CN107324497B - 一种耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法它包括下述步骤：(1)构建合建式连续流反应装置；(2)构建污泥‑生物膜法复合一体化脱氮工艺：(3)启动：控制水力停留时间控制在0.6d‑1.5d，温度在26℃‑32℃；进水pH在7.5‑8.2；先以人工模拟高氨氮废水为进水，在合建式连续流工艺中，实现耦合反硝Canon工艺的启动；启动成功后，再以实际沼液逐步替代的方式，完成污泥‑生物膜复合耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的高效脱氮启动。本发明所公开的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，具有能耗低，成本低，TN的去除率高的优点，并且能节能62.5％，节约100％的碳源。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理方法，具体涉及一种耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法。
背景技术
由于我国规模性养殖业发展越来越迅速，特别是规模化养猪场废水未处理达标就直接排放，带来了一系列环境问题。此类废水中含有高浓度的氨氮和有机物，经过厌氧发酵后，其沼液中碳氮比(C/N)低，国内外一般规模性养猪场采用传统脱氮工艺，即在好氧条件发生硝化反应，将氨氮氧化成硝态氮，接下来在缺氧环境中发生反硝化反应，将硝态氮还原成氮气。而传统脱氮工艺效率低(TN的去除率在10％左右)、成本高，同时碳源不足也是此工艺的缺点之一。为了改善此类废水处理效果不达标的情况，一种新型生物脱氮工艺即全程自养脱氮(Canon)工艺备受关注。Canon工艺的原理是氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化(ANAMMOX)细菌共同作用，AOB首先进行短程硝化反应，将部分氨氮氧化为亚硝态氮，而后Anammox菌进行厌氧氨氧化反应，将亚硝态氮和部分氨氮一起转化为氮气和少量的硝态氮。而在Canon工艺中，由于亚硝化菌及厌氧氨氧化菌都是自养菌，所以Canon工艺无法去除废水中含有的少量碳源。所以，提出了通过耦合反硝化Canon工艺进行处理低碳高氨氮的废水，由于反硝化菌是异养菌，可以通过消耗碳源的方式生长，并且可以使NO2--N和NO3--N通过反硝化生成N2，可以提高耦合反硝化Canon工艺的脱氮效率，从而去除了COD。另外此工艺不需外加有机碳源，减少了能源消耗，进一步提高了脱氮效率，更好的改善了出水水质。
然而，耦合反硝化Canon工艺作为一种新兴的工艺，目前该工艺多集中于实验室模拟配水、且常采用序批式反应器进行启动。
发明内容
本发明的目的是提出一种耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，采用该方法进行耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动具有能耗低，成本低，TN的去除率高的优点，并且能节能62.5％，节约100％的碳源。
本发明的目的是下述技术方案来实现的：
一种耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，包括下述步骤：
(1)构建合建式连续流反应装置；
(2)构建污泥-生物膜法复合一体化脱氮工艺：以城镇污水处理厂普通活性污泥为接种污泥；向步骤(1)中的合建式连续流反应装置内添加接种污泥，同时添加PVC聚酯填料；
(3)启动：控制水力停留时间控制在0.6d-1.5d，温度在26℃-32℃；进水pH在7.5-8.2；先以模拟高氨氮废水为进水，在合建式连续流工艺中，实现耦合反硝化Canon工艺的启动；启动成功后，再以实际沼液逐步替代的方式，完成污泥-生物膜复合耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的高效脱氮启动。
进一步的，所述步骤(3)中，具体启动过程如下：
第一阶段：1-140d，人工模拟低碳高氨氮废水为进水：控制溶解氧在0.7-0.9mg·L-1，逐步提高进水氨氮浓度为250-550mg·L-1；耦合反硝化Canon工艺启动成功；
第二阶段：实际猪场沼液逐步替代阶段：控制溶解氧在0.2-0.5mg·L-1，
1)141-160d，进水由65％-75％人工模拟低碳高氨氮废水和25％-35％猪场沼液混合；
2)161-186d，进水由25％-35％人工模拟低碳高氨氮废水和65％-75％猪场沼液混合；
3)186-210d，进水为100％猪场沼液；耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液启动成功。
更进一步的，所述步骤(3)中，具体启动过程如下：
第一阶段：1-140d，人工模拟低碳高氨氮废水为进水：控制溶解氧在0.7-0.9mg·L-1，逐步提高进水氨氮浓度为250-550mg·L-1；耦合反硝化Canon工艺启动成功；
第二阶段：实际猪场沼液逐步替代阶段：控制溶解氧在0.2-0.5mg·L-1，
1)141-160d，进水由70％人工模拟低碳高氨氮废水和30％猪场沼液混合；
2)161-186d，进水由30％人工模拟低碳高氨氮废水和70％猪场沼液混合；
3)186-210d，进水为100％猪场沼液；耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液启动成功。
进一步的，所述步骤(2)中，接种污泥的接种量为槽体有效容积的1/5-1/3。
更进一步的，所述步骤(2)中，污泥接种量为槽体有效容积的1/4。
进一步的，所述步骤(2)中，PVC聚酯填料的填充率为30-60％。
更进一步的，所述步骤(2)中，PVC聚酯填料的填充率为45％。
进一步的，所述步骤(1)中，合建式连续流反应装置包括槽体和曝气装置；所述槽体内设有一隔板，所述隔板将槽体分为反应区和沉淀区，且反应区和沉淀区的下部相通；所述反应区的上部设有猪场沼液进入的进水管，所述沉淀区的上部设有出水管；所述反应区的下部接种有污泥；所述曝气装置包括曝气泵、空气流量计和微孔曝气盘，所述微孔曝气盘位于反应区的底部。
进一步的，还包括猪场沼液箱，所述进水管的一端连接在猪场沼液箱上，且进水管上连接有进水泵。
进一步的，还包括出水箱，所述出水管的末端连接在出水箱上，所述出水管上连接有出水阀
本发明的有益效果在于：
(1)本发明中的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，所采用的接种污泥为城镇污水处理厂的普通活性污泥，来源广泛，具有广泛推广性。
(2)本发明中的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，所构建的污泥-生物膜法复合耦合反硝化Canon脱氮工艺，相对于传统硝化反硝化工艺(传统的典型全程硝化-反硝化工艺(如：A/O工艺)，通常含有硝化池，反硝化池以及污泥回流系统；并在在硝化池工段需要投加碱、反硝化池需要外加碳源等)来讲，构筑物数量少了，节约了人力和资金成本；而且本发明的启动方法，无需外加碳源和碱度，也节约了药剂成本。
(3)本发明中的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，构建的合建式连续流工艺，在低溶解氧下，首先，以人工模拟低碳高氨氮废水为进水，进行耦合反硝化Canon工艺的启动；然后采用增加实际猪场沼液的进水比例；直至完全替代模拟废水，成功实现耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动。相对于传统统生物硝化反硝化脱氮工艺来讲，节能62.5％；节约100％的碳源。
(4)本发明中的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，对猪场沼液TN的去除率达50％以上；远远高于传统生物脱氮工艺(10％左右)。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中合建式连续流反应装置的结构示意图。
图中：1、猪场沼液箱；2、出水箱；3、槽体；301、隔板；302、反应区；303、沉淀区；4、曝气装置；401、曝气泵；402、空气流量计；403、微孔曝气盘；5、进水管；6、进水泵；7、出水管；8、出水阀；9、接种污泥；10、PVC聚酯填料；11、溶解氧仪；12、pH计；13、取样口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1所示：
启动实施例1：
一种耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，包括下述步骤：
(1)构建合建式连续流反应装置；
所述合建式连续流反应装置包括猪场沼液箱1、出水箱2、槽体3和曝气装置4。
所述槽体3内设有一隔板301，所述隔板301将槽体3分为反应区302和沉淀区303，且反应区302和沉淀区303的下部相通。
所述反应区302的上部设有猪场沼液进入的进水管5，进水管5的另一端连接在猪场沼液箱1上，且进水管5上连接有进水泵6；所述沉淀区303的上部设有出水管7，出水管7的末端连接在出水箱2上，所述出水管7上连接有出水阀8。
所述反应区302的下部接种有接种污泥9；所述曝气装置4包括曝气泵401、空气流量计402和微孔曝气盘403，所述微孔曝气盘403位于反应区302的底部。
所述反应区302内设有监测溶解氧和pH的溶解氧仪11和pH计12；所述槽体3上还设有取样口13。
(2)构建污泥-生物膜法复合一体化脱氮工艺：
以城镇污水处理厂普通活性污泥为接种污泥9；向步骤(1)中的合建式连续流反应装置内添加接种污泥9，接种污泥9的接种量为槽体3有效容积的1/4；同时添加PVC聚酯填料10；PVC聚酯填料10的填充率为45％。
(3)启动：
控制水力停留时间控制在0.6d-1.5d，温度在26℃-32℃；进水pH在7.5-8.2；先以模拟高氨氮废水为进水，在合建式连续流工艺中，实现耦合反硝化Canon工艺的启动；启动成功后，再以实际沼液逐步替代的方式，完成污泥-生物膜复合耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的高效脱氮启动。
具体启动过程如下：
第一阶段：1-140d，人工模拟低碳高氨氮废水为进水：控制溶解氧在0.7-0.9mg·L-1，逐步提高进水氨氮浓度为250-550mg·L-1；耦合反硝化Canon工艺启动成功；
第二阶段：实际猪场沼液逐步替代阶段：控制溶解氧在0.2-0.5mg·L-1，
1)141-160d，进水由70％人工模拟低碳高氨氮废水和30％猪场沼液混合；
2)161-186d，进水由30％人工模拟低碳高氨氮废水和70％猪场沼液混合；
3)186-210d，进水为100％猪场沼液；耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液启动成功。
结果：本发明中的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，可以在210d内快速实现处理实际猪场沼液的耦合反硝化Canon工艺；启动成功后，反应器对氨氮、总氮、COD去除率分别可达到为65％、70％、60％以上。
启动实施例2：
一种耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，包括下述步骤：
(1)构建合建式连续流反应装置(同启动实施例1)；
(2)构建污泥-生物膜法复合一体化脱氮工艺：
以城镇污水处理厂普通活性污泥为接种污泥9；向步骤(1)中的合建式连续流反应装置内添加接种污泥9，接种污泥9的接种量为槽体3有效容积的1/5；同时添加PVC聚酯填料10；PVC聚酯填料10的填充率为60％。
(3)启动：
控制水力停留时间控制在0.6d-1.5d，温度在26℃-32℃；进水pH在7.5-8.2；先以模拟高氨氮废水为进水，在合建式连续流工艺中，实现耦合反硝化Canon工艺的启动；启动成功后，再以实际沼液逐步替代的方式，完成污泥-生物膜复合耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的高效脱氮启动。
具体启动过程如下：
第一阶段：1-140d，人工模拟低碳高氨氮废水为进水：控制溶解氧在0.7-0.9mg·L-1，逐步提高进水氨氮浓度为250-550mg·L-1；耦合反硝化Canon工艺启动成功；
第二阶段：实际猪场沼液逐步替代阶段：控制溶解氧在0.2-0.5mg·L-1，
1)141-160d，进水由65％人工模拟低碳高氨氮废水和35％猪场沼液混合；
2)161-186d，进水由35％人工模拟低碳高氨氮废水和75％猪场沼液混合；
3)186-210d，进水为100％猪场沼液；耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液启动成功。
结果：本发明中的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，可以在210d内快速实现处理实际猪场沼液的耦合反硝化Canon工艺；启动成功后，反应器对氨氮、总氮、COD去除率分别可达到为65％、70％、60％以上。
启动实施例3：
一种耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，包括下述步骤：
(1)构建合建式连续流反应装置(同启动实施例1)；
(2)构建污泥-生物膜法复合一体化脱氮工艺：
以城镇污水处理厂普通活性污泥为接种污泥9；向步骤(1)中的合建式连续流反应装置内添加接种污泥9，接种污泥9的接种量为槽体3有效容积的1/3；同时添加PVC聚酯填料10；PVC聚酯填料10的填充率为30％。
(3)启动：
控制水力停留时间控制在0.6d-1.5d，温度在26℃-32℃；进水pH在7.5-8.2；先以模拟高氨氮废水为进水，在合建式连续流工艺中，实现耦合反硝化Canon工艺的启动；启动成功后，再以实际沼液逐步替代的方式，完成污泥-生物膜复合耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的高效脱氮启动。
具体启动过程如下：
第一阶段：1-140d，人工模拟低碳高氨氮废水为进水：控制溶解氧在0.7-0.9mg·L-1，逐步提高进水氨氮浓度为250-550mg·L-1；耦合反硝化Canon工艺启动成功；
第二阶段：实际猪场沼液逐步替代阶段：控制溶解氧在0.2-0.5mg·L-1，
1)141-160d，进水由75％人工模拟低碳高氨氮废水和25％猪场沼液混合；
2)161-186d，进水由25％人工模拟低碳高氨氮废水和75％猪场沼液混合；
3)186-210d，进水为100％猪场沼液；耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液启动成功。
结果：本发明中的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，可以在210d内快速实现处理实际猪场沼液的耦合反硝化Canon工艺；启动成功后，反应器对氨氮、总氮、COD去除率分别可达到为65％、70％、60％以上。
应用实施例1-2：
下述应用实施例1-2均以启动实施例1中的耦合反硝化Canon 工艺为运行基础，其中：猪场沼液进水：氨氮浓度在390-550mg·L-1，TN在400-550mg·L-1，COD在120-200mg·L-1，TP在10-20mg·L-1，pH在7.8-8.0；控制温度在28-30℃；控制DO在0.2-0.3mg·L-1。应用结果如下表1所示：
表1耦合反硝化Canon 工艺稳定运行的应用结果
上述应用实施例1-2中，对NH4 +-N的平均去除率、对TN平均去除率和对COD的平均去除率与现有技术相比均有很大程度上的提高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，其特征在于：包括下述步骤：
（1）构建合建式连续流反应装置；
（2）构建污泥-生物膜法复合一体化脱氮工艺：以城镇污水处理厂普通活性污泥为接种污泥；向步骤（1）中的合建式连续流反应装置内添加接种污泥，同时添加PVC聚酯填料；
（ 3） 启动：控制水力停留时间控制在0.6d-1.5d，温度在26℃-32℃；进水pH在7.5-8.2；先以模拟高氨氮废水为进水，在合建式连续流工艺中，实现耦合反硝化Canon工艺的启动；启动成功后，再以实际沼液逐步替代的方式，完成污泥-生物膜复合耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的脱氮启动；
所述步骤（3）中，具体启动过程如下：
第一阶段：1-140d，人工模拟低碳高氨氮废水为进水：控制溶解氧在0.7-0.9 mg·L-1，逐步提高进水氨氮浓度为250-550 mg·L-1；耦合反硝化Canon工艺启动成功；
第二阶段：实际猪场沼液逐步替代阶段：控制溶解氧在0.2-0.5 mg·L-1，
1）141-160d ，进水由65%-75%人工模拟低碳高氨氮废水和25%-35%猪场沼液混合；
2）161-186d，进水由25%-35%人工模拟低碳高氨氮废水和65%-75%猪场沼液混合；
3）186-210d，进水为100%猪场沼液；耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液启动成功。
2.根据权利要求1所述的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，其特征在于：所述步骤（3）中，具体启动过程如下：
第一阶段：1-140d，人工模拟低碳高氨氮废水为进水：控制溶解氧在0.7-0.9 mg·L-1，逐步提高进水氨氮浓度为250-550 mg·L-1；耦合反硝化Canon工艺启动成功；
第二阶段：实际猪场沼液逐步替代阶段：控制溶解氧在0.2-0.5 mg·L-1，
1）141-160d ，进水由70%人工模拟低碳高氨氮废水和30%猪场沼液混合；
2）161-186d，进水由30%人工模拟低碳高氨氮废水和70%猪场沼液混合；
3）186-210d，进水为100%猪场沼液；耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液启动成功。
3.根据权利要求2所述的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，其特征在于：所述步骤（2）中， PVC聚酯填料的填充率为30-60%。
4.根据权利要求3所述的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，其特征在于：所述步骤（2）中，PVC聚酯填料的填充率为45%。
5.根据权利要求4所述的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，其特征在于：所述步骤（1）中，合建式连续流反应装置包括槽体和曝气装置；所述槽体内设有一隔板，所述隔板将槽体分为反应区和沉淀区，且反应区和沉淀区的下部相通；所述反应区的上部设有猪场沼液进入的进水管，所述沉淀区的上部设有出水管；所述反应区的下部接种有污泥；所述曝气装置包括曝气泵、空气流量计和微孔曝气盘，所述微孔曝气盘位于反应区的底部。
6.根据权利要求5所述的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，其特征在于：所述步骤（2）中，接种污泥的接种量为槽体有效容积的1/5-1/3。
7.根据权利要求6所述的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，其特征在于：所述步骤（2）中，污泥接种量为槽体有效容积的1/4。
8.根据权利要求7所述的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，其特征在于：还包括猪场沼液箱，所述进水管的一端连接在猪场沼液箱上，且进水管上连接有进水泵。
9.根据权利要求8所述的耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法，其特征在于：还包括出水箱，所述出水管的末端连接在出水箱上，所述出水管上连接有出水阀。
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