專利名稱：一種上流式填料床反應(yīng)器快速啟動(dòng)厭氧氨氧化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種上流式填料床反應(yīng)器快速啟動(dòng)厭氧氨氧化的方法，屬于快速啟動(dòng)厭氧氨氧化的方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，氮素的污染日益嚴(yán)重，已成為水環(huán)境污染的主要因素之一。許多國(guó)家對(duì)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中氨氮及總氮的要求日益嚴(yán)格，生物脫氮以其運(yùn)行投資費(fèi)用低、二次污染小等優(yōu)勢(shì)受到各國(guó)研究者的重視。但傳統(tǒng)的硝化-反硝化工藝硝化段能耗巨大，且反硝化段碳源需求量高。而目前存在大量高NH4+-N、低C/N的廢水 如垃圾滲濾液、污泥消化上清液、豬場(chǎng)廢水等，反硝化段碳源不足成為以上廢水處理過(guò)程中所面臨的最大問(wèn)題。由此，一種新型、高效、低成本的污水生物自養(yǎng)脫氮新工藝-厭氧氨氧化 (ANAMMOX,ANaerobic AMMonia OXidation)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。厭氧氨氧化是由厭氧氨氧化菌以氨氮為電子供體，亞硝酸鹽氮為電子受體，生成氮?dú)獾纳锓磻?yīng)，在厭氧氨氧化過(guò)程中， 氨氮的氧化無(wú)需02，亞硝酸鹽氮的還原無(wú)需有機(jī)物，是目前廢水生物脫氮領(lǐng)域內(nèi)最經(jīng)濟(jì)、 最簡(jiǎn)潔的工藝。厭氧氨氧化菌屬于革蘭氏陰性菌，在電子顯微鏡下發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)具有分式結(jié)構(gòu)，并且細(xì)胞表面均勻分布著火山口狀結(jié)構(gòu)的凹陷，它屬于分支很深的Planctomycetes 細(xì)菌，目前已確定了三個(gè)屬的自養(yǎng)厭氧氨氧化細(xì)菌=Brocadia屬，包括B. anammoxidans 禾口 B. fulgida ；Kuenenia 屬，包括 K. stuttgartiensis ；Scalindua 屬，包括 S. wagneri、 S. brodae和S. sorokinii.厭氧氨氧化菌生長(zhǎng)繁殖速度非常緩慢，其最大比增長(zhǎng)速率為 0. 0027/h，倍增時(shí)間長(zhǎng)達(dá)lld，這就導(dǎo)致厭氧氨氧化菌培養(yǎng)富集時(shí)間長(zhǎng)，啟動(dòng)速度緩慢，平均為100 150d，這也是厭氧氨氧化工藝規(guī)模化應(yīng)用中的瓶頸問(wèn)題，限制了該工藝在廢水脫氮處理領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有厭氧氨氧化工藝啟動(dòng)速度慢的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種上流式填料床反應(yīng)器快速啟動(dòng)厭氧氨氧化的方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的采用上流式填料床作為反應(yīng)器，所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)，選取比表面積大、密度與水相近、不易堵塞的懸浮填料作為應(yīng)填料，將厭氧氨氧化污泥與垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝中的MBR池活性污泥進(jìn)行混合接種，采用帶有溫控系統(tǒng)的自控溫加熱帶控制反應(yīng)區(qū)溫度為32 士 1°C ；采用人工合成廢水，廢水組分包括NH4HC03、NaNO2和KH2PO4，并同時(shí)投加微量元素 I (g/L) =EDTA 5 和 FeS045 ；微量元素 II (g/L) =EDTA 15，H3BO4O. 014，MnCl2 · 4H20 0. 99， CuSO4 ·5Η20 0. 25，ZnSO4 ·7Η20 0. 43，NiCl2 ·6Η20 0. 19, NaSeO4 · IOH2O 0· 21 和 NaMoO4 ·2Η20 0. 22 ；投加量均為lml/L ；
通過(guò)添加Na2CO3調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值為7. 6 士 0. 1。本發(fā)明與現(xiàn)有的厭氧氨氧化工藝啟動(dòng)方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用厭氧氨氧化污泥與垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝的MBR池活性污泥混合接種，厭氧氨氧化污泥在進(jìn)行厭氧氨氧化過(guò)程中所產(chǎn)生的胼促進(jìn)了 MBR池活性污泥的馴化，縮短了馴化時(shí)間，加快了啟動(dòng)速度；本發(fā)明采用了上流式填料床反應(yīng)器形式，懸浮填料的投加有利于絮狀污泥在反應(yīng)器內(nèi)的持留，保證了反應(yīng)器內(nèi)的生物量，有利于厭氧氨氧化工藝的快速啟動(dòng)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在具有少量厭氧氨氧化污泥源的基礎(chǔ)上，厭氧氨氧化工藝快速啟動(dòng)及厭氧氨氧化工藝的快速規(guī)模化，為該工藝規(guī)?；瘧?yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。本實(shí)施例所涉及的一種上流式填料床反應(yīng)器快速啟動(dòng)厭氧氨氧化的方法一、反應(yīng)器的搭建采用上流式填料床反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)；二、填料的選取選取比表面積大、密度與水相近(略大于水)、不易堵塞的懸浮填料；三、接種污泥的選擇采用厭氧氨氧化污泥與垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝中MBR 池活性污泥混合接種；四、采用帶有溫控系統(tǒng)的自控溫加熱帶控制反應(yīng)區(qū)溫度為32士 1°C ；五、采用人工合成廢水，廢水組分包括NH4HC03、NaNO2和KH2PO4，并同時(shí)投加微量元素 I (g/L) =EDTA 5 和 FeS045,投加量 lml/L ；微量元素 II (g/L) :EDTA15，H3BO4 0. 014， MnCl2 · 4H20 0. 99，CuSO4 · 5H20 0. 25，ZnSO4 · 7H20 0. 43，NiCl2 · 6H20 0. 19，NaSeO4 · IOH2O 0. 21 和 NaMoO4 · 2H20 0. 22，投加量 lml/L ；六、通過(guò)添加Na2CO3調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值為7. 6 士0. 1即可。所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)投加懸浮填料，沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)置三相分離器，系統(tǒng)密閉，出水管及排氣管通過(guò)各自的水封裝置。所述混合接種厭氧氨氧化污泥與垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理車間A2/0-MBR工藝中MBR 池污泥，采取分層接種的方式厭氧氨氧化污泥占接種污泥總量的1/4 1/2，置于反應(yīng)器底部；垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝中MBR池活性污泥占接種污泥總量的1/2 3/4，置于厭氧氨氧化污泥之上。所述填料與污泥均勻接種，填料投加量占反應(yīng)器體積的40% 50%，污泥投加量為反應(yīng)器有效容積的40% 50%。所述的帶有溫控系統(tǒng)的自控溫加熱帶，纏繞于反應(yīng)器外壁，通過(guò)帶探頭的感應(yīng)器感知反應(yīng)器內(nèi)水溫，當(dāng)水溫低于31°C時(shí)，加熱帶自動(dòng)加熱，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)水溫高于33°C時(shí)，加熱帶停止加熱。本發(fā)明接種污泥包括厭氧氨氧化污泥與垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝中MBR池活性污泥。其中厭氧氨氧化污泥呈紅色絮狀，具有較高的厭氧氨氧化活性；垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝中MBR池活性污泥呈黃褐色絮狀，具有較高的硝化活性。厭氧氨氧化工藝的啟動(dòng)經(jīng)歷了污泥馴化期(1 Md)和快速增殖期05 41d)。污泥適應(yīng)期接種的MBR池活性污泥逐漸向缺氧、厭氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變；厭氧氨氧化污泥逐步恢復(fù)厭氧氨氧化活性，并將周質(zhì)中通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)后的氨和轉(zhuǎn)化為羥胺的亞硝酸氮在一種膜蛋白的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)殡荩?促進(jìn)所接種的MBR池活性污泥的馴化；快速增殖期反應(yīng)器內(nèi)部的反硝化作用進(jìn)一步減弱， 具有厭氧氨氧化活性的細(xì)菌成為優(yōu)勢(shì)菌種，整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程僅需41d。比常規(guī)方法的100 150d縮短了一半以上，而且NH4+-N、N02--N、TN的去除率分別達(dá)到982%,99. 4%和89. 7%。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，這些具體實(shí)施方式
都是基于本發(fā)明整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種上流式填料床反應(yīng)器快速啟動(dòng)厭氧氨氧化的方法，其特征在于，包括采用上流式填料床反應(yīng)器，所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)，選取比表面積大、密度與水相近、不易堵塞的懸浮填料作為反應(yīng)填料，將厭氧氨氧化污泥與垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝中的MBR池活性污泥進(jìn)行混合接種，采用帶有溫控系統(tǒng)的自控溫加熱帶控制反應(yīng)區(qū)溫度為32 士 1°C ；采用人工合成廢水，廢水組分包括NH4HC03、NaNO2和KH2PO4,并同時(shí)投加微量元素 I (g/L) =EDTA 5 和 FeS045 ；微量元素 II (g/L) =EDTA 15，H3BO4O. 014，MnCl2 · 4H20 0. 99， CuSO4 ·5Η20 0. 25，ZnSO4 ·7Η20 0. 43，NiCl2 ·6Η20 0. 19, NaSeO4 · IOH2O 0· 21 和 NaMoO4 ·2Η20 0. 22 ；投加量均為lml/L ；通過(guò)添加Na2CO3調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值為7. 6 士 0. 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上流式填料床反應(yīng)器快速啟動(dòng)厭氧氨氧化的方法，其特征在于，在所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)投加懸浮填料，在沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)置三相分離器，反應(yīng)器密閉，出水管及排氣管通過(guò)各自的水封裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的上流式填料床反應(yīng)器快速啟動(dòng)厭氧氨氧化的方法，其特征在于，所述混合接種厭氧氨氧化污泥與垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理車間A70-MBR工藝中MBR池污泥，采取分層接種的方式厭氧氨氧化污泥占接種污泥總量的1/4 1/2，置于反應(yīng)器底部； 垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝中MBR池活性污泥占接種污泥總量的1/2 3/4，置于厭氧氨氧化污泥之上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的上流式填料床反應(yīng)器快速啟動(dòng)厭氧氨氧化的方法，其特征在于，所述填料與污泥均勻接種，填料投加量占反應(yīng)器體積的40% 50%，污泥投加量為反應(yīng)器有效容積的40 % 50 %。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的上流式填料床反應(yīng)器快速啟動(dòng)厭氧氨氧化的方法，其特征在于，所述的帶有溫控系統(tǒng)的自控溫加熱帶，纏繞于反應(yīng)器外壁，通過(guò)帶探頭的感應(yīng)器感知反應(yīng)器內(nèi)水溫，當(dāng)水溫低于31°C時(shí)，加熱帶自動(dòng)加熱，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)水溫高于33°C時(shí)，加熱帶停止加熱。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種上流式填料床反應(yīng)器快速啟動(dòng)厭氧氨氧化的方法，采用上流式填料床作為反應(yīng)器，所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)，選取比表面積大、密度與水相近、不易堵塞的懸浮填料作為反應(yīng)填料，將厭氧氨氧化污泥與垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝中的MBR池活性污泥進(jìn)行混合接種，采用帶有溫控系統(tǒng)的自控溫加熱帶控制反應(yīng)區(qū)溫度為32±1℃。本發(fā)明懸浮填料的投加有利于絮狀污泥在反應(yīng)器內(nèi)的持留，保證了反應(yīng)器內(nèi)的生物量，有利于厭氧氨氧化工藝的快速啟動(dòng)；本發(fā)明采用厭氧氨氧化污泥與垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工藝的MBR池活性污泥混合接種，促進(jìn)了MBR池活性污泥的馴化，縮短了馴化時(shí)間，加快了啟動(dòng)速度。
文檔編號(hào)C02F3/28GK102432097SQ20111033778
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者劉杰, 張強(qiáng), 王凱 申請(qǐng)人:北京桑德環(huán)境工程有限公司