適于煉油和化工廢水處理的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，尤其是一種適用于難降解煉油和化工廢水厭氧生化處理的厭氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)方法，屬于石油、化工廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煉油、化工廢水升級達標的關(guān)鍵是生化處理，而生化處理工藝的關(guān)鍵則是厭氧生化處理。厭氧不僅可以通過COD的微生物還原來回收能量，可以通過改變難降解有機污染物(如多環(huán)芳烴類和雜環(huán)化合物類)的化學結(jié)構(gòu)，使其可生化性提高以保障后續(xù)好氧生化的處理效果。
[0003]高效厭氧反應器內(nèi)的微生物濃度更高，污泥濃度與粒徑更大，有機容積負荷與水力負荷更高，抗水質(zhì)與環(huán)境條件沖擊能力更強，具有更高的有機污染物降解效能。在各類型高效厭氧反應器中，上流式厭氧污泥反應床(UASB)在污水處理領(lǐng)域的應用最為廣泛。
[0004]但是，高效厭氧反應器目前主要集中在食品廢水、啤酒廢水、城市廢水等易降解類型的廢水。石油、化工高濃度廢水的厭氧生化處理目前仍以水解酸化池、厭氧接觸池為主，還沒有應用高效厭氧反應器。這是因為:當將UASB應用于石油、化工有機廢水時，復雜的有機污染組成加上頻繁的水質(zhì)水量沖擊，使得高效厭氧污泥體系，特別是厭氧顆粒污泥的形成非常困難。而且還存在厭氧污泥流失、厭氧污泥濃度難以提高、微生物-污染物傳質(zhì)效率下降和有機容積負荷率低等缺陷，驗證制約著生化系統(tǒng)處理效能的改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)下的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種適于煉油和化工廢水處理的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，經(jīng)過該方法培養(yǎng)的厭氧顆粒污泥可適用于石油、化工領(lǐng)域高濃度廢水的厭氧生化處理，使煉油和化工廢水處理可以充分利用高效厭氧反應器的各種優(yōu)勢，顯著提高煉油、化工高濃度有機廢水的處理效果。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種適于煉油和化工廢水處理的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，包括如下步驟:
(O馴化:取污水處理場生化工藝的兼性污泥作為接種污泥；用乙酸鈉溶液作為培養(yǎng)初期的有機基質(zhì)，隨著培養(yǎng)的進行，向有機基質(zhì)中加入煉油、化工廢水并逐漸增加煉油、化工廢水的摻合比例直至以煉油、化工廢水作為全部的培養(yǎng)用有機基質(zhì)進行馴化培養(yǎng)；
(2)顆?；?向馴化后的厭氧污泥中多批次投加丙烯酰胺聚合物和草炭土，促進厭氧污泥顆粒化。
[0007]在馴化步驟中，應保持有機基質(zhì)的CODcr值為2000mg/L至5000mg/L范圍內(nèi)的某一個定值。
[0008]進一步地，在馴化步驟中，通過投加質(zhì)量濃度在50g/L至100g/L范圍內(nèi)的NaHCO3溶液把培養(yǎng)體系的堿度值控制在2500mg/L至5500mg/L范圍內(nèi)；通過投加質(zhì)量濃度在30g/L至50g/L范圍內(nèi)的NaOH溶液把培養(yǎng)體系的pH值控制在6.5至7.5范圍內(nèi)。
[0009]進一步地，在馴化步驟中，向培養(yǎng)體系中投加營養(yǎng)母液，每升培養(yǎng)體系中投加8mL至12mL的營養(yǎng)母液，每升營養(yǎng)母液中含有10g至180g的NH4C1、15g至40g的KH2P04、2g至1g 的 CaCl2CH2O 和 2g 至 15g 的 MgS04*4H20,其余為水。
[0010]在馴化步驟中，優(yōu)選向培養(yǎng)體系中投加微量元素母液，每升培養(yǎng)體系中投加ImL至2mL的微量元素母液，每升微量元素母液中含有100mg至3000mg的FeC13*4H20，100mg至 3000mg 的 CoC12*6H20, 500mg 至 1500mg 的 EDTA，200mg 至 100mg 的 MnCl2*4H20, 50mg 至200mg 的 Na2Se03.5H20，50mg 至 10mg 的(NH4) 6Μο7024.4Η20，20mg 至 60mg 的 NiCl2.6H20，1mg至 60mg 的 H3BO3,40mg 至 60mg 的 ZnCl2, 20mg 至 40mg 的 CuC12*2H20，其余為水。
[0011]馴化周期可以為10至30天；當每升培養(yǎng)體系的產(chǎn)氣速率> 40mL/d、甲烷體積分數(shù)> 75%、厭氧污泥濃度> 8g/L以及厭氧污泥的粒徑中值> 50 μπι時，可結(jié)束馴化。
[0012]所述接種污泥優(yōu)選取自煉油廢水處理場Α/0池、SBR池的未經(jīng)物化處理過的污泥。
[0013]對于前述任意一種所述的適于煉油和化工廢水處理的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法，在顆?；襟E中，每批次投加丙烯酰胺聚合物和草炭土的順序優(yōu)選為先草炭土后丙烯酰胺聚合物，每升培養(yǎng)體系中草炭土的總投加量可以為500mg至lOOOmg，每升培養(yǎng)體系中丙稀酰胺聚合物的總投加量可以為50mg至lOOmg。
[0014]所投加的草炭土優(yōu)選為:堆積密度> 0.6kg/L，腐殖酸含量> 40%，pH值為5.5至
6.5，粒徑范圍為100目至300目；所投加的丙烯酰胺聚合物優(yōu)選為:陽離子度為40%至60%，相對分子質(zhì)量范圍為800萬至1200萬。
[0015]顆粒化周期可以為30至60天；優(yōu)選當培養(yǎng)體系的比產(chǎn)甲烷活性> 0.2LCH4/g(VSS-d)、厭氧顆粒污泥的濃度達到> 20g/L以及厭氧顆粒污泥的粒徑范圍達到0.12_至
5.0mm時，結(jié)束顆?；?。
[0016]所述適于煉油和化工廢水處理的厭氧顆粒污泥快速培養(yǎng)方法還可以包括步驟
(3):將顆粒化后得到的厭氧顆粒污泥加入?yún)捬醴磻髯鳛閰捬躅w粒污泥床層，使其在厭氧反應過程中繼續(xù)培養(yǎng)，所述厭氧反應器包括反應器殼體，所述反應器殼體內(nèi)部由下至上依次間隔設(shè)置有布水器、I級三相分離器、II級三相分離器和沼氣收集分離器，I級三相分離器與所述反應器殼體底部之間為高密度反應區(qū)，是所述厭氧顆粒污泥床層所在區(qū)，1、11級三相分離器之間為低密度反應區(qū)，是懸浮厭氧污泥所在區(qū)，所述沼氣收集分離器位于所述II級三相分離器的上方，所述低密度反應區(qū)與高密度反應區(qū)之間通過設(shè)置在所述反應器殼體外部的內(nèi)回流管相連通，所述沼氣收集分離器的集水空間與高密度反應區(qū)之間通過設(shè)置在所述反應器殼體外部的外回流管相連通，待處理廢水從所述反應器側(cè)向底部進入高密度反應區(qū)，與厭氧顆粒污泥床層進行厭氧反應，向上流動至所述I級三相分離器進行I級三相分離:氣相攜帶部分液相通過中央提升管I接入所述沼氣收集分離器進行氣液分離，分離出來的液體進入所述所述沼氣收集分離器的集水空間，固相厭氧顆粒污泥與I級三相分離器發(fā)生慣性分離后重力沉降返回高密度反應區(qū)，液相則通過I級三相分離器向上進入低密度反應區(qū)，液相在低密度反應區(qū)的懸浮厭氧污泥相中繼續(xù)進行厭氧反應，向上流動至所述II級三相分離器進行II級三相分離:氣相攜帶部分液相通過中央提升管II接入所述沼氣收集分離器進行氣液分離，分離出來的液體進入所述所述沼氣收集分離器的集水空間，固相厭氧污泥與II級三相分離器發(fā)生慣性分離后重力沉降返回低密度反應區(qū)，液相經(jīng)過II級三相分離器上部的沉淀區(qū)后排出反應器，內(nèi)回流管中液相含有一定濃度的懸浮厭氧污泥，回流到高密度反應區(qū)，在待處理廢水的環(huán)境中再生成厭氧顆粒污泥。
[0017]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明是根據(jù)煉油、化工廢水的特性提出的專門針對其生化處理用的厭氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)方法，突破了難降解污染物組成對厭氧污泥顆粒化的不利影響，該方法培養(yǎng)出的厭氧顆粒污泥的單位體積微生物量顯著提高，污泥濃度與粒徑更大，有機容積負荷與水力負荷更高，抗水質(zhì)與環(huán)境條件沖擊能力更強，具有更高的有機污染物降解效能，對煉油、化工廢水的生化處理效能明顯提升，從而解決了以往傳統(tǒng)厭氧生化工藝在處理煉油、化工廢水時調(diào)試時間過長、效果不佳的問題。
[0018]本發(fā)明的方法使得在煉油、化工廢水的生化處理工藝流程中增加高效厭氧反應器成為可能，使應用高效厭氧反應器的諸多優(yōu)點可以為煉油、化工廢水的生化處理所利用，從而有助于提升生化系統(tǒng)的處理效能，抵消有機污染負荷增加、可生化性變差帶來的不利影響，繼續(xù)保障達標排放，可以較短流程實現(xiàn)較高的單元效率；并具有節(jié)約基建投資，減少占地的優(yōu)勢。