CN112142204A - 一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法 - Google Patents
一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112142204A CN112142204A CN202011010860.5A CN202011010860A CN112142204A CN 112142204 A CN112142204 A CN 112142204A CN 202011010860 A CN202011010860 A CN 202011010860A CN 112142204 A CN112142204 A CN 112142204A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reactor
- ammonia nitrogen
- concentration
- water
- nitrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 title claims abstract description 45
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 44
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 title claims abstract description 32
- 239000010865 sewage Substances 0.000 title claims abstract description 23
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 87
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 84
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 30
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 27
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N ON=O.ON=O.ON=O.N Chemical compound ON=O.ON=O.ON=O.N JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 claims description 12
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 claims description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 8
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 8
- 239000002366 mineral element Substances 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 6
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M sodium bicarbonate Substances [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910004619 Na2MoO4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052927 chalcanthite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 claims description 4
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 239000011684 sodium molybdate Substances 0.000 claims description 4
- TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N sodium molybdate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 claims description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 7
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- UKAUYVFTDYCKQA-UHFFFAOYSA-N -2-Amino-4-hydroxybutanoic acid Natural products OC(=O)C(N)CCO UKAUYVFTDYCKQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UKAUYVFTDYCKQA-VKHMYHEASA-N L-homoserine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCO UKAUYVFTDYCKQA-VKHMYHEASA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- 241001453382 Nitrosomonadales Species 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000122821 Aspergillus kawachii Species 0.000 description 1
- 102000014914 Carrier Proteins Human genes 0.000 description 1
- 241000195480 Fucus Species 0.000 description 1
- 241000635201 Pumilus Species 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001651 autotrophic effect Effects 0.000 description 1
- 108091008324 binding proteins Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000018612 quorum sensing Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
- C02F3/301—Aerobic and anaerobic treatment in the same reactor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
Abstract
一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，涉及一种一种处理污水的方法，该方法使用的一体式半硝化‑厌氧氨氧化反应器，进水池通过蠕动泵与反应器主体底部的进水口进行连接；所述反应器主体内部设有填料架，反应器内底部设有曝气头由曝气泵控制其曝气量，中上部设有pH在线测定仪以及加热棒；所述反应器主体与碱桶连接，通过补液泵向反应器内提供碱；所述反应器主体通过出水口与沉淀池连接。使用上述系统进行污水处理时需首先启动装置，然后提高氨氮进水负荷，实验阶段加入腐殖酸。本发明是在一体式半硝化‑厌氧氨氧化反应器中添加适量腐殖酸，厌氧氨氧化菌属的比例都得到增长，从而富集厌氧氨氧化菌体，提高脱氮能力，可使氨氮去除率达95%。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理方法，特别是涉及一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法。
背景技术
随着我国化肥、食品、石油及化工等行业的迅速发展，氨氮废水的排放量迅速增加，导致水体的富营养化，从而引发水生态系统中的物种分布失衡。国家“十三五”规划中要求，到2020年，氨氮排放总量控制在207万吨，比2015年下降10%。由于严格的氨氮排放标准，传统的脱氮技术已经很难满足高处理要求。因此，发展高效、经济的脱氮方法已成为近年来废水处理领域的研究热点。
与传统的脱氮方法相比，厌氧氨氧化（Anammox）被公认为最节能的脱氮途径之一。但厌氧氨氧化过程需要亚硝酸盐的加入来实现氨氮的去除。因此，在厌氧氨氧化的基础上开发出一体式半硝化-厌氧氨氧化（SNAP）工艺，此工艺是半硝化与厌氧氨氧化在一个反应器中同时进行：生物膜外层的氨氧化细菌（AOB）在限氧的条件下进行短程硝化反应，将约一半的氨氮氧化成亚硝酸盐；生物膜内层的厌氧氨氧化菌在厌氧的条件下进行厌氧氨氧化反应，以亚硝酸盐作为电子受体，氧化氨氮产生氮气和少量的硝酸盐。SNAP工艺与厌氧氨氧化工艺相比，可以节约100%的亚硝酸盐。与分段式工艺相比，该工艺占地空间小，污泥产量低，节约能源和成本的消耗。此技术是未来极具潜力的脱氮技术之一。
但厌氧氨氧化细菌属于自养厌氧菌，生长速率缓慢，倍增时间长，细胞产率低，导致厌氧氨氧化菌的富集十分困难，很大程度上限制了厌氧氨氧化的实际应用。为更好的促进厌氧氨氧化技术更为广泛地应用到实际过程中，有效快速富集厌氧氨氧化菌尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，该方法向反应器内加入腐殖酸，对于设计、运行良好的一体式半硝化-厌氧氨氧化系统，在氨氮指标不达标的情况下，仅需增加腐殖酸，而无需新建系统，即可达到去除氨氮的效果，对于当前城市污水厂、工业含氮废水处理厂的改造简便易行。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，所述方法包括匹配有一体式半硝化-厌氧氨氧化脱氮反应器，包括进水池、反应器主体、沉淀池和控制系统：进水池通过蠕动泵与反应器主体底部的进水口进行连接；反应器主体内部设有填料架，反应器内底部设有曝气头由曝气泵控制其曝气量，中上部设有pH在线测定仪以及加热棒；反应器主体与碱桶连接，通过补液泵向反应器内提供碱；反应器主体通过出水口与沉淀池连接；
其处理污水的方法包括以下步骤：
（1）启动反应器以及启动过程
首先启动SNAP反应器，通入人工配置的模拟废水，由(NH4)2SO4提供微生物生长的氮源，其进水浓度随着反应器中细菌的生长情况而逐渐提高，提高进水氨氮的负荷；由NaHCO3作为pH调节剂，保证反应器的pH维持在7.5-7.8，反应器温度由加热棒控制在33-35℃；在配水过程中，1升水中分别加0.5 ml基质，0.5 ml微量元素I，0.1 ml微量元素II和1 ml矿物质元素；在反应器的启动过程中，采用间歇曝气，曝气5min，停5min；使反应器的溶解氧保持在2-3 mg/L，水力停留时间为18h，氨氮进水浓度为300 mg/L；待反应器的溶解氧降低，亚硝氮减少时，逐渐提高曝气时间，直至连续曝气；
（2）调控运行
在反应器的第二阶段为提负荷阶段，经过反应器初期的启动阶段后，在此阶段逐渐提高氨氮进水浓度和负荷，驯化细菌的氨氮去除能力；每天监测反应器进水和出水的氨氮、亚硝氮、硝氮浓度，连续三天反应器出水数据，包括氨氮、亚硝氮和硝氮浓度；稳定且氨氮去除率达到85%以上时，即通过增加进水浓度的方式提高反应器负荷；
（3）实验阶段
实验阶段共92天，根据COD（完全由腐殖酸提供）进水浓度把实验阶段分为五个阶段；每天监测反应器进水和出水的氨氮、亚硝氮、硝氮浓度和COD浓度，连续三天反应器出水数据（氨氮、亚硝氮和硝氮浓度）稳定且氨氮去除率达到85%以上时，即通过COD浓度考察反应器对氨氮的去除能力。
所述的一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，所述启动反应器以及启动过程SNAP反应器的接种菌种采用本实验室培养的运行一年以上的SNAP 反应器富集的细菌污泥，MLSS为10.1 g/L，MLSS为12.5 g/L，污泥颜色为红褐色。
所述的一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，所述启动反应器以及启动过程所加的营养液基质KH2PO4 136 g/L，微量元素I为FeSO4 18 g/L和EDTA 10 g/L，矿物元素KCl 1.4 g/L、NaCl 1 g/L、MgSO4 1 g/L、CaCl2 1.4 g/L，微量元素II为MnCl2·4H2O 9.9mg/L、NiCl2·6H2O 1.9 mg/L、Na2MoO4·2H2O 2.2 mg/L、ZnSO4·7H2O 4.3 mg/L、CaCl2·6H2O 12 mg/L、CuSO4·5H2O 12.5 mg/L、H3BO4 0.14 mg/L。
所述的一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，所述启动反应器以及启动过程启动反应器时的进水氨氮浓度从300 mg/L开始，启动负荷为0.3 kgN/m3/d；
所述的一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，所述调控运行阶段的持续时间为48天；溶解氧控制在1-2 mg/L，采用连续进水方式，水力停留时间仍然保持启动末期的10h，采用硫酸铵模拟氨氮400-700 mg/L。
所述的一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，所述实验阶段在反应器加入腐殖酸的整个过程中，氨氮进水浓度的范围在672.24-929.82 mg/L，氨氮的出水浓度平均值为63.31mg/L，而氨氮的去除率平均值为92%，COD的进水浓度从88.59 mg/L逐渐提高到1702.63mg/L。
本发明的优点与效果是：
1.本发明的一种富集厌氧氨氧化菌的方法，进水氨氮浓度高达700-800 mg/L时，向反应器内加入腐殖酸500 mg/L时，厌氧氨氧化所在的浮霉菌门从23%增加到36%，厌氧氨氧化菌属Candidatus Brocadias属和Candidatus Kuenenia属的总占比从21.07%增加到30.28%。腐殖酸的加入使得厌氧氨氧化所在的门和属的比例都有所增加，促进厌氧氨氧化菌的富集。
2.本发明的一种强化一体式半硝化-厌氧氨氧化脱氮的方法，向反应器内加入腐殖酸，对于设计、运行良好的一体式半硝化-厌氧氨氧化系统，在氨氮指标不达标的情况下，仅需增加腐殖酸，而无需新建系统，即可达到去除氨氮的效果，对于当前城市污水厂、工业含氮废水处理厂的改造简便易行。目前关于腐殖酸富集厌氧氨氧化菌的方法未见报道。
附图说明
图1 为本发明工艺流程示意图；
图2为本发明 SNAP反应器菌落门水平比例；
图3为本发明 SNAP反应器菌落属水平比例。
图中：1.进水池；2.蠕动泵；3.曝气头；4.曝气泵；5.加热棒；6.pH电极；7.pH控制器；8.补液泵；9.饱和碳酸氢钠溶液；10.沉淀池。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
本发明在一体式半硝化-厌氧氨氧化反应器中添加腐殖酸以富集厌氧氨氧化菌。腐殖酸作为电子穿梭体促进胞外电子转移，胞外聚合物受到胞外电子传递系统的影响而发生表面电荷和组分含量的改变。腐殖酸促进胞外细胞密度的增加，通过群体感应系统分泌的信号因子高丝氨酸聚酯（AHL）逐渐增多，当厌氧氨氧化菌体感知细胞密度达到激活厌氧氨氧化菌的相关基因表达的阈值时，高丝氨酸聚酯与高丝氨酸聚酯结合蛋白（AmxR）相结合，形成AmxR-AHL复合物，复合物将激活厌氧氨氧化菌活性的相关基因的表达。腐殖酸一定程度上促进了反硝化作用，但厌氧氨氧化反应仍占主导地位。厌氧氨氧化反应和反硝化反应相互促进，协同去除系统中的总氮，从而提高总氮去除率。此外，厌氧氨氧化菌具有厌氧氨氧化的代谢特性，同时还具有反硝化的代谢特性。尽管腐殖酸不参加厌氧氨氧化反应，但却是合成厌氧氨氧化菌细胞的主要物质，它的添加加快了厌氧氨氧化菌细胞合成的速率，提高了细胞活性。基于此，我们开发了通过加入腐殖酸，富集厌氧氨氧化菌的方法。
本发明所采用的一体式半硝化-厌氧氨氧化系统如附图1所示，包括进水池、反应器主体、沉淀池和控制系统：所述进水池通过蠕动泵与反应器主体底部的进水口进行连接；所述反应器主体内部设有填料架，反应器内底部设有曝气头由曝气泵控制其曝气量，中上部设有pH在线测定仪以及加热棒；所述反应器主体与碱桶连接，通过补液泵向反应器内提供碱；所述反应器主体通过出水口与沉淀池连接。
一种富集厌氧氨氧化菌的方法的技术方案，其包括以下步骤：
1）启动反应器以及启动过程
首先启动反应器，SNAP反应器的接种菌种采用本实验室培养的运行一年以上的SNAP反应器富集的细菌污泥，MLSS为10.1 g/L，MLSS为12.5 g/L，污泥颜色为红褐色。通入人工配置的模拟废水。由硫酸铵(NH4)2SO4提供微生物生长的氮源，进水浓度随着反应器的细菌的生长情况而逐渐提高，从而提高进水氮的负荷。由NaHCO3作为pH调节剂，保证反应器的pH维持在7.5-7.8左右，反应器温度控制在33-35℃。实验中所加的营养液基质KH2PO4 136 g/L，微量元素I为FeSO4 18 g/L和EDTA 10 g/L，矿物元素KCl 1.4 g/L、NaCl 1 g/L、MgSO4 1g/L、CaCl2 1.4 g/L，微量元素II为MnCl2·4H2O 9.9 mg/L、NiCl2·6H2O 1.9 mg/L、Na2MoO4·2H2O 2.2 mg/L、ZnSO4·7H2O 4.3 mg/L、CaCl2·6H2O 12 mg/L、CuSO4·5H2O 12.5mg/L、H3BO4 0.14 mg/L。在配水过程中，1升水中分别加0.5 ml基质，0.5 ml微量元素I，0.1ml微量元素II，和1 ml矿物质元素。在反应器的启动过程中，采用间歇曝气，曝气5min，停5min。使反应器的溶解氧保持在2-3 mg/L，水力停留时间为18h，氨氮进水浓度为300 mg/L。待反应器的溶解氧降低，亚硝氮减少时，逐渐提高曝气时间，直至开始连续曝气。启动反应器时的进水氨氮浓度从300 mg/L开始，启动负荷为0.3 kgN/m3/d，
2）调控运行
在反应器的第二阶段为提负荷阶段，经过反应器初期的启动阶段后，在此阶段逐渐提高氨氮进水浓度和负荷，驯化细菌的氨氮去除能力。此阶段的持续时间为48天。溶解氧控制在1-2 mg/L，采用连续进水方式，水力停留时间仍然保持启动末期的10h，采用硫酸铵模拟氨氮400-700 mg/L，每天监测反应器进水和出水的氨氮、亚硝氮、硝氮浓度，连续三天反应器出水数据（氨氮、亚硝氮和硝氮浓度）稳定且氨氮去除率达到85%以上时，即通过增加进水浓度的方式提高反应器负荷。
3）实验阶段
实验阶段共92天，根据COD（完全由腐殖酸提供）进水浓度把实验阶段分为五个阶段。在反应器加入腐殖酸的整个过程中，氨氮进水浓度维持在672.24-929.82 mg/L，COD的进水浓度从88.59 mg/L逐渐提高到1702.63 mg/L。每天监测反应器进水和出水的氨氮、亚硝氮、硝氮浓度和COD浓度，连续三天反应器出水数据（氨氮、亚硝氮和硝氮浓度）稳定且氨氮去除率达到85%以上时，即通过COD浓度考察反应器对氨氮的去除能力。
实施例1
1）启动步骤
首先启动反应器，SNAP反应器的接种菌种采用本实验室培养的运行一年以上的SNAP反应器富集的细菌污泥，MLSS为10.1 g/L，MLSS为12.5 g/L，污泥颜色为红褐色。由NaHCO3作为pH调节剂，保证反应器的pH维持在7.5-7.8左右，反应器温度控制在33-35℃。实验中所加的营养液基质KH2PO4 136 g/L，微量元素I为FeSO4 18 g/L和EDTA 10 g/L，矿物元素KCl1.4 g/L、NaCl 1 g/L、MgSO4 1 g/L、CaCl2 1.4 g/L，微量元素II为MnCl2·4H2O 9.9 mg/L、NiCl2·6H2O 1.9 mg/L、Na2MoO4·2H2O 2.2 mg/L、ZnSO4·7H2O 4.3 mg/L、CaCl2·6H2O 12mg/L、CuSO4·5H2O 12.5 mg/L、H3BO4 0.14 mg/L。在配水过程中，1升水中分别加0.5 ml基质，0.5 ml微量元素I，0.1 ml微量元素II，和1 ml矿物质元素。在第1-40天，进水氨氮浓度稳定在400±68 mg/L，出水氨氮浓度为30.95-261.56 mg/L，出水浓度平均值为170 mg/L，去除率的平均值稳定在57%左右，氨氮去除负荷平均值为0.41kgN/m3/d，保留时间是：18h(1-5d)；14h(6-24d)；10h(25-40d)。在第40天，氨氮的去除率提高到64%，随着保留时间从18h减到14h，负荷从0.3 kgN/m3/d提高到0.6 kgN/m3/d，此阶段维持40天后，反应器的出水氨氮浓度为93.43 mg/L，去除率高于60%，启动成功。
2）提升负荷阶段
溶解氧浓度控制在1-2 mg/L，采用硫酸铵模拟废水中的氨氮，腐殖酸模拟废水中的COD，连续进水方式，反应器pH值控制在7.4-7.6，反应器温度控制在33-35℃，水力停留时间为10h。在第I 阶段（42-55d），进水氨氮浓度维持在430-559 mg/L左右，出水浓度的平均值在100 mg/L。在第54天时氨氮去除率由第46天时的61% 提高到84%。NO2 --N的浓度从此阶段开始小于10 mg/L，同时NO3 --N的浓度由16 mg/L 增加到30 mg/L，而氨氮出水浓度从177mg/L降到88 mg/L。在第II 阶段（56-77d），氨氮进水浓度逐渐从570mg/L提高到654 mg/L，氨氮去除率最高时达到87%，氨氮去除负荷已经稳定在1.0 kgN/m3/d左右。NO2 --N的出水浓度在4.9-5.9 mg/L，且浓度在此阶段比较稳定。而NO3 --N的浓度在38 mg/L 左右，稍有上升的趋势。在第III 阶段（78-89d），氨氮进水浓度进一步提高至746 mg/L左右，氨氮去除率比II阶段明显提高，平均去除率达84%，氨氮去除负荷也达到1.2 kgN/m3/d。在这个阶段的NO2 --N依然维持5.0 mg/L- 7.45 mg/L。第86d时，氨氮进水浓度为745 mg/L，NO2 --N达到7.45 mg/L，NO3 --N上升到42.9 mg/L。可以说明SNAP细菌完全适应高浓度的氨氮浓度。
3）实验阶段
实验阶段共92天，根据COD（完全由腐殖酸提供）进水浓度把实验阶段分为五个阶段。实验第I阶段为90-108天，COD的进水浓度为88.59-275.67 mg/L。氨氮去除平均值为1.35kgN/m3/d。NO2 --N浓度范围为9.13-13.75 mg/L，NO3 --N范围在44.91-86.41 mg/L。实验第II阶段末109-125天，进水COD 浓度291.99-442.46 mg/L，氨氮浓度为800 mg/L，氨氮去除率为94%，氨氮平均去除负荷值达到1.49 kgN/m3/d，COD去除率为28%。NO2 --N浓度为10.04 mg/L，而NO3 --N的平均值为69.37 mg/L。实验第III阶段为126-140天，进水COD的浓度从449.00提高至691.06 mg/L时，氨氮平均去除率和平均去除负荷可分别提高到95%和1.55kgN/m3/d，最高时分别可达99%和1.61 kgN/m3/d，并且COD的平均去除率达到35%。NO2 --N平均值为18.56 mg/L，NO3 --N的平均值为68.50 mg/L。实验第IV阶段为141-164天，随着进水COD浓度逐渐提高，氨氮的去除率开始下降至不到90%，去除负荷降至1.45 kgN/m3/d左右。实验第V阶段为165-181天进水COD的浓度从942.92大幅增加至1702.67 mg/L。氨氮的平均去除率的值维持在91%，最低时也能超过85%，而氨氮去除负荷维持在1.4 kgN/m3/d左右。但COD的去除率却逐渐降低至15%左右。
试验结果显示：
SNAP反应器的采样信息如表1 所示。
表1 SNAP反应器取样信息
随着腐殖酸的浓度从0到500 到1000 mg/L，Anammox菌所在的浮霉菌门先有大幅度的增长（从23%增长到36%）然后又逐渐下降到（25.7%）。厌氧氨氧化菌属有Candidatus Brocadias属和Candidatus Kuenenia属两种，随着腐殖酸浓度从0到500 mg/L到1500 mg/L，厌氧氨氧化菌属的总占比从21.07%增加到30.28%又降低到11.87%。最终厌氧氨氧化菌属总占比下降了9.2%。图2和图3分别为菌落门水平比例和菌落属水平比例图。氨氮进水浓度为800 mg/L，腐殖酸浓度为500-600 mg/L，控制pH值在7.5-7.8，水力停留时间10h，水温范围为33-35℃，氨氮去除率为95%，氨氮去除负荷达到1.59 kgN/m3/d，腐殖酸的去除率达到40%左右。
在不冲突的情况下，上述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施例。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，其特征在于，所述方法包括匹配有一体式半硝化-厌氧氨氧化脱氮反应器，包括进水池、反应器主体、沉淀池和控制系统：进水池通过蠕动泵与反应器主体底部的进水口进行连接；反应器主体内部设有填料架，反应器内底部设有曝气头由曝气泵控制其曝气量，中上部设有pH在线测定仪以及加热棒；反应器主体与碱桶连接，通过补液泵向反应器内提供碱；反应器主体通过出水口与沉淀池连接；
其处理污水的方法包括以下步骤：
（1）启动反应器以及启动过程
首先启动SNAP反应器，通入人工配置的模拟废水，由(NH4)2SO4提供微生物生长的氮源，其进水浓度随着反应器中细菌的生长情况而逐渐提高，提高进水氨氮的负荷；由NaHCO3作为pH调节剂，保证反应器的pH维持在7.5-7.8，反应器温度由加热棒控制在33-35℃；在配水过程中，1升水中分别加0.5 ml基质，0.5 ml微量元素I，0.1 ml微量元素II和1 ml矿物质元素；在反应器的启动过程中，采用间歇曝气，曝气5min，停5min；使反应器的溶解氧保持在2-3 mg/L，水力停留时间为18h，氨氮进水浓度为300 mg/L；待反应器的溶解氧降低，亚硝氮减少时，逐渐提高曝气时间，直至连续曝气；
（2）调控运行
在反应器的第二阶段为提负荷阶段，经过反应器初期的启动阶段后，在此阶段逐渐提高氨氮进水浓度和负荷，驯化细菌的氨氮去除能力；每天监测反应器进水和出水的氨氮、亚硝氮、硝氮浓度，连续三天反应器出水数据，包括氨氮、亚硝氮和硝氮浓度；稳定且氨氮去除率达到85%以上时，即通过增加进水浓度的方式提高反应器负荷；
（3）实验阶段
实验阶段共92天，根据COD（完全由腐殖酸提供）进水浓度把实验阶段分为五个阶段；每天监测反应器进水和出水的氨氮、亚硝氮、硝氮浓度和COD浓度，连续三天反应器出水数据（氨氮、亚硝氮和硝氮浓度）稳定且氨氮去除率达到85%以上时，即通过COD浓度考察反应器对氨氮的去除能力。
2.根据权利要求1所述的一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，其特征在于，所述启动反应器以及启动过程SNAP反应器的接种菌种采用本实验室培养的运行一年以上的SNAP 反应器富集的细菌污泥，MLSS为10.1 g/L，MLSS为12.5 g/L，污泥颜色为红褐色。
3.根据权利要求1所述的一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，其特征在于，所述启动反应器以及启动过程所加的营养液基质KH2PO4 136 g/L，微量元素I为FeSO4 18 g/L和EDTA 10 g/L，矿物元素KCl 1.4 g/L、NaCl 1 g/L、MgSO4 1 g/L、CaCl2 1.4 g/L，微量元素II为MnCl2·4H2O 9.9 mg/L、NiCl2·6H2O 1.9 mg/L、Na2MoO4·2H2O 2.2 mg/L、ZnSO4·7H2O 4.3 mg/L、CaCl2·6H2O 12 mg/L、CuSO4·5H2O 12.5 mg/L、H3BO4 0.14 mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，其特征在于，所述启动反应器以及启动过程启动反应器时的进水氨氮浓度从300 mg/L开始，启动负荷为0.3 kgN/m3/d。
5.根据权利要求1所述的一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，其特征在于，所述调控运行阶段的持续时间为48天；溶解氧控制在1-2 mg/L，采用连续进水方式，水力停留时间仍然保持启动末期的10h，采用硫酸铵模拟氨氮400-700 mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法，其特征在于，所述实验阶段在反应器加入腐殖酸的整个过程中，氨氮进水浓度的范围在672.24-929.82mg/L，氨氮的出水浓度平均值为63.31mg/L，而氨氮的去除率平均值为92%，COD的进水浓度从88.59 mg/L逐渐提高到1702.63mg/L。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011010860.5A CN112142204A (zh) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | 一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011010860.5A CN112142204A (zh) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | 一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112142204A true CN112142204A (zh) | 2020-12-29 |
Family
ID=73896312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011010860.5A Pending CN112142204A (zh) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | 一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112142204A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113683188A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-11-23 | 江苏大学 | 一种电化学驯化厌氧氨氧化细菌的方法及装置 |
| CN114988643A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-02 | 北京恩菲环保技术有限公司 | 一种富集厌氧氨氧化菌的方法 |
| CN115215426A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-10-21 | 北京工业大学 | 一种零价铁与富里酸协同强化厌氧氨氧化的废水处理方法 |
| CN115261261A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-11-01 | 浙江巨能环境工程有限公司 | 一种自养氨氧化菌富集方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102642924A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-08-22 | 北京工业大学 | 一种常温低氨氮污水全程自养脱氮工艺的快速启动方法 |
| EP2740713A1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-11 | Hidrotec Tecnologia del Agua, S.L. | Method for starting up and controlling a biological process for ammonium removal by the action of autotrophic bacteria in wastewater |
| CN106673205A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-17 | 同济大学 | 一体式自养脱氮系统的快速启动方法 |
| CN108178303A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-06-19 | 沈阳东源环境科技有限公司 | 一种多技术耦合的畜禽养殖废水处理装置 |
| CN108658372A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-10-16 | 北京建筑大学 | 厌氧氨氧化耦合电氧化工艺处理垃圾渗滤液实现深度除碳脱氮的方法 |
| WO2019169980A1 (zh) * | 2018-03-09 | 2019-09-12 | 上海世浦泰膜科技有限公司 | 一种结合mbr的厌氧氨氧化污水处理工艺 |
-
2020
- 2020-09-23 CN CN202011010860.5A patent/CN112142204A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102642924A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-08-22 | 北京工业大学 | 一种常温低氨氮污水全程自养脱氮工艺的快速启动方法 |
| EP2740713A1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-11 | Hidrotec Tecnologia del Agua, S.L. | Method for starting up and controlling a biological process for ammonium removal by the action of autotrophic bacteria in wastewater |
| CN106673205A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-17 | 同济大学 | 一体式自养脱氮系统的快速启动方法 |
| CN108178303A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-06-19 | 沈阳东源环境科技有限公司 | 一种多技术耦合的畜禽养殖废水处理装置 |
| WO2019169980A1 (zh) * | 2018-03-09 | 2019-09-12 | 上海世浦泰膜科技有限公司 | 一种结合mbr的厌氧氨氧化污水处理工艺 |
| CN108658372A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-10-16 | 北京建筑大学 | 厌氧氨氧化耦合电氧化工艺处理垃圾渗滤液实现深度除碳脱氮的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 刘灵婕等: "摘要、2结果与讨论", 《富里酸的投加对厌氧氨氧化的短期影响》 * |
| 梁启煜等: "摘要、1实验材料和方法、2结果与讨论、3结论", 《一体化厌氧氨氧化反应器工艺运行优化研究》 * |
| 郝汉洲: "《土壤地理学与生物地理学实习实践教程》", 30 June 2013, 西安交通大学出版社 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113683188A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-11-23 | 江苏大学 | 一种电化学驯化厌氧氨氧化细菌的方法及装置 |
| CN115215426A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-10-21 | 北京工业大学 | 一种零价铁与富里酸协同强化厌氧氨氧化的废水处理方法 |
| CN115215426B (zh) * | 2022-05-31 | 2023-12-29 | 北京工业大学 | 一种零价铁与富里酸协同强化厌氧氨氧化的废水处理方法 |
| CN114988643A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-02 | 北京恩菲环保技术有限公司 | 一种富集厌氧氨氧化菌的方法 |
| CN115261261A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-11-01 | 浙江巨能环境工程有限公司 | 一种自养氨氧化菌富集方法 |
| CN115261261B (zh) * | 2022-06-23 | 2023-12-12 | 浙江巨能环境工程有限公司 | 一种自养氨氧化菌富集方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101439915B (zh) | 一种用于污水短程脱氮的膜曝气生物膜工艺及装置 | |
| CN104891650B (zh) | 一种同步脱氮除硫颗粒污泥的快速培养方法 | |
| CN112142204A (zh) | 一种富集培养厌氧氨氧化菌处理污水的方法 | |
| CN112158952B (zh) | 连续流aoa短程硝化与厌氧氨氧化耦合污泥发酵反硝化处理低碳氮比废水的装置与方法 | |
| CN101050026B (zh) | 高浓度有机废水深度脱氮处理方法 | |
| CN102259976B (zh) | 一种厌氧氨氧化反应器的快速启动方法 | |
| CN103482765B (zh) | 一种常温低c/n污水同时脱氮除cod工艺的快速启动方法 | |
| CN103496788B (zh) | 一种a/o工艺短程硝化反硝化的快速启动方法 | |
| CN114477420B (zh) | 连续流aoa短程硝化及内源短程反硝化双耦合厌氧氨氧化实现污水深度脱氮的方法与装置 | |
| CN106186323A (zh) | 一种启动一体化短程硝化‑厌氧氨氧化工艺的方法 | |
| CN110950428B (zh) | 一种具有同步硫自养反硝化和厌氧氨氧化功能污泥的培养方法 | |
| Qian et al. | Startup and performance of a novel single-stage partial nitritation/anammox system for reject water treatment | |
| CN103787511B (zh) | 一种通过缩短沉降时间实现短程硝化反硝化的方法 | |
| CN103723821A (zh) | 一种将全程硝化污泥快速诱变为自养亚硝化污泥的方法 | |
| CN105217786A (zh) | 基于deamox强化改良分段进水a2/o工艺生物脱氮除磷的装置与方法 | |
| CN104944701A (zh) | 基于脉冲曝气强化污水脱氮除磷和节能降耗的方法 | |
| CN113666496A (zh) | 分段进水双短程厌氧氨氧化工艺实现低碳氮比生活污水深度脱氮除磷的方法与装置 | |
| CN104355404B (zh) | 一种快速实现生物滤池厌氧氨氧化的方法与装置 | |
| CN104016478B (zh) | 一种快速启动厌氧氨氧化反应器的方法 | |
| CN110002608B (zh) | 一种同步实现污水脱氮和沼气脱硫的方法 | |
| CN208166668U (zh) | 一种快速实现高氨氮废水baf一体化自养脱氮的装置 | |
| CN103708616A (zh) | 一种与厌氧氨氧化相匹配的亚硝化颗粒污泥的培养方法 | |
| CN103601294A (zh) | 一种实现微污染水自养脱氮的系统与方法 | |
| CN112811582A (zh) | 一种投加联氨促进短程硝化的亚硝化sbr装置及改良工艺 | |
| CN109879428B (zh) | 一种利用延时厌氧/低碳缺氧sbr实现城市污水短程反硝化过程的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20201229 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |