CN102276059A - 甜菜碱在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用 - Google Patents
甜菜碱在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102276059A CN102276059A CN2011101369024A CN201110136902A CN102276059A CN 102276059 A CN102276059 A CN 102276059A CN 2011101369024 A CN2011101369024 A CN 2011101369024A CN 201110136902 A CN201110136902 A CN 201110136902A CN 102276059 A CN102276059 A CN 102276059A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- normal temperature
- application
- anammox
- betaine
- glycine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 title abstract 3
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 title abstract 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 25
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 18
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 18
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 4
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 4
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229950010582 betaine anhydrous Drugs 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y02W10/12—
Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
本发明提供了甜菜碱作为添加剂在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用。本发明采用添加外源甜菜碱的方法，可提高厌氧氨氧化工艺在常温下运行的性能；实验证明，该方法可以有效缩短厌氧氨氧化工艺处理常温废水所需的启动时间，提高其去除效率，增强反应器的稳定性。
Description
(一)技术领域
本发明涉及甜菜碱的新用途——作为添加剂在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用。
(二)背景技术
由于人类活动的影响，氮素在水体中过多积累，导致了严重的水体富营养化现象，严重影响了生态系统安全。
厌氧氨氧化是一种新型生物脱氮工艺，是指在厌氧条件下，以亚硝酸盐为电子受体，将氨氧化为氮气的生物反应。厌氧氨氧化工艺不仅可以省去传统脱氮过程中硝化反应的充氧能耗，和反硝化反应中需要添加有机外源电子供体，还改善硝化反应产酸，反硝化产碱而均需中和的状况。减少了化学试剂的需求量，防止可能出现的二次污染，可比传统生物脱氮工艺节省40％的运行费用。厌氧氨氧化工艺还具有很高的容积效率，实验室小试研究表明，该工艺最大容积负荷可达125kg-N/(m3·d)。
能够进行厌氧氨氧化工艺的温度范围为6～43℃，最适温度在35℃左右。然而由于季节的交替和地理位置的不同，一般废水的温度都处于常温(通常为15～25℃，或者更低)。温度的降低会导致厌氧工艺处理负荷和处理效率大幅降低，污泥沉降性下降，严重影响了系统的正常运行。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种常温下快速实现高效稳定运行厌氧氨氧化工艺的新途径，以克服常温条件下厌氧氨氧化反应器驯化时间长的不足。该方法操作简单灵活，只需结合厌氧氨氧化反应器进水温度的变化，适时添加一定的甜菜碱，从而实现较高的去除效率。
本发明采用的技术方案是：
甜菜碱作为添加剂在维持厌氧氨氧化系统常温条件下稳定运行中的应用。所述常温条件，是指对系统进水温度不加控制(现有厌氧氨氧化工艺的最适温度为35℃)，即废水温度为15～25℃，或者更低。
所述厌氧氨氧化系统可在35℃左右温度下按照常规方法启动，具体过程可如下：接种已稳定运行的厌氧氨氧化反应器内的污泥，置于恒温室内培养，采用NH4 +-N和NO2 --N比例为1∶1～1∶1.3的进水，控制进水温度为35±1℃，启动初期基质浓度控制在70～100mg/L，水力停留时间为1d，经过1个月的运行，完成了厌氧氨氧化工艺的启动，并通过增加进水基质浓度和缩短水力停留时间的方法，提高反应器氮负荷，基质浓度的调节为NH4 +-N，NO2 --N各增加28mg/L～36mg/L，HRT为每次减小2～0.5h。厌氧氨氧化系统按照上述方法启动之后将其再移出恒温室，添加甜菜碱于常温条件下运行。
具体的，所述应用为：启动厌氧氨氧化系统，将甜菜碱加入废水中作为厌氧氨氧化系统进水，对进水水温不加控制，运行厌氧氨氧化系统，对废水进行处理。
优选的，所述甜菜碱在废水中的添加量为1～5mmol/L。
所述废水为常规适用于厌氧氨氧化工艺的废水，优选的，所述废水中NH4 +-N和NO2 --N物质的量之比为1∶1～1.3。
本发明的有益效果主要体现在：采用添加外源甜菜碱的方法，可提高厌氧氨氧化工艺在常温下运行的性能；实验证明，该方法可以有效缩短厌氧氨氧化工艺处理常温废水所需的启动时间，提高其去除效率，增强反应器的稳定性。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：
厌氧氨氧化工艺的启动：
取已稳定运行的厌氧氨氧化反应器内的污泥接种于升流式厌氧反应器(体积为2.5L)，在35℃下培养，并控制进水温度为30±1℃。进水采用模拟废水，其组成为：KH2PO4 10mg·L-1，CaCl2·2H2O 5.6mg/L，MgSO4·7H2O 300mg/L，KHCO31250mg/L，微量元素溶液I、微量元素溶液II各1.25mL/L。其中，微量元素溶液I组成为：EDTA 5000mg/L，FeSO45000mg/L，溶剂为水；微量元素溶液II组成为：EDTA 15000mg/L，H3BO414mg/L，MnCl2·4H2O 990mg/L，CuSO4·5H2O 250mg/L，ZnSO4·7H2O430mg/L，NiCl2·6H2O 190mg/L，NaMoO4·2H2O 220mg/L，NaSeO4·10H2O210mg/L，溶剂为水。NH4 +-N和NO2 --N由(NH4)2SO4和NaNO2按需提供。
NH4 +-N和NO2 --N浓度比例为1∶1。最初NH4 +-N和NO2 --N浓度都设置为70mg/L，HRT为12h，经过1个月的培养，出现了明显的厌氧氨氧化现象，实现了厌氧氨氧化工艺的启动。并以28mg/LNH4 +-N、NO2 --N为梯度提高进水基质浓度，并注意控制出水NO2 --N浓度小于100mg/L。将进水基质浓度调至210mg/L后，调节HRT由12h调至2h，提高厌氧氨氧化活性。
厌氧氨氧化工艺的常温运行：
将已经成功启动的厌氧氨氧化反应器用于处理常温废水，水温不加控制(20±5℃)。进水仍然采用模拟废水，组成同前，甜菜碱由无水甜菜碱提供。NH4 +-N和NO2 --N浓度都设置为210mg/L，先将水力停留时间设置为6h，通过添加一定量甜菜碱，保持进水中甜菜碱浓度为3～4mmol/L，总氮容积负荷达到1.68kg/(m3·d)。以出水NO2 --N浓度小于30mg/L为标准，将水力停留时间以1h为梯度，调至2h，经过18d的调试，总氮去除率达到了88.9％。
Claims (4)
1.甜菜碱作为添加剂在维持厌氧氨氧化系统常温条件下稳定运行中的应用。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述应用为：启动厌氧氨氧化系统，在废水中加入甜菜碱作为厌氧氨氧化系统进水，对进水水温不加控制，运行厌氧氨氧化系统，对废水进行处理。
3.如权利要求2所述的应用，其特征在于所述甜菜碱在废水中的添加量为1～5mmol/L。
4.如权利要求2所述的应用，其特征在于所述废水中NH4 +-N和NO2 --N物质的量之比为1∶1～1.3。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011101369024A CN102276059B (zh) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | 甜菜碱在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011101369024A CN102276059B (zh) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | 甜菜碱在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102276059A true CN102276059A (zh) | 2011-12-14 |
| CN102276059B CN102276059B (zh) | 2013-04-24 |
Family
ID=45101859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011101369024A Active CN102276059B (zh) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | 甜菜碱在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102276059B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104909455A (zh) * | 2015-05-24 | 2015-09-16 | 北京工业大学 | 利用甜菜碱作为添加剂缓解厌氧氨氧化系统盐度冲击的方法 |
| CN109081432A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-25 | 杭州师范大学 | 提高厌氧氨氧化反应器处理高温含氨废水脱氮性能的方法 |
| CN109160601A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-08 | 知合环境（北京）有限责任公司 | 甜菜碱在缓解高浓度游离亚硝酸对厌氧氨氧化污泥活性的抑制中的应用 |
| CN109160602A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-08 | 知合环境（北京）有限责任公司 | 甜菜碱在缓解低pH值对厌氧氨氧化污泥活性的抑制中的应用 |
| CN109970216A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-07-05 | 西安交通大学 | Pva基凝胶珠促进厌氧氨氧化污泥颗粒化的培养方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006334587A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Nalco Co | 膜バイオリアクターの流束を改善する方法 |
| CN101054236A (zh) * | 2007-05-28 | 2007-10-17 | 北京市环境保护科学研究院 | 亚硝化－厌氧氨氧化单级生物脱氮方法 |
| CN101898829A (zh) * | 2010-07-15 | 2010-12-01 | 大连海洋大学 | 耐盐型厌氧氨氧化反应器的启动方法 |
-
2011
- 2011-05-24 CN CN2011101369024A patent/CN102276059B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006334587A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Nalco Co | 膜バイオリアクターの流束を改善する方法 |
| CN101054236A (zh) * | 2007-05-28 | 2007-10-17 | 北京市环境保护科学研究院 | 亚硝化－厌氧氨氧化单级生物脱氮方法 |
| CN101898829A (zh) * | 2010-07-15 | 2010-12-01 | 大连海洋大学 | 耐盐型厌氧氨氧化反应器的启动方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 《中国给水排水》 20070831 周健等 高盐榨菜腌制废水处理的微生物系统构建研究 第17-20，25页 1-4 第23卷, 第15期 * |
| 《中国给水排水》 20100831 柴宏祥等 投加甜菜碱对ASBBR处理榨菜废水效能的影响 第12页左栏第2段第5-11行，第12页第3节，第11页右栏第3行 1-4 第26卷, 第15期 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104909455A (zh) * | 2015-05-24 | 2015-09-16 | 北京工业大学 | 利用甜菜碱作为添加剂缓解厌氧氨氧化系统盐度冲击的方法 |
| CN109081432A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-25 | 杭州师范大学 | 提高厌氧氨氧化反应器处理高温含氨废水脱氮性能的方法 |
| CN109160601A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-08 | 知合环境（北京）有限责任公司 | 甜菜碱在缓解高浓度游离亚硝酸对厌氧氨氧化污泥活性的抑制中的应用 |
| CN109160602A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-08 | 知合环境（北京）有限责任公司 | 甜菜碱在缓解低pH值对厌氧氨氧化污泥活性的抑制中的应用 |
| CN109970216A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-07-05 | 西安交通大学 | Pva基凝胶珠促进厌氧氨氧化污泥颗粒化的培养方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102276059B (zh) | 2013-04-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Element sulfur-based autotrophic denitrification constructed wetland as an efficient approach for nitrogen removal from low C/N wastewater | |
| CN106830324B (zh) | 一种分段进水a2/o工艺强化生物脱氮除磷的装置与方法 | |
| CN102276059B (zh) | 甜菜碱在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用 | |
| CN103288211B (zh) | 缺氧/好氧sbr-deamox脱氮工艺处理低c/n比城市污水的装置及方法 | |
| CN104891650B (zh) | 一种同步脱氮除硫颗粒污泥的快速培养方法 | |
| CN110092470B (zh) | 一种基于短程硝化-厌氧氨氧化耦合反硝化固定化小球snad工艺快速启动方法 | |
| CN104310580B (zh) | 部分反硝化串联自养脱氮实现硝酸盐废水与城市污水深度脱氮的装置与方法 | |
| CN103663863A (zh) | 低cn比污水反硝化除磷与分段式短程硝化接厌氧氨氧化脱氮的装置和方法 | |
| CN105217890A (zh) | 基于deamox强化a2/o+生物接触氧化工艺生物脱氮除磷的装置与方法 | |
| CN104556356B (zh) | 一种快速启动短程硝化反应器的方法 | |
| CN103723821A (zh) | 一种将全程硝化污泥快速诱变为自养亚硝化污泥的方法 | |
| CN105217786A (zh) | 基于deamox强化改良分段进水a2/o工艺生物脱氮除磷的装置与方法 | |
| CN104386812A (zh) | 基于颗粒污泥和生物膜的复合式厌氧氨氧化反应工艺及装置 | |
| CN105152327B (zh) | 具有羟基磷灰石内核的厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法 | |
| CN110092482B (zh) | 一种基于固定化小球实现同步pnd-dnra处理含碳、氮废水的方法 | |
| CN104291529A (zh) | 部分反硝化-厌氧氨氧化处理高浓度硝酸盐废水与城市污水的装置与方法 | |
| CN103121750B (zh) | 一种城市生活污水亚硝化颗粒污泥的高效培养方法 | |
| CN108249569A (zh) | 一种高效的污水脱氮工艺 | |
| CN101456626A (zh) | 一种a2/o氧化沟工艺运行控制方法 | |
| CN104710007A (zh) | 一种实现同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化工艺稳定运行的方法 | |
| CN101289247A (zh) | 序批式反应器的单级好氧生物脱氮运行方法 | |
| CN103121773A (zh) | 利用微生物对低cod高氨氮城市污水进行生物脱氮方法 | |
| Tang et al. | Tracing and utilizing nitrogen loss in wastewater treatment: The trade-off between performance improvement, energy saving, and carbon footprint reduction | |
| CN103787499B (zh) | 一种序批式全程自养脱氮颗粒污泥的高效运行方法 | |
| CN103058350A (zh) | 硝化废水氧化裂解处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201203 Address after: 226300 No. 266 Century Avenue, hi tech Zone, Jiangsu, Nantong Patentee after: NANTONG WOTE OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: Hangzhou City, Zhejiang province 310036 Xiasha Higher Education Park forest Street No. 16 Patentee before: Hangzhou Normal University Effective date of registration: 20201203 Address after: 15 Yongxing Road, Jiangsu, No., building 14, No. 226000 Patentee after: JIANGSU LANXIN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 226300 No. 266 Century Avenue, hi tech Zone, Jiangsu, Nantong Patentee before: NANTONG WOTE OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. |