一種低溫下厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種優(yōu)化厭氧氨氧化工藝的方法，特別涉及一種低溫優(yōu)化厭氧氨氧化 工藝的方法。 (二）
【背景技術(shù)】
[0002] 氮素污染問(wèn)題日益突出，成為嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，威脅人類(lèi)安全的問(wèn)題之一。氮素 的積累將直接影響水體的質(zhì)量，導(dǎo)致一系列水體富營(yíng)養(yǎng)化、水華等污染，而這些問(wèn)題可能影 響水體中生物的生存，更可能危及人類(lèi)的健康。
[0003] 厭氧氨氧化作為一種高效的新型生物脫氮技術(shù)，與其他技術(shù)相比具有一些優(yōu)勢(shì)， 如處理成本低，剩余污泥產(chǎn)生較少。雖然厭氧氨氧化具有較為廣泛的運(yùn)用前景，但是一些環(huán) 境因素極大程度限制厭氧氨氧化技術(shù)。其中低溫就是一個(gè)較為普遍的例子，大量研宄表明 當(dāng)環(huán)境溫度低于20°C，厭氧氨氧化菌活性受到嚴(yán)重抑制，反應(yīng)器整體性能急劇下降。要說(shuō)明 低溫廢水大量存在，要加熱不僅能耗高，還不可行。 (三）

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是克服低溫條件對(duì)厭氧氨氧化菌活性的抑制作用，通過(guò)添加Fe3+、Cu2+ 和Ni2+復(fù)合金屬離子溶液，對(duì)厭氧氨氧化工藝進(jìn)行優(yōu)化，提高反應(yīng)器在低溫條件下的去除 效率和穩(wěn)定性。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006] 本發(fā)明提供一種低溫下厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行方法，所述方法為：以待處理 污水為厭氧氨氧化反應(yīng)器進(jìn)水，所述待處理污水中NH/-N和NOf-N濃度均為210? 280mg?L-1 (優(yōu)選280mg?L-1)，初始水力停留時(shí)間為3. 0?6.Oh(優(yōu)選3h)，所述待處理污 水中添加終濃度為2. 00?4.OOml?I71復(fù)合金屬離子溶液（優(yōu)選2. 5ml?I71)，反應(yīng)器在 14?30°C(優(yōu)選14?20°C)、避光條件下培養(yǎng)，初始氮去除負(fù)荷為3. 7kgN?nT3 ?cf1，當(dāng)反 應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行三天以上，連續(xù)三天出水NCV-N測(cè)定濃度偏差小于10 %或當(dāng)天出水NCV-N測(cè) 定濃度小于IOmg?L'通過(guò)下列方法之一調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)行：（1)減小反應(yīng)器水力停留時(shí)間： 調(diào)整幅度為原水力停留時(shí)間的5?20%; (2)增加進(jìn)水中NH4+-N與NCV-N的濃度：增加幅度 均為14?56mg?I71;當(dāng)反應(yīng)器出水N02_-N測(cè)定濃度大于IOOmg?T1時(shí)停止進(jìn)一步負(fù)荷提 升，通過(guò)下列方法之一調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)行：①增大水力停留時(shí)間：調(diào)整幅度為原水力停留時(shí) 間的5%?20% ;②減小進(jìn)水中NH/-N與N02_-N的濃度：減小幅度均為14?70mg?T1 (優(yōu) 選56mg?L-1);所述復(fù)合金屬離子溶液組成：氨三乙酸8. 549g?L-1，F(xiàn)e2(SO4)3I443g?L-1， NiCl2 ? 6H20I. 791g?I71，CuSO4 ?H2OI. 844g?L'溶劑為自來(lái)水。
[0007]進(jìn)一步，所述待處理污水組成如下：NaH2P048?12mg?L-1，MgSO4 ? 7H20 46. 9? 70. 3mg.L^CaCl2 .2H20 4. 52 ?6. 78mg.LlKHCO3O. 8 ?I. 2g?L'NIV-NSIO?280mg噸-1， NCV-N210 ?280mg.L'微量元素II. 00 ?I. 25ml.171、微量元素III. 00 ?I. 25ml.I71， 溶劑為自來(lái)水；
[0008] 微量元素I組成：EDTA5.OOg?L-1，F(xiàn)eS049. 14g?L-1，溶劑為自來(lái)水；
[0009] 微量元素II組成：EDTA15.Og?I71，ZnSO4 ? 7H20 0? 430g?I71，CoCl2 ? 6H20 0? 240g?I71，MnCl2 ? 4H20 0? 990g?I71，CuSO4 ? 5H20 0? 250g?I71，NaMoO4 ? 2H20 0? 220g?I71， NiCl2 ? 6H20 0? 2IOg?I71，H3BO4O. 014g?L'溶劑為自來(lái)水。
[0010] 更進(jìn)一步，優(yōu)選所述待處理污水組成如下：NaH2PO4IOmg?I71，MgSO4 ? 7H20 58. 6mg?I71，CaCl2 ? 2H20 5. 65mg?L'KHCO3Ig?L'NH4+-N280mg?L'NCV-N280mg?I71， 微量元素IL〇〇?L25ml?L-1、微量元素III. 00?I. 25ml?L-1，溶劑為自來(lái)水；
[0011] 微量元素I(g?L-1):EDTA5. 00,FeS049. 14,溶劑為自來(lái)水；
[0012] 微量元素II(g?I71) :EDTA15. 0,ZnSO4 ? 7H20 0? 430,CoCl2 ? 6H200. 240， MnCl2 *4H20 0. 990,CuSO4 *5H20 0. 250,NaMoO4 *2H20 0. 220,NiCl2 *6H20 0. 210,H3BO4O. 014, 溶劑為自來(lái)水。
[0013] 進(jìn)一步，所述反應(yīng)器可優(yōu)化運(yùn)行溫度為14?20°C。
[0014] 進(jìn)一步，所述水力停留時(shí)間減小或增加的幅度均為原水力停留時(shí)間的10%。
[0015] 進(jìn)一步，所述進(jìn)水中NH4+-N與NCV-N的濃度增加或減小的幅度均為56mg?L'
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：本發(fā)明方法在低溫條件下（14?20°C)通過(guò)Fe3+Xu2+ 和Ni2+復(fù)合金屬離子溶液的添加，可以有效地緩解厭氧氨氧化菌在低溫下受到的負(fù)面作用 并激發(fā)厭氧氨氧化菌活性，從而提高反應(yīng)器脫氮性能。 (四）【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為反應(yīng)器RO進(jìn)水與出水水質(zhì)隨時(shí)間變化曲線圖。
[0018] 圖2為反應(yīng)器RO中水力停留時(shí)間與總氮負(fù)荷、總氮去除負(fù)荷曲線圖。
[0019] 圖3為溫度隨運(yùn)行時(shí)間的變化曲線圖。
[0020] 圖4為反應(yīng)器Rl進(jìn)水與出水水質(zhì)隨時(shí)間變化曲線圖。
[0021] 圖5為反應(yīng)器Rl中水力停留時(shí)間與總氮負(fù)荷、總氮去除負(fù)荷曲線圖。 (五）【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于 此：
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 取已穩(wěn)定運(yùn)行的上流式厭氧污泥床反應(yīng)器兩個(gè)（有效體積1L，連續(xù)七天出水 NCV-N濃度偏差小于10% )，分別為反應(yīng)器RO和反應(yīng)器Rl進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，其中反應(yīng)器 RO以不含復(fù)合金屬離子溶液的模擬廢水為進(jìn)水并作為參照反應(yīng)器，反應(yīng)器Rl以含終濃度 2. 50ml?I71復(fù)合金屬離子溶液的模擬廢水為進(jìn)水并作為實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器。
[0025] 反應(yīng)器RO與反應(yīng)器Rl進(jìn)水中NH4+-N和NO2--N濃度均為280mg?L-1，初始水力停 留時(shí)間（HRT)均為3. 0h，兩個(gè)反應(yīng)器在常溫實(shí)驗(yàn)室（14?30°C)避光條件下培養(yǎng)，RO與Rl 初始氮去除負(fù)荷分別為4.OkgN?HT3 ?Cf1和3. 7kgN?HT3 ?Cf1。
[0026] 實(shí)驗(yàn)室溫度從30°C逐漸下降至14°C，反應(yīng)器總氮去除率和去除負(fù)荷也隨著溫度 的下降而逐漸下降，出水NH/-N和NCV-N濃度上升，當(dāng)反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行三天以上，連續(xù)三天 出水NOf-N測(cè)定濃度偏差小于10%或當(dāng)天出水NO2U測(cè)定濃度小于IOmg七1，通過(guò)下列方 法之一調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)行：（1)減小反應(yīng)器水力停留時(shí)間調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)作：調(diào)節(jié)幅度為原水 力停留時(shí)間的10% ;(2)增加進(jìn)水基質(zhì)（NH4+-N與N(V-N)濃度：增加幅度均為56mg?I71; 當(dāng)反應(yīng)器出水NCV-N測(cè)定濃度大于IOOmg?T1時(shí)停止進(jìn)一步負(fù)荷提升，通過(guò)下列方法之一 調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)行：（1)增大水力停留時(shí)間：調(diào)整幅度為原水力停留時(shí)間的10% ; (2)減小進(jìn) 水基質(zhì)（NH4+-N與N02_-N)濃度：減小幅度為56mg?L'
[0027] 整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中當(dāng)HRT為3. 0h，RO的NH4+-N和NO2--N去除率分別為75. 4±12. 5% 和83. 0±10. 3%，R1對(duì)應(yīng)的去除率分別為91. 0±3. 5%和93. 9±2. 0%;當(dāng)HRT為2. 5h時(shí)， RO的NH/-N和NCV-N去除率分別為71.0±13. 6%和81.8±11.6%，R1對(duì)應(yīng)的去除率分別 為82. 1 ±5. 4%和83. 7±7. 7%。添加Fe3+、Cu2+和Ni2+復(fù)合金屬離子溶液的反應(yīng)器Rl的 運(yùn)行性能明顯優(yōu)于對(duì)照反應(yīng)器RO，結(jié)果見(jiàn)圖1-圖5和表1。
[0028] 這說(shuō)明Fe3+Xu2+和Ni2+復(fù)合金屬離子溶液的添加能夠在低溫的條件下，有效地緩 解低溫（14?20°C)對(duì)厭氧氨氧化菌產(chǎn)生的負(fù)面作用，并激發(fā)厭氧氨氧化菌的活性以保證 反應(yīng)器穩(wěn)定的氮去除能力。
[0029]模擬廢水組成如下：NaH2PO4IOmg?I71，MgSO4?7H20 58. 6mg?I71，CaCl2?2H20 5. 65mg?L-1，KHCO3Ig?L-1，NH4+-N和NO2--N均為 280mg?L-1，微量元素I和微量元素II均為 1.25mlL'溶劑為自來(lái)水；
[0030] 微量元素I(g?I/1):EDTA5. 00,FeS049. 14,溶劑為自來(lái)水。
[0031]微量元素II(g?I71) :EDTA15. 0,ZnSO4?7H200?430,CoCl2?6H200. 240， MnCl2 *4H20 0. 990,CuSO4 *5H20 0. 250,NaMoO4 *2H20 0. 220,NiCl2 *6H20 0. 210,H3BO4O. 014, 溶劑為自來(lái)水。
[0032] 復(fù)合金屬離子溶液（g?I/1):氨三乙酸（NTA) 8. 549,Fe2 (SO4) 39. 443,NiCl2 ? 6H20 I. 791，CuSO4 ?H2OI. 844,溶劑為自來(lái)水。
[0033] 表1反應(yīng)器RO和Rl實(shí)驗(yàn)過(guò)程中運(yùn)行數(shù)據(jù)總結(jié)與對(duì)比
[0034]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低溫下厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行的方法，其特征在于所述方法為：以待處理污水 為厭氧氨氧化反應(yīng)器進(jìn)水，所述待處理污水中NH/-N和NOf-N濃度均為210?280mg ?Γ1， 初始水力停留時(shí)間為3. 0?6. 0h，所述待處理污水中添加終濃度為2. 00?4. OOml · Γ1復(fù) 合金屬離子溶液，反應(yīng)器在14?30°C、避光條件下運(yùn)行，當(dāng)反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行三天以上，連續(xù) 三天出水NOf-N測(cè)定濃度偏差小于10%或當(dāng)天出水NOf-N測(cè)定濃度小于IOmg噸 4時(shí)，通過(guò) 下列方法之一調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)行：（1)減小反應(yīng)器水力停留時(shí)間：調(diào)整幅度為原水力停留時(shí) 間的5%?20% ;(2)增加進(jìn)水中順4+4與勵(lì)，4的濃度：增加幅度均為14?5611^.17 1; 當(dāng)反應(yīng)器出水NCV-N測(cè)定濃度大于IOOmg · Γ1時(shí)停止進(jìn)一步負(fù)荷提升，通過(guò)下列方法之一 調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)行：①增大水力停留時(shí)間：調(diào)整幅度為原水力停留時(shí)間的5%?20% ;②減小 進(jìn)水中NH4+-N與NCV-N的濃度：減小幅度均為14?70mg · ΙΛ 所述復(fù)合金屬離子溶液組成：氨三乙酸8. 549g · ΙΛ Fe2 (SO4) 39· 443g · ΙΛ NiCl2 · 6Η201· 791g · ΙΛ CuSO4 · H2OL 844g · ΙΛ 溶劑為自來(lái)水。
2. 如權(quán)利要求1所述低溫下厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行的方法，其特征在于所述待處理污 水組成如下：NaH2P0 48 ?12mg · Γ1，MgSO4 · 7Η2046· 9 ?70. 3mg · Γ1，CaCl2 · 2Η204· 52 ? 6. 78mg · Γ1，KHCO3O. 8 ?I. 2g · Γ1，ΝΗ4+-Ν210 ?280mg · Γ1，NCV-N210 ?280mg · Γ1，微量 元素 I I. 00?I. 25ml · L'微量元素 II L 00?L 25ml · ΙΛ溶劑為自來(lái)水； 微量元素 I組成：EDTA5. OOg · Γ1，F(xiàn)eS049. 14g · Γ1，溶劑為自來(lái)水； 微量元素 Π 組成：EDTA15. Og · Γ1，ZnSO4 · 7Η200· 430g · Γ1，CoCl2 · 6Η200· 240g · Γ1， MnCl2 · 4Η200· 990g · I/1，CuSO4 · 5Η200· 250g · I/1，NaMoO4 · 2Η200· 220g · I/1， NiCl2 · 6Η200· 2IOg · ΙΛ H3BO4O. 014g · ΙΛ 溶劑為自來(lái)水。
3. 如權(quán)利要求1所述低溫下厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行的方法，其特征在于所述反應(yīng)器運(yùn) 行溫度為14?20 °C。
4. 如權(quán)利要求1所述低溫下厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行的方法，其特征在于所述水力停留 時(shí)間增加幅度為原水力停留時(shí)間的10%。
5. 如權(quán)利要求1所述低溫下厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行的方法，其特征在于所述進(jìn)水中 NH/-N與NCV-N的濃度增加幅度均為56mg · L'
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低溫下厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行的方法，所述方法為：以待處理污水為厭氧氨氧化反應(yīng)器進(jìn)水，所述待處理污水中NH4+-N和NO2--N濃度均為210～280mg·L-1，初始水力停留時(shí)間為3.0～6.0h，反應(yīng)器在14～30℃、避光條件下運(yùn)行，當(dāng)反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行三天以上，連續(xù)三天出水NO2--N測(cè)定濃度偏差小于10％或當(dāng)天出水NO2--N測(cè)定濃度小于10mg·L-1時(shí)，調(diào)節(jié)反應(yīng)器運(yùn)行；本發(fā)明方法在低溫條件下(14～20℃)通過(guò)Fe3+、Cu2+和Ni2+復(fù)合金屬離子溶液的添加，可以有效地緩解厭氧氨氧化菌在低溫下受到的負(fù)面作用并激發(fā)厭氧氨氧化菌活性，從而提高反應(yīng)器脫氮性能。
【IPC分類(lèi)】C02F3-28
【公開(kāi)號(hào)】CN104556368
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410606861
【發(fā)明人】金仁村, 陳輝, 郭瓊, 張正哲
【申請(qǐng)人】杭州師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年10月31日