CN105541021A - 一种基于厌氧氨氧化的连续流改良uct自养脱氮除磷工艺的快速启动方法 - Google Patents

一种基于厌氧氨氧化的连续流改良uct自养脱氮除磷工艺的快速启动方法 Download PDF

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Abstract

一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,本发明涉及一种基于厌氧氨氧化的连续流同步脱氮除磷工艺的快速启动方法。本发明的目的是为了解决当前自养脱氮工艺启动时间过长,并且难以在连续流工艺中应用的问题。本发明按以下步骤进行:一、搭建系统:二、接种污泥;三、启动运行系统,进行各菌种的富集培养;四、连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的构建与启动。本发明采用分别富集培养DPAOs、AOB和Anammox三类功能细菌,再组合运行的方式进行连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的启动,启动方式更加灵活,菌种分开培养更加高效,启动时间更为缩短。本发明应用于污水生物处理技术领域。

Description

一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法。
背景技术
[0002]厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidat1n ,Anammox)是指,在厌氧条件下,厌氧氨氧化细菌以氨氮(冊4+)为电子供体,以亚硝酸盐(N02—)为电子受体,直接将氨氮和亚硝酸盐氮同时转化成氮气而释放到大气中,从而实现废水中氮素脱除的目的。厌氧氨氧化自养脱氮技术与传统生物脱氮技术相比,可节省100%的有机碳源消耗,可节省60%的曝气量,从而降低工艺的直接能耗和运行费用;同时污泥产量少,可以减少污泥处置费用;此外,厌氧氨氧化菌以二氧化碳作为碳源,且代谢途径中没有N2O等中间产物,因此可以减少温室气体的排放。因此,厌氧氨氧化技术被认为是目前生物脱氮技术中最具潜力的可持续发展的生物脱氮技术。
[0003]然而,Anammox细菌的生长速率较低(最高生长速率为0.0027^1),世代周期很长(10-14d),而且Anammox细菌的最适生长环境为高温(30_40°C)、高底物浓度条件,普通的低温低氨氮城市污水并不适合Anammox细菌的生长,同时Anammox细菌在与反硝化细菌竞争底物时缺乏优势,故而在具有较高COD浓度的环境中,Anammox细菌的生长会受到抑制。因此,Anammox工艺在实际工程应用中存在诸多限制,而启动时间长是普遍存在的问题,例如世界上第一座污泥消化液A n a m m ο X生物脱氮工艺的启动时间长达3.5年。除此之外,目前的Anammox工艺大多是应用在污水处理厂测流处理工艺上,采用的主体工艺往往也只是序批式SBR工艺,在连续流主流工艺中的应用不多,而针对普通城市污水的Anammox工艺鲜有报道,故而能够快速启动普通城市污水的Anammox生物脱氮工艺具有重要现实意义。
发明内容
[0004]本发明的目的是为了解决当前Anammox工艺启动时间长的问题,提供一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法。
[0005]本发明一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,按以下步骤进行:
[0006] —、搭建系统:
[0007]搭建两套反硝化除磷系统、两套短程硝化系统和两套厌氧氨氧化系统;其中反硝化除磷系统和短程硝化系统为序批式反应器形式;厌氧氨氧化系统为厌氧生物滤池形式;
[0008] 二、接种污泥
[0009]在反硝化除磷系统接种具有除磷能力的普通活性污泥,接种污泥浓度为4000〜5000mg/L;短程硝化污泥系统接种具有硝化性能的普通硝化污泥,接种污泥浓度为3000〜4000mg/L;厌氧氨氧化系统采用挂膜培养的方式,接种具厌氧氨氧化活性的活性污泥,接种污泥浓度为2000〜3000mg/L;
[0010]三、启动运行系统
[0011]反硝化除磷系统的启动运行的方法为:a、以城市污水为处理对象,采用厌/好氧的运行方式进行普通聚磷菌的富集培养,污泥龄控制在10〜15d;b、改变运行方式为厌/缺氧运行,在缺氧阶段投加硝酸盐氮,得到以N03—为电子受体的反硝化除磷菌,并逐步提高负荷,强化DPAOs的富集;c、减少缺氧段的硝酸盐氮投加量,同时提高亚硝酸盐投加量,富集培养出以NO2-为电子受体的反硝化聚磷菌;从取样口取样检测磷去除效果,若达到国家一级A排放标准,则反硝化除磷系统启动成功;
[0012]短程硝化系统的启动采用饥饿处理配合实时控制的方式进行,首先将接种污泥置于好氧饥饿环境中预处理7天,然后排出上清液,投加城市污水进行好氧曝气,批次运行,并逐步提高进水负荷,待DO浓度曲线发生突跃时,停止曝气;控制系统中溶解氧浓度为0.2〜
0.5mg/L,SRT为15〜20d;从取样口取样检测,待亚硝酸盐积累率和氨氮去除率均不小于90%,则短程硝化系统启动成功;
[0013]厌氧氨氧化系统的启动通过投加Anammox污泥挂膜培养的方式进行,方法为:d、采用配水培养,富集Anammox细菌的生长,水温为30〜35°C;e、以反硝化除磷系统和短程硝化系统的出水为厌氧氨氧化系统的进水,按照N02—:NH4+= 1.32的比例进行混合,连续运行,待挂膜厚度达到0.2〜0.5mm,则挂膜成功;f、降低系统水温,在常温下运行,待系统的氮去除负荷达到0.5〜lmg/m3/d时,则厌氧氨氧化系统启动成功;
[0014]四、连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的构建与启动
[0015]反硝化除磷、短程硝化和厌氧氨氧化三系统均启动成功后,按照改良UCT多级A/0工艺的形式进行组合,建立起一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺;在常温条件下进行启动,以城市污水为原水,控制污泥外回流比为50%-150%,污泥内回流比为80 %〜120 %,短程硝化反应器内DO浓度为0.2〜0.5mg/L,水力停留时间为8〜16h,通过排放剩余污泥控制系统SRT为15〜20d;从取样口取样检测,若氮去除负荷不小于1.0mg/m3/d,出水总氮和磷酸盐浓度均达到国家一级A排放标准,则说明基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺启动成功。
[0016]本发明的优点包括:
[0017] (I)本发明采用分别富集培养DPAOs、AOB和Anammox三类细菌,再组合运行的方式进行连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的启动,启动方式更加灵活,菌种分开培养更加高效,启动时间更为缩短;
[0018] (2)菌种独立培养富集得到的三类细菌的纯度更高,分步启动所获得的Anammox菌种对于常温低氨氮的城市污水的适应性也更强,便于Anammox工艺在处理实际城市污水中的推广应用;
[0019] (3)单独富集培养再组合连续运行的启动方式,考虑了各功能细菌的特点,便于各细菌均能在各自最适应的环境中得到富集生长,不仅缩短了启动时间,而且也降低了启动阶段所需的加热动力费用和药剂费用。
附图说明
[0020]图1为实施例一中富集反硝化除磷菌反应器装置的结构示意图;其中a为搅拌器,b为取样口,0为出水口,d为出水箱,e为黏沙块曝气头,f为转子流量计,g为进水栗,h为气栗,i为原水箱,j为主体反应器,k为储备液;
[0021]图2为实施例一中富集短程硝化细菌反应器装置的结构示意图;其中a为搅拌器,b为取样口,0为出水口,d为出水箱,e为黏沙块曝气头,f为转子流量计,g为进水栗,h为气栗,i为原水箱,j为主体反应器,k为DO测定仪,mSD0传感器;
[0022]图3为实施例一中富集厌氧氨氧化菌反应器装置的结构示意图;其中a为搅拌器,b为取样口,c为出水口,(1为出水箱,e为内循环栗,g为进水栗,i为原水箱,j为主体反应器,k为海绵填料,m为集气装置;
[0023]图4为实施例一中基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷装置的结构示意图,其中I表示城市污水原水箱、2表示厌氧反应器、3表示缺氧反应器、4表示第一段短程硝化反应器、5表示第一段厌氧氨氧化反应器、6表示第二段短程硝化反应器、7表示第二段厌氧氨氧化反应器、8表示沉淀池、9表示出水管、10表示搅拌器、11表示进水栗、12表示污泥内回流栗、13表示空气压缩机、14表示污泥外回流栗、15表示污泥内循环栗、16表示黏砂块曝气头、17表示空气转子流量计、18表示回流污泥控制阀、19表示剩余污泥排放控制阀、20表示DO测定仪、21表示DO传感器、22表示进水管、23表示溢流管、24表示放空管、25表示取样口、26表示海绵填料。
具体实施方式
[0024]具体实施方式一:本实施方式一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,按以下步骤进行:
[0025] —、搭建系统:
[0026]搭建两套反硝化除磷系统、两套短程硝化系统和两套厌氧氨氧化系统;其中反硝化除磷系统和短程硝化系统为序批式反应器形式;厌氧氨氧化系统为厌氧生物滤池形式;
[0027] 二、接种污泥
[0028]在反硝化除磷系统接种具有除磷能力的普通活性污泥,接种污泥浓度为4000〜5000mg/L;短程硝化污泥系统接种具有硝化性能的普通硝化污泥,接种污泥浓度为3000〜4000mg/L;厌氧氨氧化系统采用挂膜培养的方式,接种具厌氧氨氧化活性的活性污泥,接种污泥浓度为2000〜3000mg/L;
[0029]三、启动运行系统
[0030]反硝化除磷系统的启动运行的方法为:a、以城市污水为处理对象,采用厌/好氧的运行方式进行普通聚磷菌的富集培养,污泥龄控制在10〜15d;b、改变运行方式为厌/缺氧运行,在缺氧阶段投加硝酸盐氮,得到以N03—为电子受体的反硝化除磷菌,并逐步提高负荷,强化DPAOs的富集;c、减少缺氧段的硝酸盐氮投加量,同时提高亚硝酸盐投加量,富集培养出以NO2-为电子受体的反硝化聚磷菌;从取样口取样检测磷去除效果,若达到国家一级A排放标准,则反硝化除磷系统启动成功;
[0031]短程硝化系统的启动采用饥饿处理配合实时控制的方式进行,首先将接种污泥置于好氧饥饿环境中预处理7天,然后排出上清液,投加城市污水进行好氧曝气,批次运行,并逐步提高进水负荷,待DO浓度曲线发生突跃时,停止曝气;控制系统中溶解氧浓度为0.2〜
0.5mg/L,SRT为15〜20d;从取样口取样检测,待亚硝酸盐积累率和氨氮去除率均不小于90%,则短程硝化系统启动成功;
[0032]厌氧氨氧化系统的启动通过投加Anammox污泥挂膜培养的方式进行,方法为:d、采用配水培养,富集Anammox细菌的生长,水温为30〜35°C;e、以反硝化除磷系统和短程硝化系统的出水为厌氧氨氧化系统的进水,按照N02—:NH4+= 1.32的比例进行混合,连续运行,待挂膜厚度达到0.2〜0.5mm,则挂膜成功;f、降低系统水温,在常温下运行,待系统的氮去除负荷达到0.5〜lmg/m3/d时,则厌氧氨氧化系统启动成功;
[0033]四、连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的构建与启动
[0034]反硝化除磷、短程硝化和厌氧氨氧化三系统均启动成功后,按照改良UCT多级A/0工艺的形式进行组合,建立起一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺;在常温条件下进行启动,以城市污水为原水,控制污泥外回流比为50%-150%,污泥内回流比为80 %〜120 %,短程硝化反应器内DO浓度为0.2〜0.5mg/L,水力停留时间为8〜16h,通过排放剩余污泥控制系统SRT为15〜20d;从取样口取样检测,若氮去除负荷不小于1.0mg/m3/d,出水总氮和磷酸盐浓度均达到国家一级A排放标准,则说明基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺启动成功。
[0035]本实施方式待DO浓度曲线发生突跃时是指待DO浓度大于1.0mg/L时。
[0036]本实施方式的优点包括:
[0037] (I)本实施方式采用分别富集培养DPAOs、A0B和Anammox三类细菌,再组合运行的方式进行连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的启动,启动方式更加灵活,菌种分开培养更加高效,启动时间更为缩短;
[0038] (2)菌种独立培养富集得到的三类细菌的纯度更高,分步启动所获得的Anammox菌种对于常温低氨氮的城市污水的适应性也更强,便于Anammox工艺在处理实际城市污水中的推广应用;
[0039] (3)单独富集培养再组合连续运行的启动方式,考虑了各功能细菌的特点,便于各细菌均能在各自最适应的环境中得到富集生长,不仅缩短了启动时间,而且也降低了启动阶段所需的加热动力费用和药剂费用。
[0040]具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:所述的反硝化除磷系统和短程硝化系统的有效溶剂为10L,底部设置曝气装置,上部设置搅拌装置。其它与具体实施方式一相同。
[0041 ]具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是:厌氧氨氧化系统的有效容积为8L,高径比为3.5,上部设置搅拌装置和气体收集装置,内部设置海绵填料架,外部设置污泥内循环栗。其它与具体实施方式一或二相同。
[0042]具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是:所述的具有除磷能力的普通活性污泥来源于高碑店城市污水处理厂二沉池。其它与具体实施方式一至三之一相同。
[0043]具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是:所述的具有硝化性能的普通硝化污泥来源于高碑店城市污水处理厂二沉池。其它与具体实施方式一至四之一相同。
[0044]具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是:所述的具厌氧氨氧化活性的活性污泥来源于北京排水集团污泥消化液Anammox示范工程。其它与具体实施方式一至五之一相同。
[0045]具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是:步骤四所述的低碳源城市污水改良UCT自养脱氮除磷工艺包括依次连接的城市污水原水箱1、厌氧反应器2、缺氧反应器3、第一段短程硝化反应器4、第一段厌氧氨氧化反应器5、第二段短程硝化反应器6、第二段厌氧氨氧化反应器7、沉淀池8和出水管9;
[0046]所述各反应器之间以硅胶管连接,采用重力流的方式进行污水的流动;所述的城市污水原水箱I上设置进水管22、溢流管23和放空管24;所述的城市污水原水箱I和厌氧反应器2之间采用进水栗11连接;所述的厌氧反应器2、缺氧反应器3、第一段短程硝化反应器
4、第一段厌氧氨氧化反应器5、第二段短程硝化反应器6和第二段厌氧氨氧化反应器7均设有搅拌器10和取样口 25;第一段短程硝化反应器4和第二段短程硝化反应器6的底部均设有曝气装置和DO传感器21,曝气装置由空气压缩机13通过空气转子流量计17与黏砂块曝气头16连通,DO传感器21由数据线与DO测定仪20连接;第一段厌氧氨氧化反应器5和第二段厌氧氨氧化反应器7的外部均设置污泥内循环栗15,内部均采用海绵填料26进行填充;沉淀池8底部通过回流污泥控制阀18和污泥外回流栗14与缺氧反应器3连通,剩余污泥通过剩余污泥排放控制阀19排出系统;缺氧反应器3的污泥内回流管路上设置污泥内回流栗12与厌氧反应器2连通。其它与具体实施方式一至六之一相同。
[0047]具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是:步骤d富集培养Anammox细菌至丰度为101()〜1012copies/g.MLVSS。其它与具体实施方式一至七之一相同。
[0048]具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是:步骤四中所述的HRT为8〜16h,具体的HRT要根据出水NH/浓度和出水N02—浓度进行调节,当出水NH/浓度为1mg.N/L时,控制HRT为12〜16h,当出水N02—浓度为1mg.N/L时,控制HRT为8〜12h,当出水NH4+浓度和出水N02—浓度均大于1mg.N/L时,检查系统中的Anammox细菌是否受到抑制,若受到抑制应及时停止连续运行,恢复步骤一单独富集培养,当出水NH4+浓度和出水NO2-浓度均不足1mg.N/L时,保持系统在当前的HRT下运行。其它与具体实施方式一至八之一相同。
[0049]具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是:步骤四中所述的SRT为15〜20d是通过从沉淀池底部的剩余污泥排放阀排放剩余污泥来控制。其它与具体实施方式一至九之一相同。
[0050]通过以下实施例验证本发明的有益效果:
[0051 ]实施例1:本实施例一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,按以下步骤进行:
[0052] 一、搭建系统:
[0053]搭建两套反硝化除磷系统、两套短程硝化系统和两套厌氧氨氧化系统;其中反硝化除磷系统和短程硝化系统为序批式反应器形式;厌氧氨氧化系统为厌氧生物滤池形式;
[0054] 二、接种污泥
[0055]在反硝化除磷系统接种具有除磷能力的普通活性污泥,接种污泥浓度为4000〜5000mg/L;短程硝化污泥系统接种具有硝化性能的普通硝化污泥,接种污泥浓度为3000〜4000mg/L;厌氧氨氧化系统采用挂膜培养的方式,接种具厌氧氨氧化活性的活性污泥,接种污泥浓度为2000〜3000mg/L;
[0056]三、启动运行系统
[0057]反硝化除磷系统的启动运行的方法为:a、以城市污水为处理对象,采用厌/好氧的运行方式进行普通聚磷菌的富集培养,污泥龄控制在10〜15d;b、改变运行方式为厌/缺氧运行,在缺氧阶段投加硝酸盐氮,得到以N03—为电子受体的反硝化除磷菌,并逐步提高负荷,强化DPAOs的富集;c、减少缺氧段的硝酸盐氮投加量,同时提高亚硝酸盐投加量,富集培养出以NO2-为电子受体的反硝化聚磷菌;从取样口取样检测磷去除效果,若达到国家一级A排放标准,则反硝化除磷系统启动成功;
[0058]短程硝化系统的启动采用饥饿处理配合实时控制的方式进行,首先将接种污泥置于好氧饥饿环境中预处理7天,然后排出上清液,投加城市污水进行好氧曝气,批次运行,并逐步提高进水负荷,待DO浓度大于1.0mg/L时,停止曝气;控制系统中溶解氧浓度为0.2〜
0.5mg/L,SRT为15〜20d;从取样口取样检测,待亚硝酸盐积累率和氨氮去除率均不小于90%,则短程硝化系统启动成功;
[0059]厌氧氨氧化系统的启动通过投加Anammox污泥挂膜培养的方式进行,方法为:d、采用配水培养,富集Anammox细菌的生长,水温为30〜35°C;e、以反硝化除磷系统和短程硝化系统的出水为厌氧氨氧化系统的进水,按照N02—:NH4+= 1.32的比例进行混合,连续运行,待挂膜厚度达到0.2〜0.5mm,则挂膜成功;f、降低系统水温,在常温下运行,待系统的氮去除负荷达到0.5〜lmg/m3/d时,则厌氧氨氧化系统启动成功;
[0060]四、连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的构建与启动
[0061]反硝化除磷、短程硝化和厌氧氨氧化三系统均启动成功后,按照改良UCT多级A/0工艺的形式进行组合,建立起一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺;在常温条件下进行启动,以城市污水为原水,控制污泥外回流比为50%-150%,污泥内回流比为80 %〜120 %,短程硝化反应器内DO浓度为0.2〜0.5mg/L,水力停留时间为8〜16h,通过排放剩余污泥控制系统SRT为15〜20d;从取样口取样检测,若氮去除负荷不小于1.0mg/m3/d,出水总氮和磷酸盐浓度均达到国家一级A排放标准,则说明基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺启动成功。
[0062]本实施例中具有除磷能力的普通活性污泥和具有硝化性能的普通硝化污泥均来源于高碑店城市污水处理厂二沉池;具厌氧氨氧化活性的活性污泥来源于北京排水集团污泥消化液Anammox示范工程。步骤d富集培养Anammox细菌至丰度为101()〜112Copies/g.MLVSS;步骤四中所述的HRT为8〜16h,具体的HRT要根据出水NH4+浓度和出水N02—浓度进行调节,当出水順4+浓度为1mg.N/L时,控制HRT为12〜16h,当出水NO〗—浓度为1mg.N/L时,控制HRT为8〜12h,当出水NH4+浓度和出水NO〗—浓度均大于1mg.N/L时,检查系统中的Anammox细菌是否受到抑制,若受到抑制应及时停止连续运行,恢复步骤一单独富集培养,当出水NH4+浓度和出水NO2-浓度均不足1mg.N/L时,保持系统在当前的HRT下运行;所述的通过从沉淀池底部的剩余污泥排放阀排放剩余污泥来控制系统SRT为15〜20d。
[0063]试验装置如图1〜图3所示,各反应器均采用有机玻璃制成,反应器形式为SBR反应器和AF反应器,有效容积为8〜10L,可根据系统缺好氧容积比进行调整,沉淀池采用竖流式沉淀池,由有机玻璃制成,上部沉淀池呈圆柱形,污泥斗为截头倒锥体,倾角为60°,采用中心进水、周边三角堰出水方式,有效容积为16L。
[0064]本实施例步骤四所述的低碳源城市污水改良UCT自养脱氮除磷工艺见图4,其包括依次连接的城市污水原水箱1、厌氧反应器2、缺氧反应器3、第一段短程硝化反应器4、第一段厌氧氨氧化反应器5、第二段短程硝化反应器6、第二段厌氧氨氧化反应器7、沉淀池8和出水管9;
[0065]所述各反应器之间以硅胶管连接,采用重力流的方式进行污水的流动;所述的城市污水原水箱I上设置进水管22、溢流管23和放空管24;所述的城市污水原水箱I和厌氧反应器2之间采用进水栗11连接;所述的厌氧反应器2、缺氧反应器3、第一段短程硝化反应器
4、第一段厌氧氨氧化反应器5、第二段短程硝化反应器6和第二段厌氧氨氧化反应器7均设有搅拌器10和取样口 25;第一段短程硝化反应器4和第二段短程硝化反应器6的底部均设有曝气装置和DO传感器21,曝气装置由空气压缩机13通过空气转子流量计17与黏砂块曝气头16连通,DO传感器21由数据线与DO测定仪20连接;第一段厌氧氨氧化反应器5和第二段厌氧氨氧化反应器7的外部均设置污泥内循环栗15,内部均采用海绵填料26进行填充;沉淀池8底部通过回流污泥控制阀18和污泥外回流栗14与缺氧反应器3连通,剩余污泥通过剩余污泥排放控制阀19排出系统;缺氧反应器3的污泥内回流管路上设置污泥内回流栗12与厌氧反应器2连通;其中所述海绵填料的尺寸为2cmX 2cmX 2cm,填充比为30%〜50%。
[0066]本实施例试采用北京工业大学家属区生活污水作为原水,具体水质如下:COD浓度为 133.98-266.0 lmg/L ; NH+4-N 浓度为 42.01-68.56mg/L,N0-2-N 浓度为 0.07-1.12mg/L,NO-3-N浓度为0.00-1.05mg/L。结果表明:
[0067]单独富集培养启动阶段:经过30d的启动运行,反硝化除磷系统的平均出水磷酸盐浓度为0.02mg/L,平均磷酸盐去除率达到99.5%,反硝化除磷系统启动成功;20d的启动运行后,短程硝化系统的平均NAR达到99%,平均氨氮去除率为95%,短程硝化系统启动成功;35d的启动运行后,厌氧氨氧化系统的平均氮去除负荷达到0.73mg/m3/d,平均总氮去除率为78%,厌氧氨氧化系统启动成功。
[0068] 组合培养启动阶段:反应器组合后,通入普通城市污水,经过20d的启动运行,系统逐渐稳定,平均出水COD浓度为47.36mg/L,平均出水NH+4-N浓度为0.43mg/L,平均出水NO-2-N浓度为0.94mg/L,平均出水N0-3-N浓度为5.4 lmg/L,平均出水TN浓度为8.64mg/L,平均出水P043—-P浓度为0.09mg/L,出水氮磷浓度均达到一级A排放标准的要求,说明连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺启动成功。
[0069]由以上实施例可知,本发明采用分别富集培养DPAOs、Α0Β和Anammox三类细菌,再组合运行的方式进行连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的启动,启动方式更加灵活,菌种分开培养更加高效,启动时间更为缩短;菌种独立培养富集得到的三类细菌的纯度更高,分步启动所获得的Anammox菌种对于常温低氨氮的城市污水的适应性也更强,便于Anammox工艺在处理实际城市污水中的推广应用;单独富集培养再组合连续运行的启动方式,考虑了各功能细菌的特点,便于各细菌均能在各自最适应的环境中得到富集生长,不仅缩短了启动时间,而且也降低了启动阶段所需的加热动力费用和药剂费用。

Claims (10)

1.一种基于厌氧氨氧化的连续流改良U C T自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,其特征在于该方法按以下步骤进行: 一、搭建系统: 搭建两套反硝化除磷系统、两套短程硝化系统和两套厌氧氨氧化系统;其中反硝化除磷系统和短程硝化系统为序批式反应器形式;厌氧氨氧化系统为厌氧生物滤池形式; 二、接种污泥 在反硝化除磷系统接种具有除磷能力的普通活性污泥,接种污泥浓度为4000〜5000mg/L;短程硝化污泥系统接种具有硝化性能的普通硝化污泥,接种污泥浓度为3000〜4000mg/L;厌氧氨氧化系统采用挂膜培养的方式,接种具厌氧氨氧化活性的活性污泥,接种污泥浓度为2000〜3000mg/L; 三、启动运行系统 反硝化除磷系统的启动运行的方法为:a、以城市污水为处理对象,采用厌/好氧的运行方式进行普通聚磷菌的富集培养,污泥龄控制在10〜15d;b、改变运行方式为厌/缺氧运行,在缺氧阶段投加硝酸盐氮,得到以N03—为电子受体的反硝化除磷菌,并逐步提高负荷,强化DPAOs的富集;c、减少缺氧段的硝酸盐氮投加量,同时提高亚硝酸盐投加量,富集培养出以NO2-为电子受体的反硝化聚磷菌;从取样口取样检测磷去除效果,若达到国家一级A排放标准,则反硝化除磷系统启动成功; 短程硝化系统的启动采用饥饿处理配合实时控制的方式进行,首先将接种污泥置于好氧饥饿环境中预处理7天,然后排出上清液,投加城市污水进行好氧曝气,批次运行,并逐步提高进水负荷,同时通过监测系统的DO浓度曲线,控制系统中溶解氧浓度为0.2〜0.5mg/L,待DO浓度曲线发生突跃时,停止曝气,SRT为15〜20d ;从取样口取样检测,待亚硝酸盐积累率和氨氮去除率均不小于90%,则短程硝化系统启动成功; 厌氧氨氧化系统的启动通过投加Anammox污泥挂膜培养的方式进行,方法为:d、采用配水培养,富集Anammox细菌的生长,水温为30〜35°C;e、以反硝化除磷系统和短程硝化系统的出水为厌氧氨氧化系统的进水,按照N02—:NH4+=1.32的比例进行混合,连续运行,待挂膜厚度达到0.2〜0.5mm,则挂膜成功;f、降低系统水温,在常温下运行,待系统的氮去除负荷达到0.5〜lmg/m3/d时,则厌氧氨氧化系统启动成功; 四、连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的构建与启动 反硝化除磷、短程硝化和厌氧氨氧化三系统均启动成功后,按照改良UCT多级A/0工艺的形式进行组合,建立起一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺;在常温条件下进行启动,以城市污水为原水,控制污泥外回流比为5 O % -15 O %,污泥内回流比为80 %〜120 %,短程硝化反应器内DO浓度为0.2〜0.5mg/L,水力停留时间为8〜16h,通过排放剩余污泥控制系统SRT为15〜20d;从取样口取样检测,若氮去除负荷不小于1.0mg/m3/d,出水总氮和磷酸盐浓度均达到国家一级A排放标准,则说明基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺启动成功。
2.根据权利要求1所述的一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,其特征在于所述的反硝化除磷系统和短程硝化系统的有效溶剂为10L,底部设置曝气装置,上部设置搅拌装置。
3.根据权利要求1所述的一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,其特征在于厌氧氨氧化系统的有效容积为8L,高径比为3.5,上部设置搅拌装置和气体收集装置,内部设置海绵填料架,外部设置污泥内循环栗。
4.根据权利要求1所述的一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,其特征在于所述的具有除磷能力的普通活性污泥来源于高碑店城市污水处理厂二沉池。
5.根据权利要求1所述的一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,其特征在于所述的具有硝化性能的普通硝化污泥来源于高碑店城市污水处理厂二沉池。
6.根据权利要求1所述的一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,其特征在于所述的具厌氧氨氧化活性的活性污泥来源于北京排水集团污泥消化液Anammox示范工程。
7.根据权利要求1所述的一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,其特征在于步骤四所述的低碳源城市污水改良UCT自养脱氮除磷工艺包括依次连接的城市污水原水箱(I)、厌氧反应器(2)、缺氧反应器(3)、第一段短程硝化反应器(4)、第一段厌氧氨氧化反应器(5)、第二段短程硝化反应器(6)、第二段厌氧氨氧化反应器(7)、沉淀池(8)和出水管(9); 所述各反应器之间以硅胶管连接,采用重力流的方式进行污水的流动;所述的城市污水原水箱(I)上设置进水管(22)、溢流管(23)和放空管(24);所述的城市污水原水箱(I)和厌氧反应器(2)之间采用进水栗(11)连接;所述的厌氧反应器(2)、缺氧反应器(3)、第一段短程硝化反应器(4)、第一段厌氧氨氧化反应器(5)、第二段短程硝化反应器(6)和第二段厌氧氨氧化反应器(7)均设有搅拌器(10)和取样口(25);第一段短程硝化反应器(4)和第二段短程硝化反应器(6)的底部均设有曝气装置和DO传感器(21),曝气装置由空气压缩机(13)通过空气转子流量计(17)与黏砂块曝气头(16)连通,DO传感器(21)由数据线与DO测定仪(20)连接;第一段厌氧氨氧化反应器(5)和第二段厌氧氨氧化反应器(7)的外部均设置污泥内循环栗(15),内部均采用海绵填料(26)进行填充;沉淀池(8)底部通过回流污泥控制阀(18)和污泥外回流栗(14)与缺氧反应器(3)连通,剩余污泥通过剩余污泥排放控制阀(19)排出系统;缺氧反应器(3)的污泥内回流管路上设置污泥内回流栗(12)与厌氧反应器(2)连通。
8.根据权利要求1所述的一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,其特征在于步骤d富集培养Anammox细菌至丰度为101()〜112Copies/g.MLVSSo
9.根据权利要求1所述的一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,其特征在于步骤四中所述的HRT为8〜16h,具体的HRT要根据出水顺+浓度和出水NO〗—浓度进行调节,当出水冊4+浓度为1mg.N/L时,控制HRT为12〜16h,当出水NO2一浓度为1mg.N/L时,控制HRT为8〜12h,当出水順4+浓度和出水NO〗—浓度均大于1mg.N/L时,检查系统中的Anammox细菌是否受到抑制,若受到抑制应及时停止连续运行,恢复步骤一单独富集培养,当出水NH4+浓度和出水NO〗—浓度均不足1mg.N/L时,保持系统在当前的HRT下运行。
10.根据权利要求1所述的一种基于厌氧氨氧化的连续流改良UCT自养脱氮除磷工艺的快速启动方法,其特征在于步骤四中所述的SRT为15〜20d是通过从沉淀池底部的剩余污泥排放阀排放剩余污泥来控制。
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