專利名稱：一種定性對比不同亞硝化污泥中nob含量的方法
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。具體涉及一種定性對比不同亞硝化污泥中NOB含量的方法。
背景技術(shù)：
隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，自然環(huán)境尤其是水環(huán)境遭到了較嚴(yán)重的破壞，江河及湖庫水環(huán)境質(zhì)量日趨惡化。從上世紀(jì)八十年代開始，國家加快了對水環(huán)境治理的步伐，污水處理率有了較大提高，然而由氮和磷污染引起的水體富營養(yǎng)化問題不僅沒有解決，而且有日益嚴(yán)重的趨勢。傳統(tǒng)的生物脫氮工藝是通過氨化細(xì)菌將水中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，然后通過硝化反應(yīng)將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，再由反硝化作用將硝態(tài)氮還原為氮?dú)鈴乃幸莩?。然而，傳統(tǒng)的硝化/反硝化生物脫氮工藝存在流程長、供氧量高、需要外加碳源、污泥產(chǎn)量高等問題，以上問題將會(huì)大大增加基建投資和運(yùn)行費(fèi)用。因此，以短程硝化(NH4+-N02_ )為核心的短程脫氮技術(shù)成為了當(dāng)前含氮廢水處理的研究熱點(diǎn)，例如短程硝化反硝化技術(shù)、同時(shí)硝化反硝化技術(shù)、短程硝化-厭氧氨氧化技術(shù)等。短程硝化工藝是把硝化反應(yīng)過程控制在no2_生成階段，阻止no2_被進(jìn)一步氧化為no3_。此階段理論上可比傳統(tǒng)的全程硝化技術(shù)減少25%的需氧量、40%的碳源及50%的污泥產(chǎn)量。參與此過程的細(xì)菌有氨氧化菌(ammonia-oxidizing bacteria,簡稱Α0Β)和亞硝酸鹽氧化菌(nitrite-oxidizing bacteria,簡稱NOB)兩種不同的自養(yǎng)菌。這兩類菌利用無機(jī)碳化物如CO廣、HCO 3_和CO2作碳源，從NH3、NH4+或N02_的氧化反應(yīng)中獲得能量。由于這兩類細(xì)菌的生長特性存在差異，對反應(yīng)條件變化的敏感程度不同，因此可以通過控制反應(yīng)條件來篩選其中一類細(xì)菌。國內(nèi)外學(xué)者對亞硝化工藝已經(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)，并對亞硝化反應(yīng)的控制因子和影響因素進(jìn)行了分析。通過研究表明亞硝化污泥中NOB的含量多少對后期亞硝化的長期穩(wěn)定運(yùn)行有決定性作用，若亞硝化污泥中NOB的含量較多，則不利于后期亞硝化的長期穩(wěn)定運(yùn)行。若只直觀地通過亞硝化率這一常用參數(shù)進(jìn)行比較的話，往往不能得出正確的結(jié)論，因?yàn)樵趤喯趸磻?yīng)過程中，通常控制某些反應(yīng)條件來抑制NOB的活性，但隨著時(shí)間的推移，NOB會(huì)適應(yīng)這些抑制條件，從而表現(xiàn)出活性。因此，污泥中NOB的含量越少越利于后期亞硝化的長期穩(wěn)定運(yùn)行。于是，尋找一種簡單有效的測定方法來定性對比不同亞硝化污泥中NOB的含量，可以及時(shí)地了解污泥性狀，及時(shí)制定抑制和淘洗NOB的策略來保證亞硝化的長期穩(wěn)定運(yùn)行，具有重要的工程意義和科研價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種定性對比不同亞硝化污泥中NOB含量的方法。本發(fā)明提供一種通過延時(shí)曝氣測定亞氮轉(zhuǎn)換成硝氮過程中的硝氮生成速率(單位質(zhì)量污泥所轉(zhuǎn)化的硝氮的量對時(shí)間的導(dǎo)數(shù))來定性對比不同亞硝化污泥中NOB含量的方法，利用亞氮氧化為硝氮過程中的硝氮生成速率與亞硝化污泥中NOB的含量成正比的原理來對比不同亞硝化污泥中NOB的含量多少，其特征在于:取亞硝化污泥放入SBR反應(yīng)器中，控制溶解氧為6.0-8.0mg/L，進(jìn)行連續(xù)曝氣。然后每隔一段取樣進(jìn)行三氮濃度測定，直到反應(yīng)器中亞氮全部氧化為硝氮為止，記錄反應(yīng)時(shí)間，最后計(jì)算硝氮生成速率，即單位質(zhì)量污泥所轉(zhuǎn)化的硝氮的量對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，根據(jù)硝氮生成速率與亞硝化污泥中NOB的含量成正比的原理進(jìn)而定性對比出亞硝化污泥中NOB的含量。若最后計(jì)算所得的硝氮生成速率越大，則證明此種亞硝化污泥中NOB含量越高；反之,此種亞硝化污泥中NOB的含量越低。 與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:第一，實(shí)驗(yàn)室目前定性對比不同亞硝化污泥中NOB含量的方法大都采用微生物實(shí)驗(yàn)，包括FISH、DGGE、螢光定量PCR等方法，設(shè)備復(fù)雜、昂貴，操作復(fù)雜。而本方法簡單、高效、易學(xué)，對于后期亞硝化的穩(wěn)定運(yùn)行有著極大的指導(dǎo)意義和指示作用。第二，本發(fā)明測定方法中水質(zhì)以及運(yùn)行參數(shù)、取樣時(shí)間根據(jù)測定者自行需要設(shè)定，具有極大的靈活性，可適應(yīng)不同水質(zhì)、不同運(yùn)行狀況、不同反應(yīng)器類型的各種亞硝化污泥，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。


圖1是亞硝化污泥A、B的硝氮生成速率隨時(shí)間的變化圖。圖2是亞硝化污泥C、D的硝氮生成速率隨時(shí)間的變化圖。
具體實(shí)施例方式具體步驟如下:步驟1:搭建SBR反應(yīng)器、接種污泥將亞硝化污泥分別投入大小形狀均相同的SBR反應(yīng)器中。步驟2:選擇運(yùn)行參數(shù)向反應(yīng)器中通入用水，選擇溫度、曝氣量、溶解氧、攪拌程度等運(yùn)行參數(shù)，但需保證進(jìn)行對比的反應(yīng)器的運(yùn)行條件相同。步驟3:運(yùn)行過程確定各種參數(shù)后，對SBR反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)曝氣，每隔一段時(shí)間取樣，測定三氮濃度，直到檢測不到亞氮存在，記錄反應(yīng)時(shí)間，停止曝氣。步驟4:分析參數(shù)計(jì)算試驗(yàn)過程中的硝氮生成速率。硝氮生成速率越快，說明亞硝化污泥中NOB的含量越高，此種污泥越不利于后期的穩(wěn)定運(yùn)行；反之，亞硝化污泥中NOB的含量越低，更加有利于后期的亞硝化穩(wěn)定運(yùn)行。步驟5:重復(fù)步驟I至步驟4的內(nèi)容，進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，以消除偶然因素及誤差的影響。
試驗(yàn)以某小區(qū)生活污水為基礎(chǔ)用水，具體水質(zhì)如下:C0D=300-400mg/L，B0D5=120-150mg/L, SS=76_114 mg/L, ΤΡ=5.75- 6.30mg/L, NH 4+-N=75_90mg/L，NOf-N ( 0.25mg/L，NOf-N ( 1.5mg/L，TP ( lmg/L，pH=7.0-7.8，堿度為 550.59-610.78mg/L (以 CaCO3 計(jì))。具體處理如下:實(shí)例I比較不同DO濃度(0.5-1.0mg/L,2.5-3.0mg/L)下運(yùn)行的亞硝化污泥中NOB的含量。亞硝化污泥A:接種高氨氮啟動(dòng)的亞硝化率在95%以上的亞硝化污泥，在DO為
0.5-1.0mg/L的條件下運(yùn)行60d之后得到亞硝化污泥A。亞硝化污泥B:起初接種污泥與A相同，在DO為2.5-3.0mg/L的條件下運(yùn)行60d之后得到亞硝化污泥B。取相同量的亞硝化污泥A、B(A、B亞硝化污泥的亞硝化率均為90%以上)，分別置于有效容積為IL的1#、2#SBR反應(yīng)器中，通入實(shí)際生活污水，進(jìn)行曝氣攪拌，保持DO為6.0-8.0mg/L ο每隔一個(gè)小時(shí)后取樣一次，測定三氮濃度。首先AOB將氨氮全部氧化為亞氮，之后由于延時(shí)曝氣的作用在NOB的作用下亞氮逐漸被氧化為硝氮。當(dāng)測定水樣中亞氮濃度為O時(shí)，停止曝氣，試驗(yàn)結(jié)束。為了減小試驗(yàn)過程中存在的偶然性以及測定過程中的誤差，再次取相同量的亞硝化污泥A、B，進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，取每個(gè)樣品的平均值進(jìn)行分析，計(jì)算出單位質(zhì)量污泥所轉(zhuǎn)化的硝氮的對量時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，即硝氮生成速率，并進(jìn)行對比。亞硝化污泥A、B的硝氮生成速率隨時(shí)間的變化圖如圖1所示。從圖中可以看出亞硝化污泥B的硝氮生成速率比A的大，說明污泥B中NOB的含量較多，不利于后期亞硝化的長期穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)例2比較兩種不同運(yùn)行方式(連續(xù)曝氣、間歇曝氣)下亞硝化污泥中NOB的含量。亞硝化污泥C:接種高氨氮啟動(dòng)的亞硝化率在95%以上的亞硝化污泥，在連續(xù)曝氣的條件下運(yùn)行90d之后得到亞硝化污泥C。亞硝化污泥D:起初接種污泥與C相同，在間歇曝氣的條件下(曝氣/停曝時(shí)間為30min/10min)運(yùn)行90d之后得到亞硝化污泥D。取相同量的亞硝化污泥C、D(C、D亞硝化污泥的亞硝化率均為90%以上)，分別置于有效容積為IL的3#、4#SBR反應(yīng)器中，通入實(shí)際生活污水，進(jìn)行曝氣攪拌，保持DO為
6.0-8.0mg/L ο每隔一個(gè)小時(shí)后取樣一次，測定三氮濃度。首先AOB將氨氮全部氧化為亞氮，之后由于延時(shí)曝氣的作用在NOB的作用下亞氮逐漸被氧化為硝氮。當(dāng)測定水樣中亞氮濃度為O時(shí)，停止曝氣，試驗(yàn)結(jié)束。為了減小試驗(yàn)過程中存在的偶然性以及測定過程中的誤差，再次取相同量的亞硝化污泥C、D，進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，取每個(gè)樣品的平均值進(jìn)行分析，計(jì)算出單位質(zhì)量污泥所轉(zhuǎn)化的硝氮的量對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，即硝氮生成速率，并進(jìn)行對比。亞硝化污泥C、D的硝氮生成速率隨時(shí)間的變化圖如圖2所示。從圖中可以看出亞硝化污泥C的硝氮生成速率比D大，說明污泥C中NOB的含量較多，不利于后期亞硝化的長期穩(wěn)定運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種定性對比不同亞硝化污泥中NOB含量的方法，其特征在于: 取亞硝化污泥放入SBR反應(yīng)器中，控制溶解氧為6.0-8.0mg/L，進(jìn)行連續(xù)曝氣。然后每隔一段取樣進(jìn)行三氮濃度測定，直到反應(yīng)器中亞氮全部氧化為硝氮為止，記錄反應(yīng)時(shí)間，最后計(jì)算硝氮生成速率，即單位質(zhì)量污泥所轉(zhuǎn)化的硝氮的量對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，根據(jù)硝氮生成速率與亞硝化污泥中NOB的含量成正比的原理進(jìn)而定性對比出亞硝化污泥中NOB的含量。
全文摘要
一種定性對比不同亞硝化污泥中NOB含量的方法屬于城市污水處理與資源化領(lǐng)域。其特征在于取亞硝化污泥放入SBR反應(yīng)器中，控制溶解氧為6.0-8.0mg/L，進(jìn)行連續(xù)曝氣。然后每隔一段取樣進(jìn)行三氮濃度測定，直到反應(yīng)器中亞氮全部氧化為硝氮為止，記錄反應(yīng)時(shí)間，最后計(jì)算硝氮生成速率，即單位質(zhì)量污泥所轉(zhuǎn)化的硝氮的量對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，根據(jù)硝氮生成速率與亞硝化污泥中NOB的含量成正比的原理進(jìn)而定性對比出亞硝化污泥中NOB的含量。本發(fā)明解決了長期以來亞硝化污泥中對NOB的抑制以及被淘洗程度不明確的問題，可以對亞硝化污泥的性能有更全面的了解，為后期的運(yùn)行策略打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)G01N33/24GK103116011SQ20131000545
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者李冬, 蘇東霞, 張功良, 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 申請人:北京工業(yè)大學(xué)