CN103539258A

CN103539258A - 一种利用高fa的亚硝化颗粒污泥恢复方法

Info

Publication number: CN103539258A
Application number: CN201310477500.XA
Authority: CN
Inventors: 李冬; 张翠丹; 王斌; 梁瑜海; 杨胤; 何永平; 张玉龙; 吴青; 周元正; 苏庆岭; 门绚; 范丹; 姜沙沙; 王朗; 梁雨雯; 杨杰; 卫家驹; 张金库; 路健; 曾辉平
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2014-01-29

Abstract

一种利用高FA的亚硝化颗粒污泥恢复方法属于城市生活污水处理与资源化领域。本发明是在常温条件下，以生活污水为基础用水，通过控制进水的氨氮质量浓度和曝气时间来实现亚硝化颗粒污泥的恢复，其特点在于能够将颗粒污泥的亚硝化性能在短时间内得到恢复。进出水FA分别为6-8mg/L和1-2mg/L来实现亚硝化颗粒污泥的恢复。由于游离氨(free ammonia,FA)对亚硝酸盐氧化菌(nitrite oxidizing bacteria,NOB)和氨氧化菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)产生抑制作用的浓度为0.1-1.0mg/L和10-150mg/L，当FA浓度达到6mg/L时就可完全抑制NOB的生长。因此，通过控制进出水FA来实现亚硝化颗粒污泥的恢复。

Description

一种利用高FA的亚硝化颗粒污泥恢复方法

技术领域

本发明属于城市生活污水处理与资源化领域，具体涉及亚硝化颗粒污泥的恢复方法。

背景技术

氮是维持生态系统营养物质循环的一种重要的元素，然而由于人类活动对自然生态系统中氮循环的干扰和破坏，使之成为引起水质恶化、生物多样性降低和生态系统失衡的主要原因之一，严重影响了人类正常生产生活。

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，从上世纪八十年代开始，国家加快了对水环境治理的步伐，污水处理有了较大提高，然而水体污染问题仍然没有得到彻底的解决，湖泊水库的富营养化问题仍然较为突出。

目前，污水厂脱氮采用的硝化反硝化的传统工艺或改良的工艺并后续处理深度处理工艺都已不能满足日益严格的排放标准。近年来，国内外学者加强了对新型生物脱氮的理论和技术的研究，出现了一大批污水生物脱氮的新思路、新理论和新工艺，如同时硝化反硝化技术、亚硝化反硝化技术、亚硝化-厌氧氨氧化技术等。其中厌氧氨氧化是目前发现的最为简捷、经济与高效的生物脱氮途径。该工艺进水要求NO-N/NH-N为1.32：1左右，而亚硝化作为厌氧氨氧化的前体工艺，为厌氧氨氧化提供进水基质。

在实际研究中存在亚硝化污泥难以持留及增长、抗冲击负荷能力差、长期运行容易失稳转向全程硝化等问题。而颗粒污泥因其突出的沉降性能和结构上的氧传质特点，利于形成高效稳定的亚硝化体系。然而由于颗粒污泥的这种特殊AOB膜结构的亚硝化颗粒污泥，一旦失稳，系统将更难恢复。由于游离氨(free ammonia,FA)对亚硝酸盐氧化菌(nitrite oxidizingbacteria,NOB)和氨氧化菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)产生抑制作用的浓度为0.1-1.0mg/L和10-150mg/L，当FA浓度达到6mg/L时就可完全抑制NOB的生长。因此利用进出水的高FA可以抑制NOB的增殖，从而得到亚硝化颗粒污泥的恢复。

发明内容

本发明目的在于提供亚硝化颗粒污泥的恢复方法。

本发明是在常温条件下，以生活污水为基础用水，通过控制进水的氨氮质量浓度和曝气时间来实现亚硝化颗粒污泥的恢复，其特点在于能够将颗粒污泥的亚硝化性能在短时间内得到恢复。所述方法包括以下步骤：

1)在生活污水中投加氨氮和碳酸氢钠，使进水FA为6-8mg/L，，碱度以CaCO3计质量浓度为氨氮质量浓度的8-10倍，控制曝气时间为1-1.5h，使得氨氮的氧化率保持在58%-62%，出水FA控制在1-2mg/L，并且通过控制曝气量2L/min，使溶解氧在7-8mg/L。在进出水FA分别为6-8mg/L和1-2mg/L的状态下运行，而亚硝化率逐渐提高，最终维持在90%-100%，随后通过延长曝气时间到2-2.5h，控制氨氮的氧化率在80%-85%，出水FA在0.1-0.5mg/L，运行一周以上，亚硝化率仍能维持在90%-100%，即亚硝化率得到恢复。

2)以生活污水为进水，进水FA为1-2mg/L，控制曝气时间为1-1.25h，氨氮的氧化率保持在80%-85%，出水FA为0.1-0.5mg/L，并且通过控制曝气量为2L/min，使溶解氧维持在7-8mg/L，持续运行一周以上，得到颗粒污泥的亚硝化率始终维持在98%-100%。最终亚硝化颗粒污泥的恢复成功。

与现有启动亚硝化颗粒污泥方法相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明的方法恢复时间短，恢复的效果好，在短期内就能恢复，并且亚硝化率可以达到98%以上；

2)本发明的方法简单，只需在生活污水中投加一定量的氨氮，控制出水的FA即可完成亚硝化的恢复；

3)本发明的方法应用方便，可适用于工程。

附图说明

图1是亚硝化破坏阶段。

图2是亚硝化恢复阶段。

图3是亚硝化稳定阶段。

具体实施方式

实施例1:

试验采用内径为8cm，外径为19cm，总高度为100cm，有效高度为80cm的SBR反应器为实验装置，底部加微孔曝气，高径比为10，在室温条件下，温度一般在25±1℃。反应器每个周期的运行方式为进水、曝气、沉淀、排水。

0-21天为亚硝化颗粒污泥的破坏阶段，接种实验室培养好的亚硝化颗粒污泥于SBR中，以生活污水为进水，进水NH₄ ⁺-N为51-58mg/L，COD为240-284mg/L，碱度以CaCO₃计为385-415mg/L。其中，进水1min，曝气时间为3-5h，曝气量为2L/min，沉淀时间为4min，排水2min。期间，通过调节每个周期的曝气时间来控制出水氨氮的浓度，使颗粒污泥逐渐转向全程硝化。在经过21天，42个周期的延时曝气后，亚硝化率逐渐降低，最后一直降到几近为零。亚硝化颗粒污泥得到破坏，亚硝化破坏阶段如图1；

21-51天为亚硝化颗粒污泥的恢复阶段，在生活污水中投加氨氮和碳酸氢钠，使进水氨氮浓度为120-140mg/L，碱度以CaCO₃计浓度为氨氮浓度的8-10倍，控制氨氮氧化率在60%左右，出水氨氮为40-60mg/L，曝气量在2L/min，亚硝化率开始恢复。当反应运行24天后，亚硝化率恢复为90%左右。随后增大氨氧化率，使得氨氧化率维持在80%左右，出水氨氮在20-30mg/L，运行一周，而亚硝化率仍能在维持在90%以上，亚硝化彻底得以恢复，亚硝化恢复阶段如图2；

51-58天为亚硝化颗粒污泥的稳定阶段，以生活污水为进水，进水NH₄ ⁺-N为51-58mg/L，COD为240-284mg/L，碱度以CaCO₃计为385-415mg/L，控制曝气量为2L/min，氨氧化率在80%以上，出水氨氮在8-14mg/L。稳定运行一周后，亚硝化率基本都在98%以上，亚硝化得以稳定，亚硝化稳定阶段如图3。

Claims

1.一种利用高FA的亚硝化颗粒污泥恢复方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在生活污水中投加氨氮和碳酸氢钠，使进水FA为6-8mg/L，碱度以CaCO₃计质量浓度为氨氮质量浓度的8-10倍，控制曝气时间为1-1.5h，使得氨氮的氧化率保持在58%-62%，出水FA控制在1-2mg/L，并且通过控制曝气量2L/min，使溶解氧在7-8mg/L；在进出水FA分别为6-8mg/L和1-2mg/L的状态下运行，而亚硝化率逐渐提高，最终维持在90%-100%，随后通过延长曝气时间到2-2.5h，控制氨氮的氧化率在80%-85%，出水FA在0.1-0.5mg/L，运行一周以上，亚硝化率仍能维持在90%-100%，即亚硝化率得到恢复；

2)以生活污水为进水，进水FA为1-2mg/L，控制曝气时间为1-1.25h，氨氮的氧化率保持在80%-85%，出水FA为0.1-0.5mg/L，并且通过控制曝气量为2L/min，使溶解氧维持在7-8mg/L，持续运行一周以上，得到颗粒污泥的亚硝化率始终维持在98%-100%，即亚硝化颗粒污泥的恢复成功。