CN106542636A - 一种快速启动全程自养脱氮的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于含氨氮废水处理领域,公开了一种快速启动全程自养脱氮的方法。所述的应用为废水处理技术,包括以下步骤:(1)种泥置备;(2)种泥接种;(3)生物挂膜;(4)启动运行。本发明缩短了该技术的启动周期,减少了曝气量和水力停留时间,提高了污泥中微生物对较大水温变化范围的适应性。此外,这种快速启动全程自养脱氮的技术方法减少了污泥在驯化过程中对营养物质需求量的投加成本,显著节约了启动周期,提高了系统运行的稳定性。

Description

一种快速启动全程自养脱氮的方法
技术领域
[0001] 本发明属于含氨氮废水处理领域,具体涉及一种快速启动全程自养脱氮的方法, 主要用于处理含氨氮且C/N比低的废水。
背景技术
[0002] 医药化工、化肥、石化、炼焦、冶炼、屠宰等行业是我国含氨氮废水排放的工业大 户,其排放的含氨氮废水具有C/N比例低的特点,属于较难处理的主要工业废水之一。传统 生物脱氮主要采用硝化-反硝化脱氮技术,该技术在实际运行过程中,存在氨氮硝化效果较 好,但反硝化能力有限的情况,加上该技术存在工艺流程长、耗氧和有机碳源需求量大、剩 余污泥产量高等常规问题,导致硝化-反硝化整体生化技术对含氨氮废水的处理效果受限。
[0003] 全程自养脱氮因其具有节约62.5%耗氧量、节省100%有机碳源和50%耗碱量、工 艺流程短且污泥产生量少等特点,成为一项新型的生物脱氮技术。该技术是在一体化反应 器内同时实现半量亚硝化与厌氧氨氧化反应,具体为部分氨氮在好氧氨氧化菌的作用下被 氧化成亚硝酸盐氮;生成的亚硝酸盐氮和剩余氨氮在厌氧氨氧化菌的作用下反应生成氮 气,并产生很少量的硝酸盐氮,从而实现氨氮从废水中的有效去除。但由于自养菌厌氧氨氧 化菌世代周期长,增殖缓慢,产率低,且好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌对生长环境需求存在 差异,导致全程自养脱氮在启动过程中出现启动周期长(实验室装置启动周期在3-8个月不 等,世界第一座生产性装置启动周期长达3.5年),启动难度大和运行不稳定(对水温变化等 关键因素非常敏感)等技术难题,严重抑制了该技术的发展与应用。
发明内容
[0004] 本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种快速启动全程自养 脱氮的方法,该方法可缓解目前全程自养脱氮技术存在的启动周期长、启动难度大的问题, 同时缓解该技术在启动过程中缺乏运行稳定性的问题。
[0005] 为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0006] 本发明公开了一种快速启动全程自养脱氮的方法,包括以下步骤:
[0007] (a)取城镇污水处理厂二沉池的普通活性污泥作为种泥,经沉淀后,对污泥的MLSS 和MLVSS进行调整,MLSS在3000-4000mg/L范围内,经沉淀后,MLSS在14000-14500mg/L范围 内,MLVSS 在8000-8500mg/L 范围内;
[0008] (b)将步骤(a)中的污泥经空气曝气后,再次调整污泥的MLSS,再次调整污泥的 MLSS在14000-14500mg/L范围内,并倒入淹没式生物滤池 SBAF反应器中;
[0009] (C)生物挂膜,将步骤(b)中的SBAF反应器底部通入纯氮气,停氮气后,污泥经静 置,将反应器内剩余污泥排出;
[0010] (d)采用恒流栗将进水送入经步骤(c)挂膜成功的SBAF反应器中,并对该反应器微 曝气,体系内D0控制在0.1 -0.3mg/L范围内,开始启动运行;
[0011] (e)步骤(d)中的进水为人工配水,人工配水为自来水中添加化学分析纯药剂和微 量元素溶液配成,其中化学分析纯药剂的成分及浓度分别为:NH4CI 0.380g/L,KH2P〇4 0.025g/L,MgS〇4 0.010g/L,CaCl2 0.020g/L,NaHC03 l.OOOg/L;微量元素溶液添加量为 0.35ml/L,其成分及浓度分别为:FeCl3 · 6H20 3.515g/L,MnCl2 · 4H20 0.359g/L,CuS〇4 · 5H20 0.075g/L,ZnS〇4 · 7H20 0.300g/L,CoCl2 · 6H2O 0.375g/L;
[0012] (f)采用步骤(e)中的人工配水连续进入反应器运行启动。
[0013] 作为优选的技术方案,步骤(a)中,所述种泥pH在7.0-7.2范围内。
[0014] 作为优选的技术方案,步骤(b)中所述的对污泥的空气曝气时间为72h。
[0015] 作为优选的技术方案,步骤(c)中SBAF反应器底部通入的气体为纯氮气,气压控制 在0.2-0.25Mpa范围内,并持续通入72h。
[0016] 作为优选的技术方案,步骤(c)中停氮气后,污泥经静置2h,将剩余污泥从反应器 底部排泥口排出。
[0017] 作为优选的技术方案,步骤(d)中的曝气方式,采用从反应器底部进行微曝气。
[0018] 作为优选的技术方案,步骤(e)中的反应体系水温控制在30_40°C范围内,水力停 留时间控制为24h。
[0019] 作为优选的技术方案,步骤(f)中,人工配水连续进入反应器运行启动,该过程不 排泥。
[0020] 本发明与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
[0021] (1)常规技术接种污泥通常采用厌氧污泥或好氧活性污泥直接装入反应器,采用 微氧曝气启动全程自养脱氮反应体系,启动周期在3-8个月不等。本发明技术将活性污泥先 经过曝气净化,再经过纯氮气挂膜,最后采用微氧曝气启动全程自养脱氮,启动周期为48d, 显著节省了该技术的启动周期,同时降低了启动期间的营养物质投加成本。
[0022] (2)传统技术在启动过程中,将反应体系内D0控制在0.7-1.Omg/L范围内,保证微 生物在填料的外部环境中富集好氧氨氧化菌,在内部环境中富集厌氧氨氧化菌。本发明技 术仅将该反应体系内D0控制在0.1-0.3mg//L范围内,不仅可满足微生物在微环境下的菌种 分布特性,且显著节约了全程自养脱氮启动过程中的能耗量,大幅降低启动运行成本。
[0023] (3)传统技术在启动过程中,由于好氧氨氧化菌与厌氧氨氧化菌对体系温度的敏 感性很强,需将反应器内水温控制在31 土 TC范围内,偏高/偏低的水温都将明显抑制这两 种微生物的活性,甚至致其死亡。本发明技术可将反应体系内的水温控制在30_40°C范围 内,对好氧氨氧化菌与厌氧氨氧化菌的活性均没有产生负面影响,出水水质保持稳定正常, 这将提升与扩展该技术在未来发展的应用领域。
附图说明
[0024] 图1为本发明的方法操作实施流程图;
[0025] 图2为本发明启动过程中氮素变化数据图
[0026] 图3为本发明的启动过程TN变化数据图。
具体实施方式
[0027]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限 于此。
[0028] 实施例
[0029] 某含氨氮废水水质各项参数如下:pH 8·04-8·28,(:00。:(K0-7.0mg/L,NH4+-N 82.5-113.5mg/L,N〇2--N 0.0mg/L,N03--N 2.0-2.3mg/L。
[0030] 如图1所示,本发明的工艺流程为:
[0031] (1)种泥置备。取城镇污水处理厂二沉池的普通活性污泥作为种泥,颜色为浅黄褐 色,pH在7.0-7.2范围内,MLSS在3000-4000mg/L范围内。经12h沉淀后,MLSS在14000-14500mg/L 范围内,MLVSS 在8000-8500mg/L 范围内;
[0032] (2)接种种泥。将步骤(1)中的种泥经空气曝气72h后,调整污泥浓度在14000- 14500mg/L范围内。取2.5L该污泥倒入悬挂有组合填料、有效容积为3L的淹没式生物滤池 (SBAF)反应器中;
[0033] (3)生物挂膜。将步骤⑵中的SBAF反应器底部通入纯氮气,气压控制在0.2- 0.25Mpa范围内,并持续通入72h。反应器中的污泥逐渐附着在组合填料表面,且颜色由浅黄 褐色变为墨黑色,此时停止通氮气并静置2h后,将剩余污泥从反应器底部排泥口排出;
[0034] ⑷启动运行,如图2、图3所示,阶段I:亚硝化启动期,阶段II:亚硝化稳定期,阶段 III: CANON启动期,阶段IV: CANON稳定期。用恒流栗将进水水样送入经步骤(3)挂膜成功的 SBAF反应器中,并从该反应器底部进行微氧曝气,使得反应体系内D0控制在0.1-0.3mg/L范 围内。其次,该体系水温控制在30-40°C范围内,水力停留时间控制为24h。
[0035] (5)启动成功。反应器连续运行启动,在启动过程中不排泥。反应器运行第48d,总 氮平均去除率达到74.3%,最大去除率达到86.5%,全程自养脱氮成功快速启动。
[0036] 经本发明工艺处理的废水出水技术参数如表1所示。
[0037] 表1各参数对比表 「00381
Figure CN106542636AD00051
»〇39]~上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的, 限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化, 均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1. 一种快速启动全程自养脱氮的方法,其特征在于,包括以下步骤: (a) 取城镇污水处理厂二沉池的普通活性污泥作为种泥,经沉淀后,对污泥的MLSS和 MLVSS进行调整,MLSS在3000-4000mg/L范围内,经沉淀后,MLSS在14000-14500mg/L范围内, MLVSS 在8000-8500mg/L 范围内; (b) 将步骤(a)中的污泥经空气曝气后,再次调整污泥的MLSS在HOOO-HSOOmg/l范围 内,并倒入SBAF反应器中; (c) 生物挂膜,将步骤(b)中的SBAF反应器底部通入纯氮气,停氮气后,污泥经静置,将 反应器内剩余污泥排出; (d) 采用恒流栗将进水送入经步骤(c)挂膜成功的SBAF反应器中,并对该反应器微曝 气,体系内DO控制在0.1 -0.3mg/L范围内,开始启动运行; (e) 步骤(d)中的进水为人工配水,人工配水为自来水中添加化学分析纯药剂和微量元 素溶液配成,其中化学分析纯药剂的成分及浓度分别为:NH4CI 0.380g/L,KH2P〇4 0.025g/ L,MgS〇4 0.010g/L,CaCl2 0.020g/L,NaHC03 1.000g/L;微量元素溶液添加量为0.35ml/L, 其成分及浓度分别为:FeCl3 · 6H2O 3.515g/L,MnCl2 · 4H20 0.359g/L,CuS〇4 · 5H20 0.075g/L,ZnS〇4· 7H2O 0.300g/L,CoCl2 · 6H2O 0.375g/L; (f) 采用步骤(e)中的人工配水连续进入反应器运行启动。
2. 根据权利要求1所述的快速启动全程自养脱氮的方法,其特征在于:步骤(a)中,所述 种泥pH在7.0-7.2范围内。
3. 根据权利要求1所述的快速启动全程自养脱氮的方法,其特征在于:步骤(b)中所述 的对污泥的空气曝气时间为72h。
4. 根据权利要求1所述的快速启动全程自养脱氮的方法,其特征在于:步骤(c)中SBAF 反应器底部通入的气体为纯氮气,气压控制在0.2-0.25Mpa范围内,并持续通入72h。
5. 根据权利要求1所述的快速启动全程自养脱氮的方法,其特征在于:步骤(c)中停氮 气后,污泥经静置2h,将剩余污泥从反应器底部排泥口排出。
6. 根据权利要求1所述的快速启动全程自养脱氮的方法,其特征在于:步骤(d)中的曝 气方式,采用从反应器底部进行微曝气。
7. 根据权利要求1所述的快速启动全程自养脱氮的方法,其特征在于:步骤(e)中的反 应体系水温控制在30-40°C范围内,水力停留时间控制为24h。
8. 根据权利要求1所述的快速启动全程自养脱氮的方法,其特征在于:步骤(f)中,人工 配水连续进入反应器运行启动,该过程不排泥。
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