)的方法”，它通過向厭氧反應(yīng)器中投加陽離子聚丙烯酰胺可以使破碎的顆粒污泥再次快速形成厭氧顆粒污泥，該方法的不足之處是，需要向厭氧反應(yīng)器中添加微生物絮凝劑，外界環(huán)境對(duì)顆粒污泥活性影響大，且技術(shù)要求較高，不便于操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，其培養(yǎng)出的菌種性能穩(wěn)定，厭氧顆粒污泥成熟快、活性高，培養(yǎng)周期短。并提供結(jié)構(gòu)合理，便于操作、易掌握的處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)裝置。一種處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，其特征是，它包括以下步驟(O強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂再生
取失活的陽離子交換樹脂，完全浸泡在氫氧化鈉溶液中5飛小時(shí)，所述失活的陽離子交換樹脂體積與氫氧化鈉溶液體積比為廣I. 3:100，氫氧化鈉溶液質(zhì)量濃度為39Γ5%，失活的陽離子交換樹脂經(jīng)氫氧化鈉浸泡后，在氫氧化鈉溶液儲(chǔ)罐中沉降到底部分離并且進(jìn)入蒸餾水儲(chǔ)罐中，蒸餾水將經(jīng)氫氧化鈉溶液浸泡后的陽離子交換樹脂洗至中性，所述中性離子交換樹脂體積與蒸餾水體積比為廣I. 3:100 ;中性離子交換樹脂在蒸餾水罐中沉降到底部分離并且進(jìn)入鹽酸儲(chǔ)罐中，用鹽酸將中性離子交換樹脂浸沒5飛小時(shí)，將中性離子交換樹脂轉(zhuǎn)型成強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，完成失活的陽離子交換樹脂向強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂的再生過程，所述強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂體積與鹽酸體積之比為fl. 3:100，鹽酸質(zhì)量濃度為5% ;完成再生過程的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂在鹽酸儲(chǔ)罐底部分離并且進(jìn)入完成再生的離子交換樹脂儲(chǔ)罐中，通過調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐底部控制閥門，將完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂輸入?yún)捬跖囵B(yǎng)裝置底部，所述完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂與厭氧培養(yǎng)裝置體積比為O.125 O. 25:100 ；
(2)厭氧顆粒污泥培養(yǎng)
進(jìn)水恒溫控制器控制厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)溫度在3(T35°C，pH值為7，進(jìn)水堿度為1000毫克每升，基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB11914-89中重鉻酸鉀法測(cè)定C0D，測(cè)出養(yǎng)豬廢水初始COD濃度為5000^6000毫克每升，將初始的養(yǎng)豬廢水稀釋至COD值為50(Tl200毫克每升，所述稀釋的養(yǎng)豬廢水按初始養(yǎng)豬廢水和蒸餾水體積比1:4、稀釋；將稀釋后的養(yǎng)豬廢水注入?yún)捬跖囵B(yǎng)裝置中，對(duì)厭氧培養(yǎng)裝置中接種污泥進(jìn)行水力停留時(shí)間為12 14小時(shí)的初期靜態(tài)馴化，使之更好的適應(yīng)養(yǎng)豬廢水水質(zhì)，當(dāng)厭氧培養(yǎng)裝置中豬廢水COD去除率達(dá)到80°/Γ90%時(shí)，接種污泥馴化結(jié)束，所述接種污泥體積與厭氧培養(yǎng)裝置體積比為I :1(Γ12 ;厭氧顆粒污泥形成過程中，厭氧培養(yǎng)裝置底部污泥逐漸出現(xiàn)粒徑較小的粒狀污泥，形成的污泥床層占培養(yǎng)裝置容積的四分之一，顆粒污泥形成階段采用分流式、梯度提高進(jìn)水濃度，厭氧培養(yǎng)裝置進(jìn)水COD濃度控制在70(Γ1700毫克每升之間，逐步提高水力負(fù)荷，降低水力停留時(shí)間保持在6 8小時(shí)，當(dāng)測(cè)定厭氧培養(yǎng)裝置出水COD濃度降低至7(Γ340毫克每升之間時(shí)，即出水COD去除率達(dá)到809Γ90%時(shí)，厭氧顆粒污泥形成階段結(jié)束；厭氧顆粒污泥成熟過程中，厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)污泥床層中出現(xiàn)了大的顆粒狀污泥，顆粒污泥粒徑在3飛毫米之間，污泥床層變厚，占培養(yǎng)裝置容積三分之一，厭氧顆粒污泥成熟階段養(yǎng)豬廢水進(jìn)水COD值穩(wěn)定在90(Γ2200毫克每升，當(dāng)厭氧培養(yǎng)裝置中出水COD去除率達(dá)到80°/Γ90%時(shí)，厭氧顆粒污泥培養(yǎng)完成；所述培養(yǎng)厭氧顆粒污泥的三個(gè)過程，即污泥初期靜態(tài)馴化過程、厭氧顆粒污泥形成過程和厭氧顆粒污泥成熟過程，均向厭氧培養(yǎng)裝置中加入完成再生的強(qiáng)酸型離子交換樹脂，投加完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂體積與厭氧培養(yǎng)裝置體積比為O. 125、. 25:100。所述步驟(I)的完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂粒徑為O. 315^1. 250毫米。所述步驟(I)的完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂與厭氧培養(yǎng)裝置體積比為O.2:100。所述步驟(I)的失活的陽離子交換樹脂體積與氫氧化鈉體積之比為1:100。所述步驟(I)的中性離子交換樹脂體積與蒸餾水之比為1:100。所述步驟(I)的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂體積與鹽酸體積之比為1:100。所述步驟(2 )的水力停留時(shí)間為7小時(shí)。所述步驟(2)的養(yǎng)豬廢水進(jìn)水濃度提高梯度按公式C =1.35n*Cs，其中η表示培養(yǎng)過程中進(jìn)水濃度提高次數(shù)，Cs (毫克每升)表示稀釋后養(yǎng)豬廢水濃度，C (毫克每升)表示培養(yǎng)過程中進(jìn)水濃度。所述步驟(2)的接種污泥體積與厭氧培養(yǎng)裝置體積比為I :10。一種處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)裝置，其特征是，它包括氫氧化鈉儲(chǔ)罐底部與蒸餾水儲(chǔ)罐頂部通過管路連接，蒸餾水儲(chǔ)罐底部與鹽酸儲(chǔ)罐頂部通過管路連接，鹽酸儲(chǔ)罐底部與完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂儲(chǔ)罐頂部通過管路連接，完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂儲(chǔ)罐底部與厭氧培養(yǎng)裝置頂部通過管路連接，在管路上均設(shè)有分離閥，完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂儲(chǔ)罐底部出口管路接入?yún)捬跖囵B(yǎng)裝置底部；功能水箱中儲(chǔ)有養(yǎng)豬廢水，在功能水箱內(nèi)設(shè)置的潛水泵通過管路與進(jìn)水水箱連通，功能水箱外部與恒溫控制裝置連接；在進(jìn)水水箱側(cè)壁的上、下端設(shè)有使進(jìn)水水箱內(nèi)的水循環(huán)的管路，在管路上設(shè)有底部控制閥和頂部控制閥，在底部控制閥與頂部控制閥之間的管路上設(shè)有離心泵，進(jìn)水水箱外部與恒溫控制裝置連接，進(jìn)水水箱底部的出水管路與數(shù)個(gè)厭氧培養(yǎng)裝置底部的進(jìn)水管路連接，厭氧培養(yǎng)裝置頂部設(shè)有出水管路。本發(fā)明首先將失活的陽離子交換樹脂用氫氧化鈉溶液完全浸泡5飛小時(shí)，所述失活的陽離子交換樹脂體積與氫氧化鈉溶液體積比為廣I. 3:100，氫氧化鈉溶液質(zhì)量濃度為39Γ5%;失活的陽離子交換樹脂經(jīng)氫氧化鈉浸泡后，在氫氧化鈉溶液儲(chǔ)罐中沉降到底部并且分離進(jìn)入蒸餾水儲(chǔ)罐中，蒸餾水將經(jīng)氫氧化鈉浸泡后的陽離子交換樹脂洗至中性，所述中性離子交換樹脂體積與蒸餾水體積比為廣I. 3:100 ;中性離子交換樹脂在蒸餾水罐中沉降到底部并且分離進(jìn)入鹽酸儲(chǔ)罐中，鹽酸將中性離子交換樹脂浸沒5飛小時(shí)，將中性離子交換樹脂轉(zhuǎn)型成強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，完成失活的陽離子交換樹脂向強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂的再生過程，所述強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂體積與鹽酸體積之比為廣I. 3:100，鹽酸質(zhì)量濃度為5% ;完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂在鹽酸儲(chǔ)罐底部并且分離進(jìn)入保存完成再生的離子交換樹脂儲(chǔ)罐中，通過調(diào)節(jié)保存完成再生的樹脂儲(chǔ)罐底部控制閥門，將完成再生的離子交換樹脂送至厭氧培養(yǎng)裝置底部；在污泥初期馴化階段，厭氧培養(yǎng)裝置中養(yǎng)豬廢水濃度控制在5001200毫克每升，溫度保持在3(T35°C，培養(yǎng)厭氧顆粒污泥的三個(gè)過程通過逐漸提高進(jìn)水濃度，減少水力停留時(shí)間至61小時(shí)等手段，使厭氧顆粒污泥成熟過程進(jìn)水COD值穩(wěn)定在90(Γ2200毫克每升，培養(yǎng)裝置出水COD去除率達(dá)到80°/Γ90%時(shí)，表明厭氧顆粒污泥培養(yǎng)成功；厭氧顆粒污泥形成過程中需要有附著的內(nèi)核，本發(fā)明向其中添加強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，其內(nèi)部大孔型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以有效的聚集污泥，使其快速形成顆粒狀同時(shí)縮短培養(yǎng)周期；采用梯度進(jìn)水方式，即分別在污泥初期馴化過程、顆粒污泥形成過程和顆粒污泥成熟過程按照公式C =1. 35η · Cs的濃度變化規(guī)律提高養(yǎng)豬廢水進(jìn)水濃度，其中η表示培養(yǎng)過程中進(jìn)水提高次數(shù)，Cs (毫克每升)表示稀釋后養(yǎng)豬廢水濃度，C (毫克每升)表示培養(yǎng)過程中進(jìn)水濃度；功能水箱中的養(yǎng)豬廢水通過潛水泵泵入進(jìn)水水箱中，進(jìn)水水箱左側(cè)設(shè)離心泵，通過調(diào)節(jié)離心泵兩端的控制閥使得進(jìn)入進(jìn)水水箱的養(yǎng)豬廢水保持水質(zhì)均勻；采用梯度進(jìn)水方式可以有效激活培養(yǎng)三個(gè)過程中培養(yǎng)裝置內(nèi)微生物活性，起到縮短厭氧顆粒污泥培養(yǎng)時(shí)間的目的；本發(fā)明采用養(yǎng)豬廢水對(duì)厭氧顆粒污泥進(jìn)行培養(yǎng)，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比可知養(yǎng)豬廢水更適用于厭氧顆粒污泥形成；在厭氧顆粒污泥培養(yǎng)過程中，污泥初期馴化階段7天完成，達(dá)到了絮狀污泥適應(yīng)養(yǎng)豬廢水水質(zhì)的目的。顆粒污泥形成階段和顆粒污泥成熟階段通過提高進(jìn)水濃度，增加水力負(fù)荷等手段，大大縮短了顆粒污泥形成與成熟時(shí)間，經(jīng)過35 40天的培養(yǎng)，厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)有明顯大顆粒出現(xiàn)，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定發(fā)現(xiàn)其中成熟的厭氧顆粒污泥活性很大；通過向厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)添加強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，將離子交換原理合理有效的應(yīng)用到厭氧顆粒污泥培養(yǎng)中，降低了厭氧顆粒污泥的培養(yǎng)時(shí)間，提高了成熟厭氧顆粒污泥的活性。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明培養(yǎng)的厭氧顆粒污泥中產(chǎn)甲烷菌主要為巴氏產(chǎn)甲烷八疊球菌，屬于古細(xì)菌，大小外觀與普通細(xì)菌相似，但細(xì)胞成分特殊，特別是細(xì)胞壁上的結(jié)構(gòu)較為特殊，是嚴(yán)格的厭氧細(xì)菌。經(jīng)掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)本發(fā)明培養(yǎng)的厭氧顆粒污泥依托離子交換樹脂作為成核機(jī)體，表面疏松多孔，一方面這種多孔特性便于甲烷在孔道中輸送，與普通厭氧顆粒污泥相比，產(chǎn)甲烷量大，提高了能源利用率；另一方面這種疏松特性保證了厭氧微生物的活性，提高了厭氧顆粒污泥的抗沖擊性，大大縮短了厭氧顆粒污泥培養(yǎng)周期。將本發(fā)明培養(yǎng)成熟的厭氧顆粒污泥應(yīng)用在運(yùn)行的厭氧生物反應(yīng)器中，經(jīng)過廣2個(gè)月運(yùn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)出水COD去除率保持在88. 8%以上，厭氧反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定，未出現(xiàn)酸化和中毒等現(xiàn)象。本發(fā)明采用的離子交換樹脂上的可交換離子是由許多活性基團(tuán)在水中發(fā)生電離作用而形成的，離子交換樹脂遇水時(shí)可交換離子有向水中擴(kuò)散的傾向，在濃差擴(kuò)散和靜電引力兩種相反力的作用下，形成雙電層式結(jié)構(gòu)。強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂中含有大量強(qiáng)酸性基團(tuán)，容易在溶液中解離出H"，解離后本體所含的負(fù)電基團(tuán)能吸附結(jié)合溶液中其他陽離子，離子交換樹脂內(nèi)部的大孔道樹脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)保證了樹脂的交聯(lián)度強(qiáng)度。本發(fā)明將強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂再生與厭氧顆粒污泥培養(yǎng)相結(jié)合，以強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂為載體，培養(yǎng)出菌種性能穩(wěn)定，活性高的成熟厭氧顆粒污泥；其培養(yǎng)出的菌種性能穩(wěn)定，厭氧顆粒污泥成熟快、活性高，培養(yǎng)周期短。本發(fā)明的處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)合理，便于操作、易掌握。


圖I為本發(fā)明的處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)裝置示意圖。圖2為圖I中厭氧培養(yǎng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1功能水箱，2進(jìn)水恒溫控制器，3潛水泵，4水箱支座，5第一厭氧培養(yǎng)裝置，6完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，7接種污泥，8養(yǎng)豬廢水，9第二厭氧培養(yǎng)裝置，11第三厭氧培養(yǎng)裝置，12自來水，13第四厭氧培養(yǎng)裝置，15第五厭氧培養(yǎng)裝置，17水箱支架，18進(jìn)水恒速控制閥，19進(jìn)水水箱，20頂部控制閥，21離心泵，22低部控制閥，23氫氧化鈉溶液，24氫氧化鈉儲(chǔ)罐，25失活的陽離子交換樹脂，26蒸餾水，27中性離子交換樹脂，28鹽酸，29強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂儲(chǔ)罐，30第一分離閥，31第二分離閥，33第三分離閥，35第四分離閥，32鹽酸儲(chǔ)罐，34蒸餾水儲(chǔ)罐，36集氣裝置。
具體實(shí)施例方式下面利用附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。參照?qǐng)DI和2，本發(fā)明的處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)裝置的體積為20升，接種污泥7體積為2升，污泥馴化階段、顆粒污泥形成階段和顆粒污泥成熟階段加入完成再生的強(qiáng)酸型離子交換樹脂6體積均為40毫升，將粒徑為O. 612毫米的失活的陽離子交換樹脂25在質(zhì)量濃度為3. 5%的4升氫氧化鈉溶液23中完全浸泡6小時(shí)，通過調(diào)節(jié)第四分離閥35將浸泡后在氫氧化鈉儲(chǔ)罐24底部的失活陽離子交換樹脂25分離到蒸餾水儲(chǔ)罐34中，用4升蒸餾水26將離子交換樹脂洗至中性，通過調(diào)節(jié)第三分離閥33將蒸餾水儲(chǔ)罐34底部的中性離子交換樹脂27分離到鹽酸儲(chǔ)罐32中，質(zhì)量濃度為5%的4升鹽酸28完全浸泡中性離子交換樹脂27，時(shí)間為6小時(shí)，得到完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂6且通過調(diào)節(jié)第二分離閥31將完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂6于樹脂儲(chǔ)罐29內(nèi)，通過調(diào)節(jié)第一分離閥30將完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂6輸送到厭氧培養(yǎng)裝置的底部。將養(yǎng)豬廢水8注入功能水箱I中，控制第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第三厭氧培養(yǎng)裝置11、第四厭氧培養(yǎng)裝置13、第五厭氧培養(yǎng)裝置15內(nèi)pH值為6-7，通過進(jìn)水恒溫控制器2保持進(jìn)入第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第四厭氧培養(yǎng)裝置13、第五厭氧培養(yǎng)裝置15廢水溫度為32°C，功能水箱I中設(shè)有功率為70瓦特、揚(yáng)程為3米的交流式潛水泵3，養(yǎng)豬廢水8通過潛水泵3輸送到管路中，管路出口與進(jìn)水水箱19頂部相連，進(jìn)水水箱19左側(cè)設(shè)有功率為120瓦特的離心泵21，通過調(diào)節(jié)離心泵21兩端頂部控制閥20和低部控制閥22使得進(jìn)入進(jìn)水水箱19的養(yǎng)豬廢水8保持水質(zhì)均勻，同時(shí)通過進(jìn)水恒溫控制器2維持功能水箱I中水溫在32°C，進(jìn)水水箱19底部與出水管路相連，出水管路采用三通閥分流成四條支路，并且在厭氧培養(yǎng)裝置底部分別進(jìn)入第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第四厭氧培養(yǎng)裝置13、第五厭氧培養(yǎng)裝置15中，第三厭氧培養(yǎng)裝置11底部與自來水管相連，經(jīng)由厭氧培養(yǎng)裝置在裝置頂部出水，顆粒污泥初始馴化階段稀釋后養(yǎng)豬廢水COD進(jìn)水濃度為623毫克每升。第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第五厭氧培養(yǎng)裝置15內(nèi)接種污泥7馴化7天后，出水COD去除率最先達(dá)到87%，表征第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第五厭氧培養(yǎng)裝置15內(nèi)污泥完成馴化。第三厭氧培養(yǎng)裝置11內(nèi)接種污泥7馴化15天后，出水COD去除率最先達(dá)到87%，表征第三厭氧培養(yǎng)裝置11內(nèi)污泥完成馴化。第四厭氧培養(yǎng)裝置13內(nèi)接種污泥7馴化20天后，出水COD去除率最先達(dá)到87%，表征第四厭氧培養(yǎng)裝置13內(nèi)污泥完成馴化；第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第三厭氧培養(yǎng)裝置11、第四厭氧培養(yǎng)裝置13、第五厭氧培養(yǎng)裝置15內(nèi)接種污泥7分別在馴化階段第7天、第7天、第15天、第20天和第7天時(shí)，出現(xiàn)出水COD去除率87%，表征厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)污泥馴化完成。厭氧顆粒污泥形成階段進(jìn)水濃度依據(jù)公式C =1. 35n · Cs計(jì)算，第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第四厭氧培養(yǎng)裝置13、第五厭氧培養(yǎng)裝置15進(jìn)水濃度841. 05毫克每升，容積負(fù)荷為4. 2 kgCOD · (Hi3-Cl)-1,同時(shí)向第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第三厭氧培養(yǎng)裝置U、第五厭氧培養(yǎng)裝置中投加強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂5均為40毫升。降低水力停留時(shí)間使其保持為7小時(shí)，待第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第三厭氧培養(yǎng)裝置U、第四厭氧培養(yǎng)裝置13、第五厭氧培養(yǎng)裝置15運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)，測(cè)定每個(gè)厭氧培養(yǎng)裝置出水COD變化情況，并觀察每個(gè)厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)顆粒污泥形成狀況；該階段第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第五厭氧培養(yǎng)裝置15運(yùn)行10天后，出水COD去除率達(dá)到86%，厭氧培養(yǎng)裝置出現(xiàn)泥水分層現(xiàn)象，顆粒污泥占培養(yǎng)裝置容積四分之一，顆粒顏色由黑色變成棕褐色，表征顆粒污泥形成階段結(jié)束；第四厭氧培養(yǎng)裝置13在厭氧顆粒污泥形成階段運(yùn)行第70天時(shí)，出水COD去除率達(dá)到86%，厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)出現(xiàn)泥水分層現(xiàn)象，顆粒污泥占培養(yǎng)裝置容積四分之一，顆粒顏色由黑色變成棕褐色，表征顆粒污泥形成階段結(jié)束；第三厭氧培養(yǎng)裝置11在厭氧顆粒污泥形成階段運(yùn)行第39天時(shí)，出水COD去除率達(dá)到86%，厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)出現(xiàn)泥水分層現(xiàn)象，顆粒污泥占培養(yǎng)裝置容積四分之一，顆粒顏色由黑色變成棕褐色，表征顆粒污泥形成階段結(jié)束；第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第三厭氧培養(yǎng)裝置11、第四厭氧培養(yǎng)裝置13、第五厭氧培養(yǎng)裝置15分別在顆粒污泥形成階段運(yùn)行第10天、第10天、第39天、第70天和第10天時(shí)，各厭氧培養(yǎng)裝置出水COD去除率達(dá)到86%，每個(gè)厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)均出現(xiàn)泥水分層現(xiàn)象，大顆粒污泥占培養(yǎng)裝置容積四分之一，顆粒顏色由黑色變成棕褐色，表征顆粒污泥形成階段結(jié)束。厭氧顆粒污泥成熟階段依據(jù)公式C =1. 35n · Cs計(jì)算，繼續(xù)提高第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第四厭氧培養(yǎng)裝置13、第五厭氧培養(yǎng)裝置15進(jìn)水濃度至1135. 41毫克每升，同厭氧顆粒污泥形成階段操作步驟，第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置
9、第五厭氧培養(yǎng)裝置15在厭氧顆粒污泥成熟階段運(yùn)行第20天時(shí)，觀察第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第五厭氧培養(yǎng)裝置15內(nèi)顆粒污泥7形態(tài)及出水COD值變化情況，發(fā)現(xiàn)三個(gè)厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)顆粒污泥5由棕褐色變成深褐色，出現(xiàn)的大顆粒污泥7占總污泥床層的三分之一，利用集氣裝置36測(cè)定厭氧培養(yǎng)裝置中顆粒污泥產(chǎn)甲烷量為9. 7mL*CH4 *(g· VSS .(I)-SCOD去除率達(dá)到86%;第三厭氧培養(yǎng)裝置11、第四厭氧培養(yǎng)裝置13分別在顆粒污泥成熟培養(yǎng)階段第45天和第80天時(shí)，出現(xiàn)顆粒污泥7由棕褐色變成深褐色，出現(xiàn)的大顆粒污泥占總污泥床層的三分之一，利用集氣裝置36測(cè)定產(chǎn)甲烷量分別為6. 4mL · CH4 · (g · VSS · d) 和 6. 6 mL · CH4 · (g · VSS · d) ^1, COD 去除率達(dá)到 86% ;第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第三厭氧培養(yǎng)裝置11、第四厭氧培養(yǎng)裝置13、第五厭氧培養(yǎng)裝置15分別在顆粒污泥成熟階段運(yùn)行第20天、第20天、第45天、第80天和第20天時(shí)，COD去除率達(dá)到86%，每個(gè)厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)均出現(xiàn)泥水分層現(xiàn)象，大顆粒污泥占培養(yǎng)裝置容積三分之一，顆粒顏色由棕褐色變成深褐色，表征顆粒污泥成熟階段結(jié)束。第一厭氧培養(yǎng)裝置5、第二厭氧培養(yǎng)裝置9、第三厭氧培養(yǎng)裝置11、第四厭氧培養(yǎng)裝置13、第五厭氧培養(yǎng)裝置15將接種污泥培養(yǎng)成為成熟厭氧顆粒污泥7所需時(shí)間分別為37天、37天、99天、170天、37天，將培養(yǎng)好的厭氧顆粒污泥7投加運(yùn)行的厭氧生物反應(yīng)器中，當(dāng)UASB反應(yīng)器運(yùn)行I. 5個(gè)月時(shí)，測(cè)定UASB反應(yīng)器出水COD去除率達(dá)到88. 8%，厭氧生物反應(yīng)器內(nèi)未出現(xiàn)酸化和中毒現(xiàn)象，運(yùn)行正常。
權(quán)利要求
1.一種處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，其特征是，它包括以下步驟 (1)強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂再生 取失活的陽離子交換樹脂，完全浸泡在氫氧化鈉溶液中5飛小時(shí)，所述失活的陽離子交換樹脂體積與氫氧化鈉溶液體積比為廣I. 3:100，氫氧化鈉溶液質(zhì)量濃度為39Γ5%，失活的陽離子交換樹脂經(jīng)氫氧化鈉浸泡后，在氫氧化鈉溶液儲(chǔ)罐中沉降到底部分離并且進(jìn)入蒸餾水儲(chǔ)罐中，蒸餾水將經(jīng)氫氧化鈉溶液浸泡后的陽離子交換樹脂洗至中性，所述中性離子交換樹脂體積與蒸餾水體積比為廣I. 3:100 ;中性離子交換樹脂在蒸餾水罐中沉降到底部分離并且進(jìn)入鹽酸儲(chǔ)罐中，用鹽酸將中性離子交換樹脂浸沒5飛小時(shí)，將中性離子交換樹脂轉(zhuǎn)型成強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，完成失活的陽離子交換樹脂向強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂的再生過程，所述強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂體積與鹽酸體積之比為fl. 3:100，鹽酸質(zhì)量濃度為5% ;完成再生過程的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂在鹽酸儲(chǔ)罐底部分離并且進(jìn)入完成再生的離子交換樹脂儲(chǔ)罐中，通過調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐底部控制閥門，將完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂輸入?yún)捬跖囵B(yǎng)裝置底部，所述完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂與厭氧培養(yǎng)裝置體積比為O.125 O. 25:100 ； (2)厭氧顆粒污泥培養(yǎng) 進(jìn)水恒溫控制器控制厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)溫度在3(T35°C，pH值為7，進(jìn)水堿度為1000毫克每升，基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB11914-89中重鉻酸鉀法測(cè)定COD，測(cè)出養(yǎng)豬廢水初始COD濃度為5000^6000毫克每升，將初始的養(yǎng)豬廢水稀釋至COD值為50(Tl200毫克每升，所述稀釋的養(yǎng)豬廢水按初始養(yǎng)豬廢水和蒸餾水體積比1:4、稀釋；將稀釋后的養(yǎng)豬廢水注入?yún)捬跖囵B(yǎng)裝置中，對(duì)厭氧培養(yǎng)裝置中接種污泥進(jìn)行水力停留時(shí)間為12 14小時(shí)的初期靜態(tài)馴化，使之更好的適應(yīng)養(yǎng)豬廢水水質(zhì)，當(dāng)厭氧培養(yǎng)裝置中豬廢水COD去除率達(dá)到80°/Γ90%時(shí)，接種污泥馴化結(jié)束，所述接種污泥體積與厭氧培養(yǎng)裝置體積比為I :1(Γ12 ;厭氧顆粒污泥形成過程中，厭氧培養(yǎng)裝置底部污泥逐漸出現(xiàn)粒徑較小的粒狀污泥，形成的污泥床層占培養(yǎng)裝置容積的四分之一，顆粒污泥形成階段采用分流式、梯度提高進(jìn)水濃度，厭氧培養(yǎng)裝置進(jìn)水COD濃度控制在70(Γ1700毫克每升之間，逐步提高水力負(fù)荷，降低水力停留時(shí)間保持在6 8小時(shí)，當(dāng)測(cè)定厭氧培養(yǎng)裝置出水COD濃度降低至7(Γ340毫克每升之間時(shí)，即出水COD去除率達(dá)到809Γ90%時(shí)，厭氧顆粒污泥形成階段結(jié)束；厭氧顆粒污泥成熟過程中，厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)污泥床層中出現(xiàn)了大的顆粒狀污泥，顆粒污泥粒徑在3飛毫米之間，污泥床層變厚，占培養(yǎng)裝置容積三分之一，厭氧顆粒污泥成熟階段養(yǎng)豬廢水進(jìn)水COD值穩(wěn)定在90(Γ2200毫克每升，當(dāng)厭氧培養(yǎng)裝置中出水COD去除率達(dá)到80°/Γ90%時(shí)，厭氧顆粒污泥培養(yǎng)完成；所述培養(yǎng)厭氧顆粒污泥的三個(gè)過程，即污泥初期靜態(tài)馴化過程、厭氧顆粒污泥形成過程和厭氧顆粒污泥成熟過程，均向厭氧培養(yǎng)裝置中加入完成再生的強(qiáng)酸型離子交換樹脂，投加完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂體積與厭氧培養(yǎng)裝置體積比為O. 125、. 25:100。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，其特征是，所述步驟(I)的完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂粒徑為O. 315^1. 250毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，其特征是，所述步驟(I)的完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂與厭氧培養(yǎng)裝置體積比為O. 2:100。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，其特征是，所述步驟(I)的失活的陽離子交換樹脂體積與氫氧化鈉體積之比為1:100。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，其特征是，所述步驟(I)的中性離子交換樹脂體積與蒸餾水之比為1:100。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，其特征是，所述步驟(I)的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂體積與鹽酸體積之比為1:100。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，其特征是，所述步驟(2)的水力停留時(shí)間為7小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，其特征是，所述步驟(2)的養(yǎng)豬廢水進(jìn)水濃度提高梯度按公式C =1. 35n · Cs，其中η表示培養(yǎng)過程中進(jìn)水濃度提高次數(shù)，Cs (毫克每升)表示稀釋后養(yǎng)豬廢水濃度，C (毫克每升)表示培養(yǎng)過程中進(jìn)水濃度。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，其特征是，所述步驟(2)的接種污泥體積與厭氧培養(yǎng)裝置體積比為I :10。
10.一種處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)裝置，其特征是，它包括氫氧化鈉儲(chǔ)罐底部與蒸餾水儲(chǔ)罐頂部通過管路連接，蒸餾水儲(chǔ)罐底部與鹽酸儲(chǔ)罐頂部通過管路連接，鹽酸儲(chǔ)罐底部與完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂儲(chǔ)罐頂部通過管路連接，完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂儲(chǔ)罐底部與厭氧培養(yǎng)裝置頂部通過管路連接，在管路上均設(shè)有分離閥，完成再生的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂儲(chǔ)罐底部出口管路接入?yún)捬跖囵B(yǎng)裝置底部；功能水箱中儲(chǔ)有養(yǎng)豬廢水，在功能水箱內(nèi)設(shè)置的潛水泵通過管路與進(jìn)水水箱連通，功能水箱外部與恒溫控制裝置連接；在進(jìn)水水箱側(cè)壁的上、下端設(shè)有使進(jìn)水水箱內(nèi)的水循環(huán)的管路，在管路上設(shè)有底部控制閥和頂部控制閥，在底部控制閥與頂部控制閥之間的管路上設(shè)有離心泵，進(jìn)水水箱外部與恒溫控制裝置連接，進(jìn)水水箱底部的出水管路與數(shù)個(gè)厭氧培養(yǎng)裝置底部的進(jìn)水管路連接，厭氧培養(yǎng)裝置頂部設(shè)有出水管路。
全文摘要
一種處理養(yǎng)豬廢水的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法及其裝置，其特征是，首先將失活的陽離子交換樹脂用質(zhì)量濃度為3%~5%的氫氧化鈉溶液完全浸泡5~6小時(shí)，浸泡后的離子交換樹脂用蒸餾水洗至中性，然后用質(zhì)量濃度為5%鹽酸將中性離子交換樹脂完全浸泡5~6，完成強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂再生。厭氧培養(yǎng)裝置在加入稀釋的養(yǎng)豬廢水前投入再生完成的強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，通過控制厭氧培養(yǎng)裝置內(nèi)的溫度、堿度及pH值等，逐漸提高進(jìn)水濃度，減少水力停留時(shí)間等手段，當(dāng)厭氧培養(yǎng)裝置出水化學(xué)需氧量COD去除率在80~90%時(shí)，獲得沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。其培養(yǎng)出的菌種性能穩(wěn)定，厭氧顆粒污泥成熟快、活性高，培養(yǎng)周期短。其裝置結(jié)構(gòu)合理，便于操作。
文檔編號(hào)C02F3/28GK102976485SQ20121052432
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者施云芬, 孫萌, 李英贊, 張更宇, 王旭輝 申請(qǐng)人:東北電力大學(xué)