CN111892161A - 一种利用无机复合粉末载体快速启动厌氧氨氧化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用无机复合粉末载体快速启动厌氧氨氧化的方法，属于厌氧氨氧化技术领域。该方法首先将经短程硝化后的污泥厌氧消化液用水稀释10倍后得到污泥厌氧消化稀释液，在上流式厌氧污泥反应器内放满污泥厌氧消化稀释液，然后向反应器内投加接种污泥和无机复合粉末载体；然后将经短程硝化后的污泥厌氧消化液用废水稀释数倍后作为进水，将进水通入反应器内以连续流方式依次运行三个阶段，以逐步提高反应器内氨氮浓度；再将经短程硝化后的污泥厌氧消化液用废水稀释3倍后作为进水通入反应器内，以连续流方式依次运行三个阶段，逐步减小水力停留时间。本发明方法可以加快厌氧氨氧化菌在载体表面的生长和富集，大大缩短厌氧氨氧化启动时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用无机复合粉末载体快速启动厌氧氨氧化的方法，属于厌氧氨氧化技术领域。
背景技术
随着国内厌氧消化处理的蓬勃发展，如何高效处理厌氧消化沼液氨氮成为主要难题。传统硝化-反硝化脱除氨氮需要消耗氧气和有机碳源，但厌氧消化沼液的C/N较低，传统工艺需要外加大量碳源除氮，处理成本高。
厌氧氨氧化是指在厌氧或缺氧条件下，微生物以NH4 +-N为电子供体，以NO2-N为电子受体，将NH4 +-N和NO2-N转变为N2的过程，厌氧氨氧化过程不需要补充氧气，属于完全自养过程，与传统脱氮过程相比，可以节省供氧费用，而且不需要外加有机碳源，可以大幅度降低脱氮的建设投资和运行成本。
厌氧氨氧化工艺特别适合处理高氨氮废水，该技术在国外已经有工程化应用的案例。但是由于厌氧氨氧化菌的生长速率非常缓慢，导致厌氧氨氧化反应器的启动时间很长，国内外使用普通好氧污泥和厌氧污泥作为种泥的试验，启动时间都较长，一般需要100天及以上。如何缩短厌氧氨氧化反应器的启动时间是目前亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种利用无机复合粉末载体快速启动厌氧氨氧化的方法，该方法操作简便，该方法利用无机复合粉末载体的微生物易附着性可以快速形成厌氧氨氧化颗粒污泥核心载体，同时利用无机复合粉末载体的较大密度还可以减少厌氧氨氧化菌的流失，加快厌氧氨氧化菌在载体表面的生长和富集，从而大大缩短厌氧氨氧化启动时间。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种利用无机复合粉末载体快速启动厌氧氨氧化的方法，步骤为：
(1)将经短程硝化后的污泥厌氧消化液用水稀释10倍后得到污泥厌氧消化稀释液，在上流式厌氧污泥反应器内放满污泥厌氧消化稀释液，然后向反应器内投加接种污泥和无机复合粉末载体；
(2)将经短程硝化后的污泥厌氧消化液用废水稀释数倍后作为进水，将进水通入反应器内以连续流方式依次运行三个阶段，以逐步提高反应器内氨氮浓度；其中，三个阶段的进水分别采用将污泥厌氧消化液稀释10倍、5倍、3倍的稀释液，三个阶段的运行周期分别为15～20d、10～15d、10～15d，三个阶段的水力停留时间均为36h；
(3)将经短程硝化后的污泥厌氧消化液用废水稀释3倍后作为进水，将进水通入反应器内以连续流方式依次运行三个阶段，三个阶段的水力停留时间分别为32h、28h、24h，三个阶段的运行周期均为10～15d；三个阶段运行结束后，上流式厌氧污泥反应器内污泥中可以清晰地看到红色颗粒，且总氮负荷达到0.3kg N/m3以上，总氮去除率达到80％以上，厌氧氨氧化成功启动。
优选地，步骤(1)、(2)、(3)中始终保持反应器内温度为35±1℃，反应器内体系pH为7.0～9.0。
优选地，所述的经短程硝化后的污泥厌氧消化液的特质为：COD 1300～1600mg/L，BOD<100mg/L，NH3-N 450～600mg/L，NO2-N 400～550mg/L。
优选地，所述的接种污泥取自市政污水处理厂反硝化脱水污泥，接种污泥的含水率为80％。
优选地，所述的接种污泥的投加量为10～15g/L。
优选地，所述的无机复合粉末载体为1.0～1.5g/L。
优选地，所述的无机复合粉末载体由无机微生物载体和无机碳源超细粉体复合而成。
进一步优选地，所述无机微生物载体可以为硅藻土、凹凸棒土、珍珠岩或粉末沸石中的任意一种，所述无机微生物载体的粒径为10～50μm，比表面积为30～80m2/g，密度为1.5～2.5g/cm3，容积密度为0.3～0.6g/cm3。
进一步优选地，所述无机碳源超细粉体为硫铁矿超细粉体，硫铁矿超细粉体中硫含量>30％。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
(1)本发明所使用的无机复合粉末载体具有粒径小、比表面积大、孔隙率高、密度大等特性，无机复合粉末载体的投加不仅可以大量吸附废水中的氨氮污染物，快速形成厌氧氨氧化颗粒污泥核心载体，缩短厌氧氨氧化颗粒污泥的形成过程，而且可以大大改善厌氧氨氧化启动过程中厌氧氨氧化菌的沉降性能，减少了厌氧氨氧化菌的流失，从而加快厌氧氨氧化菌在载体表面的生长和富集，大大缩短厌氧氨氧化启动时间。
(2)本发明利用市政污水处理厂的反硝化污泥进行驯化和启动，逐步提高氨氮负荷，启动方法操作简单。
具体实施方式
下面通过实施例子，进一步阐述本发明的特点，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种利用无机复合粉末载体快速启动厌氧氨氧化的方法，步骤为：
(1)将经短程硝化后的污泥厌氧消化液用水稀释10倍后得到污泥厌氧消化稀释液，在容积为10L的上流式厌氧污泥反应器内放满污泥厌氧消化稀释液，然后向反应器内投加100g接种污泥和15g无机复合粉末载体；
(2)将步骤(1)所述的污泥厌氧消化液用废水稀释10倍后作为进水通入反应器内，以连续流方式运行20d，水力停留时间HRT为36h；
(3)将步骤(1)所述的污泥厌氧消化液用废水稀释5倍后作为进水通入反应器内，以连续流方式运行15d，水力停留时间HRT为36h；
(4)将步骤(1)所述的污泥厌氧消化液用废水稀释3倍后作为进水通入反应器内，以连续流方式运行15d，水力停留时间HRT为36h；
(5)步骤(4)结束后，继续将污泥厌氧消化液稀释3倍后的稀释液作为进水通入反应器内，并以连续流方式依次运行三个阶段，三个阶段的水力停留时间分别为32h、28h、24h，三个阶段的运行周期均为10d。
在上述步骤中始终保持反应器内温度为35±1℃，反应器内体系pH为7.0～9.0。
本实施例中所述的经短程硝化后的污泥厌氧消化液的特质为：COD 1300～1600mg/L，BOD<100mg/L，NH3-N 450～600mg/L，NO2-N 400～550mg/L。
本实施例中所述的接种污泥取自市政污水处理厂反硝化脱水污泥，接种污泥的含水率为80％。
本实施例中所述的无机复合粉末载体为公开号为CN110627226A的发明专利中的无机复合粉末载体，无机复合粉末载体由无机微生物载体和无机碳源超细粉体复合而成，其中，无机微生物载体采用硅藻土，硅藻土粒径为10～50μm，比表面积为30～80m2/g，密度为1.5～2.5g/cm3，容积密度为0.3～0.6g/cm3，无机碳源超细粉体采用硫铁矿超细粉体，硫铁矿超细粉体中硫含量>30％。
在上述步骤(5)结束后，上流式厌氧污泥反应器内污泥中可以清晰地看到红色颗粒，且总氮负荷达0.33kg N/m3，氨氮和亚硝氮去除率为92％，总氮去除率为85％，这意味着厌氧氨氧化成功启动(本申请判断厌氧氨氧化成功启动的指标为：上流式厌氧污泥反应器内污泥中清晰地看到红色颗粒，总氮去除率大于80％)。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种利用无机复合粉末载体快速启动厌氧氨氧化的方法，其特征在于，步骤为：
(1)将经短程硝化后的污泥厌氧消化液用水稀释10倍后得到污泥厌氧消化稀释液，在上流式厌氧污泥反应器内放满污泥厌氧消化稀释液，然后向反应器内投加接种污泥和无机复合粉末载体；
(2)将经短程硝化后的污泥厌氧消化液用废水稀释数倍后作为进水，将进水通入反应器内以连续流方式依次运行三个阶段，以逐步提高反应器内氨氮浓度；其中，三个阶段的进水分别采用将污泥厌氧消化液稀释10倍、5倍、3倍的稀释液，三个阶段的运行周期分别为15～20d、10～15d、10～15d，三个阶段的水力停留时间均为36h；
(3)将经短程硝化后的污泥厌氧消化液用废水稀释3倍后作为进水，将进水通入反应器内以连续流方式依次运行三个阶段，三个阶段的水力停留时间分别为32h、28h、24h，三个阶段的运行周期均为10～15d；三个阶段运行结束后，上流式厌氧污泥反应器内污泥中可以清晰地看到红色颗粒，且总氮负荷达到0.3kg N/m3以上，总氮去除率达到80％以上，厌氧氨氧化成功启动。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)、(2)、(3)中始终保持反应器内温度为35±1℃，反应器内体系pH为7.0～9.0。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的经短程硝化后的污泥厌氧消化液的特质为：COD 1300～1600mg/L，BOD<100mg/L，NH3-N 450～600mg/L，NO2-N 400～550mg/L。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的接种污泥取自市政污水处理厂反硝化脱水污泥，接种污泥的含水率为80％。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的接种污泥的投加量为10～15g/L。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的无机复合粉末载体的投加量为1.0～1.5g/L。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的无机复合粉末载体由无机微生物载体和无机碳源超细粉体复合而成。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无机微生物载体为硅藻土、凹凸棒土、珍珠岩或粉末沸石中的任意一种，所述无机微生物载体的粒径为10～50μm，比表面积为30～80m2/g，密度为1.5～2.5g/cm3，容积密度为0.3～0.6g/cm3。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无机碳源超细粉体为硫铁矿超细粉体，硫铁矿超细粉体中硫含量>30％。
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