CN111924962B - 基于fna预处理生物膜快速实现短程硝化处理城市污水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于FNA预处理生物膜快速实现短程硝化处理城市污水的方法，通过FNA预处理运行稳定SBBR中的生物膜，快速实现稳定短程硝化，本方法利用AOB和NOB对FNA的耐受性差异，对生物膜进行预处理12h，即可立即启动短程硝化。本方法适用于处理城市污水等低氨氮废水，方法简单，便于操作，可大大节省短程硝化启动时间且处理效果好。

Description

基于FNA预处理生物膜快速实现短程硝化处理城市污水方法
技术领域
本发明属于污水处理方法技术领域，具体涉及一种基于FNA预处理生物膜快速实现短程硝化处理城市污水的方法。
背景技术
随着富营养化现象的不断发生，生物脱氮工艺被广泛研究和应用。由于我国城市污水碳氮比(C/N)低，造成传统生物脱氮能耗大、碳源不足、效率低。短程硝化工艺与传统的全程硝化工艺相比，可减少25％的硝化需氧量、40％的反硝化碳源、50％的污泥产量及反硝化池容积，因此成为目前的研究热点。
短程硝化的实质是富集氨氧化细菌(AOB)抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)，通过NOB的抑制将硝化过程控制在亚氮(NO2 --N)阶段。目前实现短程硝化的方法大多为控制酸碱度(pH)、溶解氧(DO)等参数，但其反应速率低，启动时间长，短程硝化不稳定，影响城市污水实现自养脱氮的推广和应用。
发明内容
为了快速实现稳定的短程硝化，本发明提供了一种基于FNA预处理生物膜快速实现短程硝化处理城市污水的方法，对运行稳定序批式生物膜反应器(SBBR)中的生物膜进行游离亚硝酸(FNA)预处理，即可快速实现稳定的短程硝化。
针对现有技术的缺陷和不足，本发明利用AOB和NOB对FNA耐受性差异，提出了一种基于FNA预处理生物膜快速实现短程硝化处理城市污水的方法，即通过批次试验确定使NOB基本被灭活而AOB仍大量存留的FNA最佳浓度范围，进而在最佳浓度条件下对SBBR中生物膜进行预处理，快速实现城市污水短程硝化的启动及稳定运行，解决现有方法对处理低氨氮废水启动时间长且难以稳定维持的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：
1)批次试验确定FNA预处理生物膜的最佳浓度范围；
2)在FNA预处理最佳浓度范围内选择一个FNA值，对运行稳定的SBBR中的生物膜进行预处理，快速实现短程硝化。
与现有技术相比，本发明的优点在于，采用FNA预处理生物膜，选择性抑制硝酸菌而保留亚硝酸菌，操作简单，费用低，启动迅速，效率高，适用于生活污水等低氨氮废水。
附图说明
图1为FNA浓度为6.4mg/L对生物膜进行预处理时NH4 +-N、NO2 --N、NO3 --N浓度随时间的变化。
下面结合附图及实施方案对本发明进一步详细的说明。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用限定本发明。
传统的生物脱氮技术分为硝化和反硝化两个阶段，硝化阶段是将氨氮(NH4 +-N)转化为NO2 --N进而转化为硝氮(NO3 --N)；反硝化阶段是在反硝化菌的作用下将NO3 --N先还原为NO2 --N进而转化为N2的过程。但是反硝化过程需要碳源，投加碳源会增加经济成本。短程硝化是通过AOB的增殖、NOB的抑制将硝化过程控制在NO2 --N阶段，可以省去传统生物脱氮中由NO2 --N氧化成NO3 --N，再还原成NO2 --N两个环节，由于短程硝化工艺可以缩短生物脱氮的反应历程，与自养脱氮工艺组合，可以降低脱氮所需的氧耗量和碳耗量，具有节省曝气量、减少污泥产量、减少反应器容积和节约基建费用等优点。
为了简单、快速地实现短程硝化，本发明提供了一种基于FNA预处理生物膜快速实现短程硝化处理城市污水的方法，通过对运行稳定的SBBR反应器中的生物膜进行FNA预处理，快速实现城市污水稳定的短程硝化。
SBBR中以鲍尔环作为挂膜载体，填充比为30％，生物膜已挂膜成熟，污泥浓度(MLSS)＝1400mg/L，挥发性污泥浓度(MLVSS)＝800mg/L。
城市污水主要水质：NH4 +-N＝53-66mg/L、化学需氧量(COD)＝230-300mg/L、NO2 --N<0.5mg/L、NO3 --N<0.5mg/L、pH＝7-8。
具体操作步骤：
1)为了确定FNA预处理生物膜的最佳浓度范围，采用6个相同的SBBR反应器(体积为1L、填充比为30％、生物膜挂膜成熟)进行批次试验。维持反应器温度(T)＝25.0±0.5℃，pH＝5.0±0.1。把相应的亚硝酸钠(NaNO2)添加至每个反应器，以维持反应器内FNA浓度分别为0.0、3.2、6.4、9.6、12.8和16.0mgHNO2-N/L，浸泡12h进行预处理。测定预处理后生物膜的AOB、NOB活性，通过AOB和NOB活性分析，确定使NOB基本被灭活而AOB仍大量存留的FNA最佳浓度范围为6.0-7.0mg/L。
2)在批次试验确定的FNA预处理最佳浓度范围内选取FNA浓度值，对生物膜进行预处理以期实现短程硝化的启动。在整个实验期间监测T、pH和DO。SBBR每天运行2个周期，每周期12h，包括10min进水、700min曝气、10min排水，排水比为60％。实验期间，每天测定一次SBBR进水和出水中NH4 +-N、NO2 --N和NO3 --N的浓度，计算亚氮积累率(NAR＝NO2 --N/(NO2 --N+NO3 --N))达到80％以上，证明实现短程硝化。
实施例1、
利用FNA预处理生物膜实现城市污水短程硝化：
运行稳定的SBBR反应器，根据确定的FNA最佳浓度范围选取6.5mg/L作为预处理生物膜的FNA浓度值，在第11d时将生物膜浸泡12h进行预处理，预处理后常规运行，NAR立即达到80％以上且保持稳定，出水NH4 +-N＝8±3mg/L、NO3 --N＝10±2mg/L、NO2 --N＝30±4mg/L、COD＝42±7mg/L，证明已经实现稳定的短程硝化；
参考图1为按照实施例1的方法快速实现的短程硝化NH4 +-N、NO2 --N、NO3 --N浓度以及NAR随时间变化图，可知，在第11d对运行稳定的SBBR中生物膜进行FNA预处理后，出水NO3 --N浓度迅速降低，出水NO2 --N浓度迅速升高，NAR达到80％以上，2d之后出水NH4 +-N、NO2 --N、NO3 --N的浓度呈稳定趋势，形成稳定的短程硝化。
实施例2、
利用FNA预处理生物膜实现城市污水短程硝化：
运行稳定的SBBR，选取FNA＝6.0mg/L，将生物膜浸泡12h进行预处理，预处理后常规运行，计算NAR达到80％左右且保持稳定，出水NH4 +-N＝6±3mg/L、NO3 --N＝8±3mg/L、NO2 --N＝31±4mg/L、COD＝53±8mg/L，证明已经实现稳定的短程硝化。
实施例3、
利用FNA预处理生物膜实现城市污水短程硝化：
运行稳定的SBBR，选取FNA＝7.0mg/L，将生物膜浸泡12h进行预处理，预处理后常规运行，计算NAR达到80％以上且保持稳定，出水NH4 +-N＝8±3mg/L、NO3 --N＝7±3mg/L、NO2 --N＝36±2mg/L、COD＝50±3mg/L，证明已经实现稳定的短程硝化。
按照实施例2、实施例3的方法，最终出水中NH4 +-N、NO2 --N、NO3 --N的浓度及NAR变化与按照实施例1的方法最终出水中NH4 +-N、NO2 --N、NO3 --N的浓度及NAR的变化趋势一致。

Claims (3)

1.一种基于FNA预处理生物膜快速实现短程硝化处理城市污水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）确定FNA预处理生物膜的最佳浓度范围，其浓度为6.0-7.0 mg/L；
2）选取最佳FNA浓度范围内FNA值对运行稳定的SBBR中生物膜进行预处理，使快速实现稳定短程硝化；步骤1）中，FNA浸泡生物膜进行预处理的时间为12 h。
2.根据权利要求1所述的一种基于FNA预处理生物膜快速实现短程硝化处理城市污水的方法，其特征在于，为了确定FNA预处理生物膜的最佳浓度范围，采用6个相同的SBBR反应器进行批次试验，反应器的体积为1 L、填充比为30%、生物膜挂膜成熟；维持反应器温度（T）=25.0±0.5℃，pH=5.0±0.1；把相应的亚硝酸钠（NaNO2）添加至每个反应器，以维持反应器内FNA浓度分别为0.0、3.2、6.4、9.6、12.8和16.0 mgHNO2-N/L，浸泡12 h进行预处理；测定预处理后生物膜的AOB、NOB活性，通过AOB和NOB活性分析，确定使NOB基本被灭活而AOB仍大量存留的FNA最佳浓度范围为6.0-7.0 mg/L。
3.根据权利要求2所述的一种基于FNA预处理生物膜快速实现短程硝化处理城市污水的方法，其特征在于，在批次试验确定的FNA预处理最佳浓度范围内选取FNA浓度值，对生物膜进行预处理以期实现短程硝化的启动；整个实验期间监测T、pH和DO；SBBR每天运行2个周期，每周期12 h，包括10 min进水、700 min曝气、10 min排水，排水比为60%；实验期间，每天测定一次SBBR进水和出水中NH4 +-N、NO2 --N和NO3 --N的浓度，计算亚氮积累率（NAR=NO2 --N/（NO2 --N+NO3 --N））达到80%以上，证明实现短程硝化。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101250009A (zh) * 2008-04-02 2008-08-27 北京城市排水集团有限责任公司 连续流悬浮填料实现污泥消化液短程硝化的装置和方法
CN101759290A (zh) * 2010-02-10 2010-06-30 彭永臻 连续流工艺中快速实现并稳定维持短程硝化的装置和方法
CN103539258A (zh) * 2013-10-14 2014-01-29 北京工业大学 一种利用高fa的亚硝化颗粒污泥恢复方法
CN105330018A (zh) * 2015-10-31 2016-02-17 北京工业大学 一种基于游离亚硝酸抑制快速实现短程硝化的城市污水处理装置与方法
KR101875024B1 (ko) * 2017-12-14 2018-08-02 경기도 암모니아 함유 하폐수에서 암모니아를 부분질산화하는 장치 및 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102381803A (zh) * 2010-09-06 2012-03-21 中国科学院城市环境研究所 一种以普通活性污泥为种泥启动全程自养脱氮工艺的方法
CN103435161B (zh) * 2013-09-03 2015-06-17 北京工业大学 应用序批式生物膜反应器实现短程硝化的方法
CN203653325U (zh) * 2013-12-23 2014-06-18 兰州交通大学 游离氨与游离亚硝酸协同抑制硝化菌活性实现短程硝化的装置
CN104528933B (zh) * 2014-11-29 2016-09-14 北京工业大学 基于fna处理污泥实现连续流城市污水自养脱氮的方法
CN104817178B (zh) * 2015-05-17 2016-07-06 北京工业大学 一种基于污泥旁侧预处理的短程反硝化除磷的装置和方法
CN108726677A (zh) * 2017-04-25 2018-11-02 湖南大学 一种促进低碳源废水处理的新工艺
CN108217950B (zh) * 2018-03-13 2021-08-13 北京工业大学 Fna强化污泥发酵及实现污水短程脱氮除磷的装置和方法
CN110550738B (zh) * 2019-09-09 2020-08-21 清华大学 一种基于侧流膜生物反应器的污水短程硝化方法及装置
CN110921819A (zh) * 2019-12-04 2020-03-27 沈阳师范大学 一种联氨控制短程硝化反硝化的方法
CN110921820B (zh) * 2019-12-25 2021-12-03 北京工业大学 利用苄索氯铵快速启动城市污水常温短程硝化的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101250009A (zh) * 2008-04-02 2008-08-27 北京城市排水集团有限责任公司 连续流悬浮填料实现污泥消化液短程硝化的装置和方法
CN101759290A (zh) * 2010-02-10 2010-06-30 彭永臻 连续流工艺中快速实现并稳定维持短程硝化的装置和方法
CN103539258A (zh) * 2013-10-14 2014-01-29 北京工业大学 一种利用高fa的亚硝化颗粒污泥恢复方法
CN105330018A (zh) * 2015-10-31 2016-02-17 北京工业大学 一种基于游离亚硝酸抑制快速实现短程硝化的城市污水处理装置与方法
KR101875024B1 (ko) * 2017-12-14 2018-08-02 경기도 암모니아 함유 하폐수에서 암모니아를 부분질산화하는 장치 및 방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Recovering partial nitritation in a PN/A system during mainstream wastewater treatment by reviving AOB activity after thoroughly inhibiting AOB and NOB with free nitrous acid;Wang Bo等;《Environment International》;20200401;第139卷;105684 *
Stable nitritation of mature landfill leachate via in-situ selective inhibition by free nitrous acid;Shang Ren等;《Bioresource Technology》;20210809;第340卷;125647 *

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