CN103102009A - 一种诱导恢复sbr亚硝化的方法 - Google Patents

Abstract

一种诱导恢复SBR亚硝化的方法属于城市污水处理与资源化领域。针对亚硝化工艺对环境条件敏感，易转向全程硝化，失去亚硝化特性的特点。本发明对亚硝化性能遭到部分破坏的亚硝化工艺，通过每个周期向反应器中投加与反应器污泥浓度相同，体积为反应器有效容积的0.5%-1%且亚硝化率为95%以上的亚硝化污泥，控制曝气量使溶解氧维持在0.5-1.0mg/L，控制曝气时间使氨氧化率维持在50%-70%，经过7天14个周期成功实现了亚硝化的恢复，亚硝化率重新到达90%以上。在此条件下稳定运行7天14个周期以上，亚硝化率一直在90%以上，标志亚硝化恢复成功。

Description

一种诱导恢复SBR亚硝化的方法

技术领域

本发明属于城市污水处理与资源化领域。具体涉及一种诱导恢复SBR亚硝化的方法

背景技术

近年来，随着然而，随着城市化、工业化的加快，大量未经处理的氮磷元素直接排入受纳水体，水体的富营养化现象呈现日益严重的发展趋势。

对于废水中氮素污染的治理，生物脱氮技术较其他脱氮技术（如物理法、化学法）相比具有工艺简单、成本低廉、较易推广等特点，从而受到人们的青睐。近年来，国内外学者对污水生物脱氮技术进行了大量的研究，污水生物脱氮理论取得了较大突破，涌现了一批具有创新意义的生物脱氮工艺，如同时硝化反硝化技术、短程硝化反硝化技术、短程硝化-厌氧氨氧化技术等。然而所有工艺的核心，是实现短程硝化，短程硝化又叫亚硝化，此工艺可减少25%的硝化需氧量、40%的反硝化碳源、50%的污泥产量及反硝化池容积。因此成为国内外研究的热点。

实现厌氧氨氧化的前提是保证亚硝化稳定的出水，所以稳定的亚硝化是实现新脱氮工艺的首要前提。硝化反应是在有氧条件下，通过好氧菌将氨氮转化为NO₃ ^-的过程。参与此过程的细菌有氨氧化菌（ammonia-oxidizing bacteria，简称AOB）和亚硝酸盐氧化菌（nitrite-oxidizing bacteria，简称NOB）两种不同的自养菌。硝化反应在两种菌的作用下分两个步骤进行，第一氨氮由AOB氧化为亚氮，然后亚氮由NOB进一步氧化为硝氮。

亚硝化即把硝化反应控制在亚硝化反应阶段，阻止硝化反应。这就要求反应体系中富集大量的AOB，并且淘汰出NOB。可以通过两种细菌生长特性的差异实现亚硝化，关键在于将硝化过程控制在氨氧化菌氧化阶段，由于在开放体系中，氨氧化菌和亚硝酸氧化菌普遍共存，实现稳定的短程硝化并非易事。亚硝化工艺又对环境条件敏感，易转向全程硝化，失去亚硝化特性的特点。这是阻碍亚硝化工艺应用实践的工程瓶颈。

长期运行遭到破坏的亚硝化系统会使NOB适应环境而逐渐增值导致亚硝化的恶化、破坏甚至崩溃。系统崩溃后产生大量的硝氮使后续的厌氧氨氧化工艺不能进行。可见当亚硝化工艺在崩溃之前寻找一种快速有效的的恢复方法对于此工艺的应用具有很重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种诱导恢复SBR亚硝化的方法。其特征在于：

对长期稳定运行遭到破坏的亚硝化污泥置于SBR反应器中；每个周期向反应器中投加与反应器污泥浓度相同，体积为反应器有效容积的0.6%-1%且亚硝化率为95%以上的亚硝化污泥，控制曝气量使溶解氧维持在0.5-1.0mg/L，控制曝气时间使氨氧化率维持在50%-70%；维持此条件运行，计算出水亚硝化率即反应积累的亚硝酸盐与积累的亚硝酸盐与硝酸盐之和的比值；待亚硝化率达到90%以上，一直稳定运行7天14个周期以上，即成功实现亚硝化的恢复。

本发明所提供的亚硝化工艺快速有效的恢复方法，是利用在恢复阶段每个周期投加亚硝化在95%以上的亚硝化污泥来强化诱导系统中的亚硝化性能，并通过0.5-1.0mg/L这个溶解氧范围以及50%-70%氨氧化率来加快AOB的增值速度并加强对NOB的抑制，最终实现了亚硝化的快速有效的恢复。具体步骤如下：

步骤1：反应器搭建

反应器采用SBR反应器，反应器装有曝气装置，可以通过调节曝气量来控制反应器废水中的溶解氧浓度。反应器设置简单的自动控制装置，实现自动进水、反应、沉淀、排水流程。

步骤2：改变运行条件

将经过长期运行遭到破坏的亚硝化污泥接到SBR反应器中，控制曝气量使溶解氧维持0.5-1.0mg/L，连续曝气运行4小时，此步骤旨在让接种污泥适应新环境不计入周期数。适应结束后，向反应器中投加与反应器污泥浓度相同，体积为反应器有效容积的0.6%-1%亚硝化率为95%以上的亚硝化污泥。控制曝气量使溶解氧维持0.5-1.0mg/L，每隔30min取样一次，连续取样测定三氮浓度直到氨氮全部消耗完毕，以此确定曝气时间与氨氮消耗关系。

步骤3：确定反应时间后，继续采用步骤2的曝气策略，恢复阶段每个周期均投加步骤2中相同亚硝化污泥。控制曝气时间，将氨氮氧化初始氨氮浓度的50%-70%。监测每日进出水的氨氮、亚氮、硝氮、计算亚硝化率，即出水亚硝酸盐氮/（出水亚硝酸盐氮+出水硝酸盐氮）。保持此策略持续运行7天14个周期亚硝化率重新达到90%以上。继续保持此策略运行7天14个周期以上，亚硝化率一直维持在90%以上，标志着亚硝化恢复成功。

与传统方法相比，本发明的优势在于：

第一，间歇运行不用改变进水水质，有更广泛的工程意义。

第二，恢复快速，可操作性强，基本不改变污泥性状。

以下结合具体实施方式对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围并不局限于此。

附图说明

图1是本发明恢复前亚硝化污泥运行效果图

图 2 是本发明恢复阶段亚硝化污泥运行效果图

图3 是本发明恢复后亚硝化污泥运行效果图

具体实施方式

试验以模拟污水为基础用水，具体水质如下：

恢复前后阶段进水水质：NH₄ ⁺-N=50±5mg/L，pH =7.70~8.20，温度为25±1℃。

恢复前亚硝化污泥运行效果参见图1

本发明中前期运行方式为连续曝气，溶解氧控制在0.2-0.5mg/L，将氨氮氧化为初始氨氮浓度的90%-99%。经过164个周期的稳定运行，污泥的亚硝化率开始逐渐下降，经过了30个周期，亚硝化率从90%下降到65%，亚硝化效果明显下降，出水硝氮含量无法满足下级反应器正常运行。由于长期的稳定运行，反应器体系中的NOB开始适应了环境并随着时间的积累慢慢增值，如果不采用适当的策略，亚硝化率会持续下降最终导致亚硝化系统崩溃。

恢复过程中亚硝化污泥的运行效果参见图2

出现破坏后的第30个周期，开始了亚硝化的恢复。向反应器中投加与反应器污泥浓度相同，体积为反应器有效容积的0.6%-1%亚硝化率为95%以上的亚硝化污泥。控制曝气量使溶解氧维持0.5-1.0mg/L，控制曝气时间将氨氮氧化为初始氨氮浓度的50%-70%。利用高效的亚硝化污泥来强化诱导系统中的亚硝化性能，并通过0.5-1.0mg/L这个溶解氧范围以及50%-70%氨氧化率来加快AOB的增值速度并加强对NOB的抑制作用。运行了4个周期亚硝化率就开始回升到达72%，经过7天14个周期的运行，亚硝化率重新恢复到90%以上，此条件下继续运行7天14个周期，亚硝化率一直维持90%以上，实现了亚硝化污泥破坏后的恢复。

恢复后亚硝化污泥的运行效果见图3

亚硝化恢复后，进行连续曝气，溶解氧控制在0.2-0.5mg/L，控制曝气时间，将氨氮氧化为初始氨氮浓度的90%-99%。经过了15天30个周期亚硝化率一直维持在90%以上，说明恢复后亚硝化污泥有很好的稳定性。

Claims (1)

1.一种诱导恢复SBR亚硝化的方法，其特征在于：

对长期稳定运行遭到破坏的亚硝化污泥置于SBR反应器中；每个周期向反应器中投加与反应器污泥浓度相同，体积为反应器有效容积的0.6%-1%且亚硝化率为95%以上的亚硝化污泥，控制曝气量使溶解氧维持在0.5-1.0mg/L，控制曝气时间使氨氧化率维持在50%-70%；维持此条件运行，计算出水亚硝化率即反应积累的亚硝酸盐与积累的亚硝酸盐与硝酸盐之和的比值；待亚硝化率达到90%以上，一直稳定运行7天14个周期以上，即成功实现亚硝化的恢复。

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