專利名稱：一種低溫下sbr快速啟動(dòng)亞硝化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于城市污水處理與資源化領(lǐng)域。具體涉及利用低溫條件下SBR快速啟動(dòng)亞硝化的方法
背景技術(shù)：
在我國(guó)，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，未經(jīng)處理或未經(jīng)適當(dāng)處理的含氮廢水大量排放入江河，在一定條件下可使水體中溶解氧耗盡，影響魚類和其他水生動(dòng)植物的生存，同時(shí)也促進(jìn)藻類繁殖，造成了越來(lái)越嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化等問(wèn)題。水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題已成為影響水資源環(huán)境、制約經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。近年來(lái)，雖然我國(guó)污水處理率不斷提高，但是由氮、磷污染引起的水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題不僅沒(méi)有徹底解決，更有不斷嚴(yán)重的趨勢(shì)，所以脫氮除磷問(wèn)題已然成為污水處理中的重要任務(wù)。在廢水脫氮除磷方面，傳統(tǒng)的生物脫氮方法(如A/0法、A2O法等)存在著水力停留時(shí)間長(zhǎng)、基建運(yùn)行費(fèi)用高的問(wèn)題，因此許多國(guó)家都加強(qiáng)了對(duì)生物脫氮除磷技術(shù)的研究。在生物脫氮除磷理論取得了新突破的基礎(chǔ)上，廢水生物脫氮除磷新技術(shù)也取得了快速的發(fā)展。以亞硝酸硝化反硝化技術(shù)和厭氧 氨氧化技術(shù)為標(biāo)志的諸多新型生物脫氮技術(shù)的先后問(wèn)世，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)硝化反硝化技術(shù)的缺陷，提高了脫氮效率，降低了廢水脫氮成本，在我國(guó)氮素污染日趨嚴(yán)重以及治療費(fèi)用不堪重負(fù)的雙重壓カ下，借鑒和應(yīng)用這些科技成果，無(wú)疑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。諸多脫氮新技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的亞硝化是各種技術(shù)的關(guān)鍵步驟。硝化反應(yīng)是由氨氧化菌(AOB)和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)共同作用而完成的，AOB將氨氮氧化成亞氮，NOB將亞氮進(jìn)ー步轉(zhuǎn)化成硝氮。因?yàn)閮煞N菌種的生長(zhǎng)特性存在差異且適宜生存的條件也不同，故可通過(guò)控制反應(yīng)條件來(lái)達(dá)到富集A0B，淘洗NOB的目的。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)亞硝化エ藝已經(jīng)進(jìn)行了大量的技術(shù)研究，且取得了一定的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)獲得亞硝化反應(yīng)的控制因子和影響因素進(jìn)行了分析。研究表明升溫可有效提高AOB和NOB的生長(zhǎng)速率，因此高溫被視為實(shí)現(xiàn)和維持穩(wěn)定短程硝化的重要條件。將生活污水加熱到較高溫度需要消耗相當(dāng)數(shù)量的能源，對(duì)于大型污水處理廠，具體實(shí)施的難度以及増加的能耗均不容輕視。特別是在北方城市冬季溫度污水維持在11_16°C，是阻礙亞硝化工藝實(shí)現(xiàn)工程化的一大瓶頸。因此探求在低溫條件下亞硝化的快速啟動(dòng)以及各種基質(zhì)濃度下的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于短程硝化脫氮エ藝廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種低溫下SBR實(shí)現(xiàn)硝化污泥的快速啟動(dòng)亞硝化的方法。本發(fā)明提供ー種低溫下硝化污泥實(shí)現(xiàn)亞硝化快速啟動(dòng)的方法，其特征在于將污水處理廠硝化污泥接種到SBR反應(yīng)器中，在11-15. 5°C下運(yùn)行，進(jìn)水氨氮濃度為250± 15mg/L,控制曝氣量使溶解氧在3_5mg/L,通過(guò)控制曝氣時(shí)間將氨氮氧化為初始氨氮濃度的20-50% ;維持此條件運(yùn)行，計(jì)算出水亞硝化率即反應(yīng)積累的亞硝酸鹽與積累的亞硝酸鹽與硝酸鹽之和的比值；待亞硝化率達(dá)到90%以上，一直穩(wěn)定運(yùn)行7天以上，即成功啟動(dòng)低溫下的亞硝化。本發(fā)明所提供的亞硝化快速啟動(dòng)的方法，是利用進(jìn)出水的高游離氨對(duì)NOB的抑制并利用環(huán)境低溫誘導(dǎo)AOB逐漸適應(yīng)這一策略，以序批式生物反應(yīng)器(SBR)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)亞硝化的快速啟動(dòng)。與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于第一，所適宜溫度更低(11-15. 50C )，實(shí)現(xiàn)了亞硝化的快速啟動(dòng)(12天)。第二，低溫啟動(dòng)后，后期的水質(zhì)廣泛，在中、低兩種進(jìn)水氨氮濃度內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)亞硝化的穩(wěn)定運(yùn)行。第三，本方法簡(jiǎn)單、快捷、方便，利于操作。以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。


圖1是本發(fā)明高氨氮啟動(dòng)階段反應(yīng)器運(yùn)行效果圖。圖2是本發(fā)明中氨氮(150±1511^/し)和低氨氮(50±511^/し)濃度穩(wěn)定階段反應(yīng)器運(yùn)行效果圖。
具體實(shí)施例方式具體步驟如下步驟1:反應(yīng)器搭建反應(yīng)器采用SBR反應(yīng)器，反應(yīng)器裝有曝氣裝置，可以通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量來(lái)控制反應(yīng)器廢水中的溶解氧濃度。反應(yīng)器設(shè)置簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水流程。步驟2 :接種污泥接種污水處理廠硝化污泥，置于SBR反應(yīng)器中，在低溫(11-15. 5°C)條件下，通入模擬污水(氨氮濃度250±15mg/L)，開(kāi)始曝氣，控制曝氣量使溶解氧在5. 00mg/L以下，連續(xù)曝氣24小吋，此步驟g在讓接種污泥適應(yīng)新環(huán)境不計(jì)入周期數(shù)。適應(yīng)結(jié)束后，采用連續(xù)曝氣，每隔30min取樣一次，連續(xù)取樣測(cè)定三氮濃度直到氨氮濃度為初始濃度的50%，此時(shí)間確定曝氣時(shí)間與氨氮消耗關(guān)系。步驟3 :確定反應(yīng)時(shí)間后，繼續(xù)控制溶解氧在5.00mg/L以下，進(jìn)水氨氮濃度250±15mg/L，控制曝氣時(shí)間，將氨氮氧化初始氨氮濃度的50%以下。監(jiān)測(cè)每日進(jìn)出水的氨氮、亞氮、硝氮、計(jì)算亞硝化率，即出水亞硝酸鹽氮/ (出水亞硝酸鹽氮+出水硝酸鹽氮)。保持此策略持續(xù)運(yùn)行12天12個(gè)周期亞硝化率達(dá)到90%以上。繼續(xù)保持此策略運(yùn)行7個(gè)周期以上，亞硝化率一直維持在90%以上，標(biāo)志著亞硝化啟動(dòng)成功。試驗(yàn)以模擬污水為基礎(chǔ)用水，具體水質(zhì)如下啟動(dòng)階段NH4+-N=150±15mg/L，pH=7. 90 8. 20，溫度為 11-15. 5°C。中氨氮濃度穩(wěn)定階段NH4+-N=150±15mg/L，pH=7. 70 8. 00，溫度為 11-15. 5°C。
低氨氮濃度穩(wěn)定階段NH4+-N=50±5mg/L，pH=7. 70 8. 00，溫度為 11-15. 5°C。具體處理如下實(shí)施例1啟動(dòng)階段以及第一氨氮濃a度穩(wěn)定運(yùn)行階段參見(jiàn)圖1本發(fā)明反應(yīng)器接種污泥來(lái)自北京市A污水處理廠硝化污泥，在低溫(11-15. 5°C)條件下，采用模擬污水，進(jìn)水氨氮濃度250±15mg/L。接種后經(jīng)過(guò)連續(xù)曝氣24小時(shí)的適應(yīng)并通過(guò)周期實(shí)驗(yàn)確定曝氣時(shí)間與氨氮消耗濃度的關(guān)系。每個(gè)周期控制曝氣量使溶解氧在3-5. OOmg/し控制曝氣時(shí)間將氨氮氧化初始氨氮濃度的20-50%。本方法利用高濃度的進(jìn)出水游離氨抑制N0B，并利用低溫環(huán)境誘導(dǎo)AOB逐漸適應(yīng)。從而實(shí)現(xiàn)淘洗NOB并成功實(shí)現(xiàn)AOB在低溫下的快速富集。采用此策略運(yùn)行，使得污泥的初始亞硝化率即達(dá)到39%，在12個(gè)周期內(nèi)，亞硝化率持續(xù)上升達(dá)到了 90%，并在以后的7個(gè)周期內(nèi)一直穩(wěn)定維持在90%以上。實(shí)現(xiàn)了對(duì)硝化污泥的快速啟動(dòng)。中、低氨氮濃度穩(wěn)定運(yùn)行階段參見(jiàn)圖2將進(jìn)水氨氮濃度降到150±15mg/L，保持以上運(yùn)行策略，調(diào)整曝氣時(shí)間使氨氮氧化初始氨氮濃度的90%以上。在第(36-52)個(gè)周期內(nèi)，亞硝化率一直穩(wěn)定維持在90%以上，說(shuō)明此種方式啟動(dòng)的亞硝化能直接適應(yīng)中氨氮濃度進(jìn)水，并能維持穩(wěn)定運(yùn)行。將進(jìn)水氨氮濃度降到50±5mg/L，保持以上運(yùn)行策略，調(diào)整曝氣時(shí)間使氨氮氧化初始氨氮濃度的90%以上。在第(53-68)個(gè)周期內(nèi)，亞硝化率仍能維持在90%以上，說(shuō)明此種方式啟動(dòng)的亞硝化能直接適應(yīng)低氨氮濃度進(jìn)水，并能維持穩(wěn)定運(yùn)行。綜上實(shí)例表明此種策略下低溫啟動(dòng)的亞硝化成功 實(shí)現(xiàn)了低溫下中、低進(jìn)水氨氮濃度的穩(wěn)定運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.ー種低溫下SBR快速啟動(dòng)亞硝化的方法，其特征在于 將污水處理廠硝化污泥接種到SBR反應(yīng)器中，在11-15. 5°C下運(yùn)行，進(jìn)水氨氮濃度為250± 15mg/L,控制曝氣量使溶解氧在3_5mg/L,通過(guò)控制曝氣時(shí)間將氨氮氧化為初始氨氮濃度的20-50% ;維持此條件運(yùn)行，計(jì)算出水亞硝化率即反應(yīng)積累的亞硝酸鹽與積累的亞硝酸鹽與硝酸鹽之和的比值；待亞硝化率達(dá)到90%以上，一直穩(wěn)定運(yùn)行7天以上，即成功啟動(dòng)低溫下的亞硝化。
全文摘要
一種低溫下SBR快速啟動(dòng)亞硝化的方法屬于城市污水處理與資源化領(lǐng)域。其特征在于將污水處理廠硝化污泥接種到SBR反應(yīng)器中，在11-15.5℃下運(yùn)行，進(jìn)水氨氮濃度為250±15mg/L，控制曝氣量使溶解氧在3-5mg/L，通過(guò)控制曝氣時(shí)間將氨氮氧化為初始氨氮濃度的20-50%；維持此條件運(yùn)行，計(jì)算出水亞硝化率即反應(yīng)積累的亞硝酸鹽與積累的亞硝酸鹽與硝酸鹽之和的比值；待亞硝化率達(dá)到90%以上，一直穩(wěn)定運(yùn)行7天以上，即成功啟動(dòng)低溫下的亞硝化。將進(jìn)水氨氮濃度調(diào)整為中氨氮濃度150±15mg/L，亞硝化率一直在90%以上。進(jìn)一步將進(jìn)水氨氮濃度調(diào)整為低氨氮濃度50±5mg/L，亞硝化率仍維持在90%以上。本發(fā)明解決了低溫條件下亞硝化啟動(dòng)較慢的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C02F101/16GK103058364SQ20131000501
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者李冬, 張功良, 蘇東霞, 張肖靜, 梁瑜海, 周元正, 張玉龍, 吳青, 蘇慶嶺, 張翠丹, 門絢, 楊胤, 何永平, 范丹, 羅亞紅, 曾輝平, 張 杰 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)