CN102701442A - 一种水源水生物脱氮系统快速启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环保水处理技术领域，涉及一种饮用水源水生物脱氮系统快速启动方法，先选择生物膜反应器将其中填充沙子等后，接种活性污泥作为反硝化菌种，然后补充待处理的水源水；向生物膜反应器中添加葡萄糖和葡萄糖氧化酶后，再向反应器中添加葡萄糖和葡萄糖氧化酶产生菌，调节并控制生物膜反应器运行温度为15～35℃；pH为7.0～8.5；启动内循环泵循环3～5个周期，然后采用连续进水进行培养驯化；待生物膜反应器内溶解氧降至0.5mg/L以下为生物脱氮系统启动完成，接入待处理的水源水进行正常运行，视水源水中有机碳源的含量补充有机碳源；其反应器结构简单，原理可靠，运行成本低，脱氮效率高，效果好，环境友好，节省资源，启动速度快。
Description
技术领域：
本发明属于环保水处理技术领域，涉及一种饮用水源水生物脱氮系统快速启动方法，适用于湖泊水、水库水和地下水类淡水饮用水源水的生物脱氮。
背景技术：
随着工农业生产的迅速发展，人类赖以生存的环境资源受到多种污染的冲击，氮就是其中之一。各种水环境中的氮污染问题是造成饮用水源地（湖泊、水库等）水体富营养化的主要原因之一，已成为世界性的环境问题，并越来越引起人们的高度重视。地表水体和地下水中的氮主要是离子态氮，以硝酸盐氮为主，其次是离子态氨氮和亚硝酸盐氮，现有的饮用水源特别是地下水源基本上都受到了不同程度的硝酸盐污染。有资料表明，这种硝酸盐超标的状况还将随着农业上氮肥使用量的增加，城乡污水排放量的加大在全世界范围内不断加剧；我国一些地区的水源地也出现了同样的问题，甚至更加严重。
目前，生物脱氮是公认的去除水体氮污染物最经济、最有效的方法，该方法通常通过硝化作用和反硝化作用的组合工艺来实现，其中前者在好氧条件下，将氨由氨氧化细菌氧化为亚硝酸盐，然后进一步由亚硝酸盐氧化细菌将亚硝酸盐氧化为硝酸盐；后者则由反硝化细菌在缺氧或厌氧条件下将硝酸盐转化为氮气，从系统中脱除。大多数反硝化细菌是兼性厌氧细菌，能够利用氧或硝酸盐作为最终电子受体，在氧分压高时，进行好氧呼吸获得能量；当含氧浓度很低或完全厌氧时，通过反硝化作用获得能量；当同时存在分子态氧和硝酸盐时，反硝化细菌优先进行有氧呼吸。一般认为，当系统中氧浓度保持在0.5mg/L以下时，反硝化作用可以进行。Jorgensen等对海岸带悬浮物进行了研究，其结果发现，当溶解氧为2.2mg/L时，反硝化速率为0；当溶解氧降至0.2mg/L时，有微弱的反硝化作用；当溶解氧低于 0.125mg/L时，反硝化作用变得非常强烈。
目前常用的生物脱氮系统启动方式有三种：一是先间歇培养一段时间，然后逐步增加负荷连续进水；二是连续培养，采用设定流速或者缓慢增加流速的方式进水；三是先接种活性污泥，然后再间歇或连续培养。这三种启动方式挂膜周期和所形成的生物膜特性不同，但是启动后达到稳定时处理效果基本相同。饮用水源水通常具有较高的溶解氧含量和较低的有机碳含量，因此在正常情况下，其脱氮启动需要相当长的时间。如何在短时间内将脱氮系统内的溶解氧降低到反硝化作用适宜发生的浓度，是实现水源水生物脱氮系统快速启动的关键。已有报道的实现手段包括：（1）通过吹送氮气去除系统中的溶解氧；（2）接种反硝化假单胞菌，投加甲醇（碳源），除去水体中溶解氧；（3）增加反硝化阶段的水力停留时间。
葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，E.C.1.1.3.4，GOD)在有氧条件下能专一性地催化β-D-葡糖生成葡萄糖酸和过氧化氢，由于葡萄糖氧化酶具有去除葡萄糖、脱氧、杀菌等特性，而且安全无副作用，因此广泛应用于食品、饲料、医药等行业中。葡萄糖氧化酶广泛分布于动植物和微生物体内。由于微生物生长繁殖快、来源广，是生产葡萄糖氧化酶的主要来源，主要生产菌株为黑曲霉和青霉。葡萄糖氧化酶通常与过氧化氢酶组成一个氧化还原酶系统。葡萄糖氧化酶在分子氧存在下能氧化葡萄糖生成D-葡萄糖酸内酯，同时消耗氧生成过氧化氢。过氧化氢酶能够将过氧化氢分解生成水和1/2氧，而后水又与葡萄糖酸内酯结合产生葡萄糖酸。在此过程中，葡萄糖氧化酶的特点是能够消耗氧气催化葡萄糖氧化。按反应条件葡萄糖氧化酶催化反应有3种形式：（1）没有过氧化氢酶存在时，每氧化1摩尔葡萄糖消耗1摩尔分子氧；(2)有过氧化氢酶存在时，每氧化1摩尔葡萄糖消耗1/2摩尔分子氧；（3）有乙醇及过氧化氢酶存在时，过氧化氢酶可用于乙醇的氧化，每氧化1摩尔葡萄糖消耗1摩尔分子氧。因此，根据葡萄糖氧化酶这一特性，可以通过在生物脱氮系统中加入适量葡萄糖氧化酶或葡萄糖氧化酶产生菌，达到有效去除氧气，创造反硝化 作用适宜发生的条件，快速启动生物脱氮系统的目的。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求提供一种饮用水源水生物脱氮系统快速启动方法，可在1～3天的短时间内启动脱氮系统，快速去除水体中的硝酸盐和有效去除有机污染物。
为了实现上述目的，本发明包括如下步骤：
（1）、先选择一个生物膜反应器，生物膜反应器的类型包括普通生物滤池、淹没式生物滤池、生物流化床、生物膜膨胀床和动床生物膜反应器，将生物膜反应器中填充沙子、碎石、砂砾、纤维球、陶粒、沸石或人工合成有机填料中的一种或者两种以上的组合；
（2）、将生物膜反应器填充填料后，接种城市污水处理厂回流活性污泥作为反硝化细菌的种子，活性污泥投加量为生物脱氮系统有效体积的1%～3%（体积比），然后用水泵补充待处理的水源水；
（3）、生物膜反应器在填充填料和补充水源水后，再向生物膜反应器中添加葡萄糖和葡萄糖氧化酶，葡萄糖氧化酶添加量为200～400单位/L，葡萄糖的添加量根据水源水中硝酸盐含量按照C/N摩尔比为6～8的比例添加；
（4）、步骤（3）或通过以下方法实现，生物膜反应器在填充填料和补充水源水后，再向生物膜反应器中添加葡萄糖和葡萄糖氧化酶产生菌，葡萄糖氧化酶产生菌添加量为0.05～0.2%的体积比；葡萄糖的添加量根据水源水中硝酸盐含量按照C/N摩尔比为6～8的比例添加；
（5）、调节并控制生物膜反应器运行温度为15～35℃；pH为7.0～8.5；
（6）、步骤（5）完成后，启动内循环泵，进行内循环3～5个周期，具体方式是启动循环泵6小时，停6小时为一个周期，然后采用连续进水进行培养驯化；
（7）、待生物膜反应器内溶解氧降至0.5mg/L以下，即为生物脱氮系统启动完成，接入待处理的水源水进行正常运行，运行期间需控 制进出水流速，保持生物脱氮系统中溶解氧在0.5mg/L以下，同时视水源水中有机碳源的含量决定是否需要额外补充有机碳源。
本发明的实现在自制的生物脱氮系统中完成，生物脱氮系统主体包括加热棒、造流泵、计量泵、循环泵、反应器、补液池和循环管道；反应器采用生物膜结构的反应器或生物膜反应器，可选择常用的生物滤池作为反应器，由透明有机玻璃制成内空式箱式结构，
本发明与现有技术相比，其反应器结构简单，原理可靠，运行成本低，脱氮效率高，效果好，环境友好，节省资源，启动速度快。
附图说明：
图1为本发明的生物脱氮系及流程结构原理示意图，包括加热棒1、造流泵2、计量泵3、循环泵4、反应器5、补液池6和循环管道7。
图2为本发明实施例的实验组溶解氧和硝酸盐含量变化曲线，其中，带■的曲线为溶解氧含量变化曲线，带▲的曲线为硝酸盐含量变化曲线。
图3为本发明实施例的对照组溶解氧和硝酸盐含量变化曲线，其中，带■的曲线为溶解氧含量变化曲线，带▲的曲线为硝酸盐含量变化曲线。
具体实施方式：
下面通过实施例并结合附图作进一步说明。
实施例：
本实施例采用自制的生物膜结构的反应器，生物膜反应器或为生物滤池，由有机玻璃制成，内径为380mm，高为2000mm，有效容积200L；生物脱氮系统包括加热棒1、造流泵2、计量泵3、循环泵4、反应器5、补液池6和循环管道7，见附图1；生物膜反应器内加入陶粒作为反硝化细菌附着生长载体，陶粒直径为2～3cm，系统填充率80%，装填高度为1600mm；从城市污水处理厂取5L性状良好的回流活性污泥，将5L活性污泥投入生物脱氮系统中，然后加入葡萄糖氧化酶200单位/L，加入葡萄糖使其浓度为160mg/L（C/N比为6.6:1），注入待处理的水 源水，水源水水质情况见表1；启动内循环泵，循环3个周期（启动循环泵6小时，停6小时为一个周期），然后注满水源水静置一天，之后采用连续进水进行培养驯化，控制水温为25～28℃，检测溶解氧和硝酸盐等指标；同时设置采用活性污泥接种法进行反硝化菌培养驯化的对照组，从城市污水处理厂取5L性状良好的回流活性污泥，将5L活性污泥投入生物脱氮系统中，不投加葡萄糖氧化酶和葡萄糖，直接注入待处理的水源水，之后的处理方法和实验组相同。
本实施例的实验过程中实验组和对照组反应器内溶解氧浓度、出水中硝酸盐浓度变化情况见图2、图3；从图中可以看出，实验组反应器中溶解氧降低的很快，3天就降至0.5mg/L以下，出水中硝酸盐含量也降低较快，3天后即降低为0.5mg/L以下，说明脱氮系统已建立完成。而对照组溶解氧和硝酸盐降低很慢，出水中硝酸盐需要42天才能降低到0.5mg/L以下，溶解氧需要45天才能够降低到0.5mg/L以下。
表1试验用的水源水的水质情况
Claims (1)
1.一种水源水生物脱氮系统快速启动方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）、先选择一个生物膜反应器，生物膜反应器的类型包括普通生物滤池、淹没式生物滤池、生物流化床、生物膜膨胀床和动床生物膜反应器，将生物膜反应器中填充沙子、碎石、砂砾、纤维球、陶粒、沸石或人工合成有机填料中的一种或者两种以上的组合；
（2）、将生物膜反应器填充填料后，接种城市污水处理厂回流活性污泥作为反硝化细菌的种子，活性污泥投加量为生物脱氮系统有效体积的1%～3%，然后用水泵补充待处理的水源水；
（3）、生物膜反应器在填充填料和补充水源水后，再向生物膜反应器中添加葡萄糖和葡萄糖氧化酶，葡萄糖氧化酶添加量为200～400单位/L，葡萄糖的添加量根据水源水中硝酸盐含量按照C/N摩尔比为6～8的比例添加；
（4）、步骤（3）或通过以下方法实现，生物膜反应器在填充填料和补充水源水后，再向生物膜反应器中添加葡萄糖和葡萄糖氧化酶产生菌，葡萄糖氧化酶产生菌添加量为0.05～0.2%的体积比；葡萄糖的添加量根据水源水中硝酸盐含量按照C/N摩尔比为6～8的比例添加；
（5）、调节并控制生物膜反应器运行温度为15～35℃；pH为7.0～8.5；
（6）、步骤（5）完成后，启动内循环泵，进行内循环3～5个周期，具体方式是启动循环泵6小时，停6小时为一个周期，然后采用连续进水进行培养驯化；
（7）、待生物膜反应器内溶解氧降至0.5mg/L以下，即为生物脱氮系统启动完成，接入待处理的水源水进行正常运行，运行期间需控制进出水流速，保持生物脱氮系统中溶解氧在0.5mg/L以下，同时视水源水中有机碳源的含量补充有机碳源。
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|---|---|
| CN (1) | CN102701442A (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103663688A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-03-26 | 天津科技大学 | 厌氧流化床生物反应器及其使用方法 |
| CN105347471A (zh) * | 2014-11-24 | 2016-02-24 | 浙江大学 | 强化原水生物预处理生物膜富集与运行性能稳定的方法 |
| CN106542655A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-03-29 | 中蓝连海设计研究院 | 一种高效脱氮微生物菌剂快速挂膜方法 |
| CN108069511A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 天津大学 | 一种应用在处理单元中的太阳能厌氧反应器装置及其使用方法 |
| CN108069512A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 天津大学 | 一种应用在处理单元中的电能厌氧反应器装置及其使用方法 |
| CN108069510A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 天津大学 | 一种应用在自然水体中的太阳能厌氧反应器装置及其使用方法 |
| CN108069509A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 天津大学 | 一种应用在自然水体中的电能厌氧反应器装置及其使用方法 |
| CN108101229A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-01 | 浙江海洋大学 | 一种水源水生物膜预处理工艺启动性能强化方法 |
| CN108751410A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-06 | 南华大学 | 一种快速去除硝酸根的方法及其移动床生物反应器装置 |
| CN110902811A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-03-24 | 西安益维普泰环保股份有限公司 | 一种污水复合碳源药剂及其制备方法 |
| CN116002846A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-04-25 | 山西青舟环境科技有限公司 | 一种用于污水处理的反硝化湿地 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59213494A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-12-03 | フイリツプス・ペトロリユ−ム・コンパニ− | 廃水からの芳香族ヒドロキシ化合物および芳香族アミンの除去方法 |
| CN1127225A (zh) * | 1995-01-17 | 1996-07-24 | 青岛建筑工程学院 | 水源水中微量有机污染物生物处理方法 |
| CN101870516A (zh) * | 2010-06-01 | 2010-10-27 | 浙江大学 | 一种寡营养生境下生物膜反应器快速启动工艺 |
| WO2012025650A1 (es) * | 2010-07-27 | 2012-03-01 | Universidade De Santiago De Compostela | Procedimiento de degradación de compuestos orgánicos recalcitrantes presentes en efluentes industriales mediante un sistema en dos etapas |
-
2012
- 2012-05-22 CN CN201210160136XA patent/CN102701442A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59213494A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-12-03 | フイリツプス・ペトロリユ−ム・コンパニ− | 廃水からの芳香族ヒドロキシ化合物および芳香族アミンの除去方法 |
| CN1127225A (zh) * | 1995-01-17 | 1996-07-24 | 青岛建筑工程学院 | 水源水中微量有机污染物生物处理方法 |
| CN101870516A (zh) * | 2010-06-01 | 2010-10-27 | 浙江大学 | 一种寡营养生境下生物膜反应器快速启动工艺 |
| WO2012025650A1 (es) * | 2010-07-27 | 2012-03-01 | Universidade De Santiago De Compostela | Procedimiento de degradación de compuestos orgánicos recalcitrantes presentes en efluentes industriales mediante un sistema en dos etapas |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李永秋等: "生物陶粒反应器水源水处理工艺研究", 《青岛建筑工程学院学报》 * |
| 薛利众: "使用葡萄糖氧化酶降低啤酒含氧量的研究", 《啤酒科技》 * |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103663688B (zh) * | 2013-12-30 | 2015-01-07 | 天津科技大学 | 用厌氧流化床生物反应器进行厌氧反应的方法 |
| CN103663688A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-03-26 | 天津科技大学 | 厌氧流化床生物反应器及其使用方法 |
| CN105347471B (zh) * | 2014-11-24 | 2018-02-09 | 浙江大学 | 强化原水生物预处理生物膜富集与运行性能稳定的方法 |
| CN105347471A (zh) * | 2014-11-24 | 2016-02-24 | 浙江大学 | 强化原水生物预处理生物膜富集与运行性能稳定的方法 |
| CN108069509A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 天津大学 | 一种应用在自然水体中的电能厌氧反应器装置及其使用方法 |
| CN108069511A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 天津大学 | 一种应用在处理单元中的太阳能厌氧反应器装置及其使用方法 |
| CN108069512A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 天津大学 | 一种应用在处理单元中的电能厌氧反应器装置及其使用方法 |
| CN108069510A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 天津大学 | 一种应用在自然水体中的太阳能厌氧反应器装置及其使用方法 |
| CN106542655A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-03-29 | 中蓝连海设计研究院 | 一种高效脱氮微生物菌剂快速挂膜方法 |
| CN106542655B (zh) * | 2017-01-23 | 2020-05-01 | 中蓝连海设计研究院有限公司 | 一种高效脱氮微生物菌剂快速挂膜方法 |
| CN108101229A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-01 | 浙江海洋大学 | 一种水源水生物膜预处理工艺启动性能强化方法 |
| CN108101229B (zh) * | 2017-12-14 | 2021-01-05 | 浙江海洋大学 | 一种水源水生物膜预处理工艺启动性能强化方法 |
| CN108751410A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-06 | 南华大学 | 一种快速去除硝酸根的方法及其移动床生物反应器装置 |
| CN110902811A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-03-24 | 西安益维普泰环保股份有限公司 | 一种污水复合碳源药剂及其制备方法 |
| CN116002846A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-04-25 | 山西青舟环境科技有限公司 | 一种用于污水处理的反硝化湿地 |
| CN116002846B (zh) * | 2022-12-21 | 2023-11-21 | 山西青舟环境科技有限公司 | 一种用于污水处理的反硝化湿地 |
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