[发明专利]一种基于菌藻共生的好氧颗粒污泥培养方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护、污水处理和资源化领域。具体涉及到一种在具有外置光源的气提 式间歇反应器中培养菌藻共生型好氧颗粒污泥的方法。

技术背景

在水环境恶化和资源短缺的背景下，菌藻共生法一方面可以利用菌藻降解、吸收污水中 的污染物，另一方面产生的微藻具有很高的附加值，可以用来生产饲料、生物柴油、添加剂 等，因此菌藻共生法是一种污水净化与资源化相耦合技术。菌藻共生法按照培养方式可以分 为悬浮式培养和附着式培养。

悬浮式菌藻共生法，如高效藻类塘和跑道式藻类塘，因其具有处理成本低、运行工艺简 单的优点，已经在世界各地污水处理厂取得了广泛的应用。但是悬浮式培养的微藻在水体中 处于悬浮状态，而微藻个体微小，沉降性能差，这决定了其采收难度很大。微藻采收常用的 方法包括离心法、过滤法(包括膜滤)、气浮法、直接重力沉降法和絮凝法等。离心法、过滤 法、气浮法可以快速、可靠的分离微藻，但是投资和运行成本较高；直接重力沉降法是成本 最为低廉的分离、采收方法，但其耗时长，分离效果和出水水质最差。因此寻求一种高效率、 低成本的微藻采收方法是当前亟需解决的问题。

附着式培养包括光膜生物反应器和固定化技术，其中，菌藻固定化技术通过载体的固定 作用，可以实现对细菌和藻类的比例与浓度的控制，同时解决了采收难的问题，具有生物量 大、处理负荷高、运行费用低等优点，因此被认为是具有潜力的污水净化与资源化相耦合技 术。载体在菌藻固定化技术中起着关键作用。目前，固定化载体主要有天然高分子凝胶，如 海藻酸钙、琼脂等和有机合成高分子凝胶载体，如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等。天然高分子对 生物没有毒害，传质性能较好，但是强度较低，容易溶解；有机合成高分子凝胶强度较大， 但其成本高、传质性能差。因此，近年来研究者主要集中在寻求更为合适的新型廉价载体材 料上，以便藻菌固定化技术在实际生产中得以广泛应用。

另一方面，好氧颗粒污泥法由于其独特的优势近年来取得了快速发展和应用。好氧颗粒 污泥是微生物在各种选择压的驱动下，微生物间相互粘附、聚集而逐渐形成结构致密、沉降性 能优越、处理能力强的生物聚集体，即生物自固定作用。与传统的活性污泥法相比，好氧颗 粒污泥法具有处理效率高、生物量大、能耗低、沉降性能好、占地面积小等优点，被认为是 非常具有潜力的污水处理新技术，具有广阔的应用前景和发展空间。目前，全世界已经有20 余座正在运行或在建的污水处理厂采用了好氧颗粒污泥法处理城市和工业污水。但是该方法 与活性污泥法相同，仍然会产生附加值低的剩余污泥，造成二次处理难题。

本发明提供一种基于菌藻共生的好氧颗粒污泥培养方法，解决好氧颗粒污泥的剩余污泥 附加值低、微藻采收难和菌藻固定化的载体问题，可同时实现污水的高效净化与资源化。

发明内容

一种基于菌藻共生的好氧颗粒污泥培养方法，本发明的技术方案概述如下：

(1)将絮状好氧活性污泥或者好氧颗粒污泥接种到顶部具有外置光源的气提式间歇反应 器，反应器包括内筒和外筒，外筒与内筒的直径比为2-6，高度比为1-2；内筒的径高比为2-15， 内筒与反应器底部保持一定的距离，曝气器放置在内筒底部；

(2)外置光源可以是LED灯、白炽灯、荧光灯其中的一种，光照强度在2000-20000lx 之间，每天光照时间为8-24h；

(3)配置所需的不同浓度废水，COD_Cr浓度为300-2000mg/L，氨氮浓度为10-200mg/L， 并保持适量浓度的营养元素和微量元素；pH为7.0-8.5；

(4)气提式间歇反应器按照进水-厌氧-曝气-沉淀-排水的方式运行，运行周期为4-8h， 其中进水5-20min，厌氧时间30-120min，曝气时间190-380min，沉降时间2-20min，排水 时间2-10min；采用空气压缩机曝气，内筒中气体流速为1.0-3.0cm/s；反应器在室温下运行；

(5)反应器运行2-4周以后，可以形成绿色的菌藻共生型好氧颗粒污泥。

本发明培养的菌藻共生型好氧颗粒污泥为绿色，直径为0.5-3mm，SVI₃₀为20-40mL/g； 颗粒的外层主要是藻类，细菌主要分布在颗粒的内层；颗粒结构密实，稳定性好；颗粒污泥 具有污水净化效果好、易于采收、结构稳定和附加值高等优点。

附图说明