CN103112948B - 低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥的方法 - Google Patents

低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103112948B
CN103112948B CN201310042912.0A CN201310042912A CN103112948B CN 103112948 B CN103112948 B CN 103112948B CN 201310042912 A CN201310042912 A CN 201310042912A CN 103112948 B CN103112948 B CN 103112948B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reactor
anaerobic
sludge
granule sludge
nitrogen removal
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.)
Active
Application number
CN201310042912.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103112948A (zh
Inventor
彭永臻
唐晓雪
徐竹兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEIJING ENTERPRISES WATER (CHINA) INVESTMENT Co.,Ltd.
Original Assignee
Beijing University of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN201310042912.0A priority Critical patent/CN103112948B/zh
Publication of CN103112948A publication Critical patent/CN103112948A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103112948B publication Critical patent/CN103112948B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y02W10/12

Abstract

一种低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥的方法,属于污水生物处理技术领域,包括以下步骤:将少量厌氧氨氧化颗粒污泥破碎后与普通厌氧发酵污泥及好氧活性污泥混合均匀,投加至上流式厌氧UASB反应器中。以人工合成的低氨氮废水(总氮30-50mg/L)作为厌氧UASB反应器进水,采用连续流运行方式,控制厌氧UASB反应器上升流速恒定为4-7m/h,经过50-80d的培养,获得高效自养脱氮颗粒污泥。该发明制备的颗粒污泥,厌氧氨氧化细菌含量较高,达到1.36×108copy/g-MLSS,适合处理低氨氮废水,是市场前景广阔的废水生物处理产品。将其投加至自养脱氮反应器,可有效提高反应器总氮去除率及反应器运行稳定性,解决城市污水水量大,自养脱氮颗粒污泥易流失的问题。

Description

低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥的方法,属于 生物处理技术领域,所培养的自养脱氮颗粒污泥适用于含氮废水脱氮处理,特别适用于生 活污水等低氨氮废水。
背景技术
[0002] 水是社会和经济可持续发展的基础,随着我国工业化进程的加快,自然环境尤其 是水环境遭到了较严重的破坏,江河及湖库水环境质量日趋恶化。从上世纪八十年代开始, 国家加快了对水环境治理的步伐,污水处理率有了较大提高,然而我国缓流水体富营养化 问题不仅没有解决,而且有日益严重的趋势。
[0003] 随着水体富营养化程度的不断严重,国内外开始注重污水中氮元素的去除。现在 普遍应用的传统污水生物脱氮工艺如缺氧/好氧(A0)工艺,厌氧/缺氧/好氧(A20)工艺, SBR工艺,氧化沟工艺等,均需要创造好氧环境将氨氮转化为硝态氮,而后利用有机物(能量 载体)将硝态氮转化为氮气。而实际城市污水大都C/Ν比较低,难以满足反硝化所需的碳源, 需要投加甲醇等外碳源,以提高系统总氮TN去除率,进一步增加了系统的运行费用。因此 传统脱氮工艺在曝气环节消耗了大量的能量,属于高能耗的污水处理工艺,不符合低能耗、 可持续的发展原则。
[0004] 氧氨氧化菌的发现,给水处理工艺发展带来了新的契机,使低能耗、可持续污水处 理技术成为可能。厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐替代氧,作为电子受体将氨氮转化为氮气,无 需有机碳源,因此与上述传统生物脱氮工艺相比,厌氧氨氧化工艺可节省100%有机碳源消 耗,从而被节省的这些有机碳源可作为能源载体回收利用,产生能量(如沼气)或化工产品 (如PHAs);可节省60%的曝气量,从而降低工艺的直接能耗和运行费用。现阶段厌氧氨氧化 工艺已在高氨氮废水如污泥消化液,垃圾渗滤液等中得到实际工程上的应用。然而城市污 水这类低氨氮废水,与其他类型污水相比,具有水量巨大、污染物浓度低、水质随季节变化 大等特点,因此城市污水自养脱氮技术与高氨氮污水自养脱氮技术有重大区别。
[0005] 厌氧氨氧化菌增长较慢(倍增时间为11天),因此厌氧氨氧化的应用被局限于高 温、高氨氮废水处理。随着厌氧氨氧化颗粒污泥研究不断深入,使得厌氧氨氧化反应器可持 留大量的厌氧氨氧化菌,具有较高的TN容积转化速率使得厌氧氨氧化工艺处理低温、低氨 氮废水成为可能。本发明通过低基质浓度高上升流速方式培养的自养脱氮颗粒污泥,厌氧 氨氧化细菌含量较高,沉降性能极好,具有良好的脱氮能力。
发明内容
[0006] 由于自养脱氮细菌增殖缓慢,而生活污水等低氨氮废水,基质浓度低水量大,采用 自养脱氮细菌进行污水的深度脱氮处理,易发生污泥流失,直接导致污水处理系统崩溃。为 解决上述技术问题,本发明提供了一种低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥 的方法,所培养的自养脱氮颗粒污泥,可应用于含氮废水特别是低氨氮废水如生活污水的 深度脱氮处理中,实现稳定高效低能耗的脱氮处理。
[0007] 低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥的方法,其特征在于,包括以 下步骤和工艺条件:
[0008] ( 1)将少量厌氧氨氧化颗粒污泥破碎后与普通厌氧发酵污泥及好氧活性污泥混合 均匀,投加至上流式厌氧UASB反应器中。
[0009] (2)将人工合成的低氨氮废水作为厌氧UASB反应器进水。配水中硫酸氨与亚硝酸 钠浓度为15-30mg/L,且亚硝态氮与氨氮的浓度比例处于0. 9-1. 5之间。
[0010] (3)厌氧UASB反应器恒温25_28°C,采用连续流运行方式,反应器启动过程中,首 先采用低上升流速l_2m/h稳定运行l-3d后,通过调节反应器内回流比控制厌氧UASB反应 器上升流速恒定为4-7m/h。当出水中氨氮或亚硝浓度低于2mg/L时,缩短厌氧UASB反应器 水力停留时间。根据系统处理效果,将水力停留时间由6-8h逐步降低。
[0011] (4)经过50-80d的培养,系统水力停留时间降至0. 2-0. 5h,此时UASB系统出水中 氨氮与亚硝浓度均低于2mg/L,反应器底部颗粒污泥粒径较大,通过低基质浓度高上升流 速的培养方式获得高效自养脱氮颗粒污泥。
[0012] 本发明中,所述混合污泥,其特征在于厌氧氨氧化颗粒污泥、普通厌氧发酵污泥和 好氧活性污泥的混合质量比例为(5-15) :(50-70) :(10-20)。
[0013] 本发明中,所述上流式厌氧UASB反应器高径比为(10-20 ) : 1,并配有恒温加热装 置。该反应器顶端为沉淀池,在沉淀区设置三相分离器与污水回流管,将处理后污水回流至 反应器底部。反应器采用遮光布遮光,避免藻类物质的生长。
[0014] 本发明中,所述上升流速恒定维持方法,其特征在于通过计算进水提供的上升流 速,得出内回流需要提供的上升流速,相应的降低UASB系统内回流比。
[0015] 与现有技术相比,本发明的有益效果主要体现在:
[0016] (1)以低基质浓度含氮废水作为自养脱氮颗粒污泥培养基质,有利于自养脱氮细 菌的快速增殖。传统培养方式以高氨氮废水作为颗粒污泥培养基质,进水中总氮浓度为 300mg/L至1000mg/L是本发明中所述进水总氮浓度的10-100倍。而总氮浓度过高会直接 导致进水中游离氨及游离亚硝酸升高,抑制厌氧氨氧化细菌的生长。
[0017] (2)厌氧UASB反应器中较高的上升流速易于快速形成颗粒污泥。4_7m/h的高上 升流速对污泥进行淘洗,将悬浮性污泥排出厌氧UASB反应器,为絮体污泥提供较大水利剪 切力,迅速形成颗粒污泥。
[0018] (3)种泥由少量厌氧氨氧化颗粒污泥,厌氧发酵污泥及好氧活性污泥三者构成,有 效缩短自养脱氮颗粒污泥的培养时间。好氧活性污泥消耗系统内溶解氧,保持厌氧UASB反 应器的厌氧状态,厌氧发酵污泥成为自养脱氮细菌附着生长的骨架,而少量厌氧氨氧化细 菌的添加进一步缩短了自养脱氮颗粒污泥的培养时间。
附图说明
[0019] 图1是实施例效果图。
[0020] 图2是所培养的颗粒污泥效果图。
[0021] 图3是所培养的颗粒污泥。
具体实施方式
[0022] 首先将厌氧氨氧化颗粒污泥破碎后与厌氧发酵污泥及好氧活性污泥,按5:75:20 的质量比例,混合均匀。随后将混合污泥投加至上流式厌氧UASB反应器中。
[0023] 厌氧UASB反应器的反应区体积为2L,高径比为(10_20):1,并配有恒温加热装置。 沉淀区设置三相分离器与污水回流管,将处理后污水回流至反应器底部。反应器反应区,采 用遮光布遮光,避免藻类物质的生长。
[0024] 将人工合成的低氨氮废水作为厌氧UASB反应器进水,添加少量微量元素及无机 碳源,保证自养脱氮细菌的高效生长繁殖,配水中硫酸氨与亚硝酸钠浓度分别为20mg/L与 27mg/L,且亚硝态氮与氨氮的浓度比例为1. 3。而传统培养方式以高氨氮废水作为颗粒污泥 培养基质,进水中总氮浓度为300mg/L至1000mg/L是本发明中所述进水总氮浓度的10-100 倍。
[0025] 厌氧UASB反应器恒温25_28°C,采用连续流运行方式,反应器启动过程中,首先采 用低上升流速l_2m/h稳定运行3d后,通过调节反应器内回流比控制厌氧UASB反应器上升 流速恒定为5m/h。当出水中氨氮或亚硝浓度低于2mg/L时,缩短厌氧UASB反应器水力停留 时间。在随后的60d内,根据系统处理效果,逐步将反应器内水力停留时间由7h降至0. 2h, 相应的反应器内总氮负荷由0. 2kg-N/m3/d提高至5kg-N/m3/d,通过计算进水提供的上升流 速,得出内回流需要提供的上升流速,相应的降低UASB系统内回流比。见附图1。当水力停 留时间降至0. 2h后,在该条件下连续运行40d。自养脱氮系统稳定运行阶段,反应器工作性 能良好,系统出水中氨氮与亚硝浓度始终低于lmg/L。反应器底部颗粒污泥粒径较大,通过 低基质浓度高上升流速的培养方式获得高效自养脱氮颗粒污泥。
[0026] 所培养的颗粒污泥密实,沉降性能好,颜色为暗红色,见附图2,3,颗粒污泥平均沉 速为70m/h,反应器下端81. 3%的颗粒污泥粒径处于0. 5-0. 9mm,具有稳定高效的脱氮能力, 通过定量PCR测定,颗粒污泥中厌氧氨氧化含量高达1. 36X 108COpy/g-MLSS。

Claims (3)

1. 一种低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥的方法,其特征在于,包括 以下步骤和工艺条件: (1)将厌氧氨氧化颗粒污泥破碎后与普通厌氧发酵污泥及好氧活性污泥混合均匀,投 加至上流式厌氧UASB反应器中; (2)将人工合成的低氨氮废水作为厌氧UASB反应器进水;配水中硫酸氨与亚硝酸钠浓 度为15-30mg/L,且亚硝态氮与氨氮的浓度比例处于0. 9-1. 5之间; (3)厌氧UASB反应器恒温25-28°C,采用连续流运行方式,反应器启动过程中,首先采 用低上升流速l_2m/h稳定运行l-3d后,通过调节反应器内回流比控制厌氧UASB反应器上 升流速恒定为4-7m/h ;当出水中氨氮或亚硝浓度低于2mg/L时,缩短厌氧UASB反应器水力 停留时间; (4)经过50-80d的培养,将水力停留时间由6-8h逐步降低至0. 2-0. 5h,此时UASB系 统出水中氨氮与亚硝浓度均低于2mg/L,反应器底部颗粒污泥粒径较大,通过低基质浓度 高上升流速的培养方式获得高效自养脱氮颗粒污泥。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于:步骤(1)中厌氧氨氧化颗粒污泥、普通厌氧 发酵污泥和好氧活性污泥的混合质量比例为(3-10) :(50-70) :(10-30)。
3.根据权利要求1所述方法,其特征在于:上流式厌氧UASB反应器高径比为(10-20): 1,并配有恒温加热装置;该反应器顶端为沉淀池,在沉淀区设置三相分离器与污水回流管, 将处理后污水回流至反应器底部。
CN201310042912.0A 2013-02-03 2013-02-03 低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥的方法 Active CN103112948B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310042912.0A CN103112948B (zh) 2013-02-03 2013-02-03 低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310042912.0A CN103112948B (zh) 2013-02-03 2013-02-03 低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103112948A CN103112948A (zh) 2013-05-22
CN103112948B true CN103112948B (zh) 2014-09-24

Family

ID=48411360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310042912.0A Active CN103112948B (zh) 2013-02-03 2013-02-03 低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103112948B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110615526A (zh) * 2018-06-20 2019-12-27 中国石油化工股份有限公司 一种厌氧氨氧化工艺的启动方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103539260B (zh) * 2013-10-14 2015-03-04 北京工业大学 一种uasb内强化厌氧氨氧化颗粒污泥的方法
CN103739178B (zh) * 2013-12-26 2015-02-11 中南大学 一种强化污泥水解的厌氧氨氧化反应器快速启动方法
CN103723825A (zh) * 2013-12-31 2014-04-16 浙江大学 一种温室甲鱼养殖废水厌氧氨氧化/反硝化耦合处理方法
CN105906062B (zh) * 2016-07-12 2018-07-27 沈阳建筑大学 一种控制回流比提高厌氧氨氧化颗粒污泥形成速度的方法
CN110615525A (zh) * 2018-06-20 2019-12-27 中国石油化工股份有限公司 一种富集厌氧氨氧化菌的方法及应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003053385A (ja) * 2001-08-09 2003-02-25 Kurita Water Ind Ltd 生物脱窒装置
CN1583600A (zh) * 2004-05-28 2005-02-23 清华大学 利用混合污泥培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法
CN102259976A (zh) * 2011-05-23 2011-11-30 杭州师范大学 一种厌氧氨氧化反应器的快速启动方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003053385A (ja) * 2001-08-09 2003-02-25 Kurita Water Ind Ltd 生物脱窒装置
CN1583600A (zh) * 2004-05-28 2005-02-23 清华大学 利用混合污泥培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法
CN102259976A (zh) * 2011-05-23 2011-11-30 杭州师范大学 一种厌氧氨氧化反应器的快速启动方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110615526A (zh) * 2018-06-20 2019-12-27 中国石油化工股份有限公司 一种厌氧氨氧化工艺的启动方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103112948A (zh) 2013-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103112948B (zh) 低基质浓度高上升流速快速培养自养脱氮颗粒污泥的方法
CN106430562B (zh) 一种禽畜废水达标排放的处理方法
CN101050026B (zh) 高浓度有机废水深度脱氮处理方法
CN102557356B (zh) 半短程硝化/厌氧氨氧化城市污水脱氮除磷工艺和方法
Zhu et al. Recent developments and future perspectives of anaerobic baffled bioreactor for wastewater treatment and energy recovery
CN103663725B (zh) 基于颗粒污泥的连续流生物脱氮方法及装置
CN103086511B (zh) 污泥发酵强化城市污水脱氮除磷的方法
CN101955294B (zh) 一体化生物反应器及其应用和处理高浓度有机废水的方法
CN103539262B (zh) 一种改良型a2o 污水处理方法
CN105036489B (zh) 一种畜禽养殖废水深度脱氮除磷达标处理装置及其工艺
CN103011407B (zh) 初沉污泥内碳源开发强化城市污水脱氮的装置与方法
CN105543282A (zh) 强化有机废水或废物厌氧生物产氢的方法
CN102586344A (zh) 一种加热循环污泥厌氧发酵生产挥发性脂肪酸的方法
Mojiri et al. A review on anaerobic digestion, bio-reactor and nitrogen removal from wastewater and landfill leachate by bio-reactor
CN108383239B (zh) 间歇曝气模式下短程硝化厌氧氨氧化同时除磷的一体化生物处理工艺
CN101704611B (zh) 生活垃圾渗滤液的处理方法
CN104291518A (zh) 一种高浓度畜禽废水达标排放的处理系统及处理方法
CN102633403B (zh) 一种维生素b12生产废水的处理方法
CN105060623B (zh) 基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合的双泥污水处理方法
CN201923879U (zh) 污泥水解酸化耦合反硝化装置
CN110002697B (zh) 垃圾渗滤液uasb产甲烷与分段进水ifas a/o spnapd脱氮装置与方法
CN105819567A (zh) 自循环厌氧反应器
CN105948243B (zh) 一种快速培养适于制药废水处理的厌氧颗粒污泥的方法
CN204981333U (zh) 一种含氮废水的uasb厌氧氨氧化处理装置
CN101693583B (zh) 一种1,3-丙二醇发酵微生物废水生化综合处理方法

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: 20210304

Address after: 100102 808, room 801, 8 / F, building 18, District 7, Wangjing East Garden, Chaoyang District, Beijing

Patentee after: BEIJING ENTERPRISES WATER (CHINA) INVESTMENT Co.,Ltd.

Address before: 100124 No. 100 Chaoyang District Ping Tian Park, Beijing

Patentee before: Beijing University of Technology