CN114702133A - 一种单污泥系统驯化反硝化聚磷菌的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种单污泥系统驯化反硝化聚磷菌的方法。针对反硝化聚磷菌难以原位驯化的难题，所述方法采用“两阶段”(先厌氧/好氧，后厌氧/好氧/缺氧)驯化反硝化聚磷菌。在第一阶段，系统首先进行厌氧/好氧运行，控制污泥龄为15～20天，当出水PO4 3‑浓度稳定小于0.5mg/L时，认为成功驯化了聚磷菌；在第二阶段采用不排泥策略并通过调控曝气，控制好氧末NOX ‑(包括硝酸盐和亚硝酸盐)浓度在10～20mg/L，PO4 3‑浓度在5～10mg/L，将运行方式改为厌氧/好氧/缺氧运行，出水NOX ‑浓度稳定维持在5～8mg/L，PO4 3‑浓度稳定小于0.5mg/L，认为成功驯化了反硝化聚磷菌。

Description

一种单污泥系统驯化反硝化聚磷菌的方法
技术领域
本发明涉及一种单污泥系统驯化反硝化聚磷菌的方法，属于污水生物处理技术领域，为强化城市生活污水同步脱氮除磷提供了可行的技术方法。
背景技术
目前，污水脱氮主要通过生物法处理，但是在污水处理厂实际运行中对于磷的去除主要通过化学方法，因此需要支付昂贵的药剂费。基于此种现状，急于寻找一种既能实现稳定脱氮又能高效除磷的方法。
厌氧-好氧-缺氧即AOA工艺因其运行条件的特殊性，在此运行模式下聚磷菌在厌氧段储存内碳源并释磷，在好氧/缺氧段利用内碳源吸磷。传统的生物除磷是指聚磷菌在厌氧条件下储存内碳源并进行释磷，在好氧过条件下利用内碳源过量吸磷，以除去水体中的磷酸盐。与聚磷菌代谢原理相似，反硝化聚磷菌在厌氧条件下储存内碳源同时释磷，在缺氧条件下能利用硝态氮或亚硝态氮作为电子受体进行吸磷作用，从而实现同步脱氮除磷。
目前常见的驯化反硝化聚磷菌的方法是，在双污泥系统中驯化反硝化聚磷菌，即将硝化细菌与反硝化聚磷菌分别放在两个反应器中进行驯化，且大多采用人工配水进行驯化。但是这种方法操作较为复杂，且利用配水驯化的反硝化聚磷菌在处理实际生活污水时会不适应水体中的复杂成分。本方法采用生活污水原位驯化反硝化聚磷菌，并且采用不排泥策略，在不外加PO4 3-的条件下，保证缺氧段有足够的PO4 3-为反硝化除磷提供充足的条件。
发明内容
本发明提出了一种单污泥系统驯化反硝化聚磷菌的方法，实现了在单级反应器中利用生活污水原位驯化反硝化聚磷菌，从而为AOA工艺在处理低C/N比城市污水的实际运行中实现同步脱氮除磷提供了可能。利用生活污水结合不排泥策略原位驯化反硝化聚磷菌，为今后通过同步脱氮除磷以实现N、P的达标排放奠定了可靠的基础。该发明不同于传统除磷方法的创新点在于在单污泥系统中利用生活污水且采用不排泥策略驯化反硝化聚磷菌，既省去了配水的复杂操作，又能有效防止配水驯化的反硝化聚磷菌在处理实际生活污水时出现不适应的情况。与常见驯化反硝化聚磷菌的方法相比，更加的经济节能，且驯化出的反硝化聚磷菌在实际处理生活污水时适应性较强。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：一种单污泥系统驯化反硝化聚磷菌的方法，其特征在于：
所用装置包括城市污水原水进水水箱(1)、AOA-SBR反应器(2)、出水水箱(3)；所述城市污水原水进水水箱(1)为密闭箱体Ⅰ；所述AOA-SBR反应器(2)设有搅拌装置(2.2)、空气压缩机(2.3)、转子流量计(2.4)、曝气盘(2.5)、DO/pH在线测定仪(2.6)、排水口Ⅰ(2.7)、排水口Ⅱ(2.8)、排水阀(2.9)、排泥口(2.10)、排泥阀(2.11)、溢流管(2.12)；所述出水水箱(3)为密闭箱体Ⅱ；
所述城市污水原水水箱(1)通过进水泵(2.1)与AOA-SBR反应器(2)相连接；AOA-SBR反应器(2)通过排水阀Ⅰ(2.9)与出水水箱(3)相连接；
应用所述装置实现单污泥系统驯化反硝化聚磷菌的方法，其特征在于，具体启动与调控步骤如下：
1)系统启动阶段：
AOA-SBR反应器(2)接种污泥为城市生活污水处理厂全程污泥，使反应器内污泥浓度 MLSS＝3000～3500mg/L。
2)运行阶段：
2.1)厌氧/好氧运行模式：城市污水原水进水水箱(1)中的污水通过进水泵(2.1)进入A OA-SBR反应器(2)中，厌氧搅拌90～120min；然后，AOA-SBR反应器(2)中好氧曝气120～ 150min，通过气体转子流量计(2.4)调整曝气量，控制DO浓度保持在0.2～0.5mg/L，然后沉淀排水30min，排水比为50％，闲置30min，随后进入下一周期。在运行过程中定期排泥，SRT控制为15～20d；系统经历20d的厌氧/好氧运行，出水PO4 3-浓度稳定小于0.5mg /L，认为成功驯化了聚磷菌。
2.2)厌氧/好氧/缺氧运行模式：城市污水原水进水水箱(1)中的污水通过进水泵(2.1) 进入AOA-SBR反应器(2)中，厌氧搅拌90～120min；然后，AOA-SBR反应器(2)中好氧曝气 120～150min，通过气体转子流量计(2.4)调整曝气量，控制DO浓度保持在0.2～0.5mg/L，接着进行缺氧搅拌150～180min，然后沉淀排水共30min，排水比为50％，闲置30min，随后进入下一周期。在运行过程中通过调整曝气时间控制好氧末PO4 3-浓度在5～10mg/L，调控曝气量使得NOX -(包括硝酸盐和亚硝酸盐)浓度在10～20mg/L，运行过程中不排泥；系统经历30d的厌氧/好氧/缺氧运行，出水NOX -浓度稳定维持在5～8mg/L，PO4 3-浓度稳定小于0.5mg/L，认为成功驯化了反硝化聚磷菌。
本发明具有以下优势：
1)一种单污泥系统驯化反硝化聚磷菌的方法，驯化过程简单、操作方便、经济高效；
2)利用生活污水原位驯化反硝化聚磷菌，较好的避免了配水驯化出的反硝化聚磷菌在实际处理生活污水时产生的不适应性；
3)基于不排泥策略利用生活污水原位驯化反硝化聚磷菌，强化了低C/N城市污水脱氮除磷的能力，为同步脱氮除磷提供了新思路；
综上所述，利用本发明在实际处理低C/N城市生活污水时，具有运行能耗低，节约成本，操作简便、系统稳定等优点。
附图说明
图1是：一种单污泥系统驯化反硝化聚磷菌的方法所用装置示意图。
图1中：1——城市污水原水进水水箱、2——AOA-SBR反应器、3——出水水箱；2.1——进水泵、2.2——搅拌装置、2.3——空气压缩机、2.4——转子流量计、2.5——曝气盘、 2.6——DO/pH在线测定仪、2.7——排水口Ⅰ、2.8——排水口Ⅱ、2.9——排水阀、2.10——排泥口；2.11——排泥阀、2.12——溢流管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方案：
如图1所示，一种单污泥系统驯化反硝化聚磷菌的方法，所用装置包括城市污水原水进水水箱(1)、AOA-SBR反应器(2)、出水水箱(3)；其特征在于城市污水原水水箱(1)通过进水泵(2.1)与AOA-SBR反应器(2)相连接；AOA-SBR反应器(2)通过排水阀Ⅰ(2.9)与出水水箱(3)相连接；
实验采用北京工业大学家属区生活污水作为原水，相关水质特征为：COD浓度为150～ 300mg/L，NH4 +-N浓度50～80mg/L，NO2 --N浓度0～1mg/L，NO3 --N浓度0～1.5mg/L，PO4 3--P 浓度为3～5mg/L。实验系统如图1所示，各反应器均采用有机玻璃制成，AOA-SBR反应器总体积11L，其中有效体积为10L。
具体运行操作如下：
1)系统启动阶段：
AOA-SBR反应器(2)接种污泥为城市生活污水处理厂全程污泥，反应器内污泥浓度MLSS ＝3000～3500mg/L。
3)运行阶段：
2.1)厌氧/好氧运行模式：城市污水原水进水水箱(1)中的污水通过进水泵(2.1)进入A OA-SBR反应器(2)中，厌氧搅拌90～120min；然后，AOA-SBR反应器(2)中好氧曝气120～ 150min，通过气体转子流量计(2.4)调整曝气量，控制DO浓度保持在0.2～0.5mg/L，然后沉淀排水30min，排水比为50％，闲置30min，随后进入下一周期。在运行过程中定期排泥，SRT控制为15～20d；系统经历20d的厌氧/好氧运行，出水PO4 3-浓度稳定小于0.5mg /L，认为成功驯化了聚磷菌。
2.2)厌氧/好氧/缺氧运行模式：城市污水原水进水水箱(1)中的污水通过进水泵(2.1) 进入AOA-SBR反应器(2)中，厌氧搅拌90～120min；然后，AOA-SBR反应器(2)中好氧曝气 120～150min，通过气体转子流量计(2.4)调整曝气量，控制DO浓度保持在0.2～0.5mg/L，接着进行缺氧搅拌150～180min，然后沉淀排水30min，排水比为50％，闲置30min，随后进入下一周期。在运行过程中通过调整曝气时间控制好氧末PO4 3-浓度在5～10mg/L，调控曝气量使得NOX -(包括硝酸盐和亚硝酸盐)浓度在10～20mg/L，运行过程中不排泥；系统经历30d的厌氧/好氧/缺氧运行，出水NOX -浓度稳定维持在5～8mg/L，PO4 3-浓度稳定小于0.5mg/L，认为成功驯化了反硝化聚磷菌。
试验结果表明：运行稳定后，AOA-SBR反应器(2)出水NOX -(包括硝酸盐和亚硝酸盐)浓度＜2.5mg/L，PO4 3--P浓度＜0.5mg/L，达到国家一级A标准。
以上是本发明的具体实施例，便于该技术领域的技术人员能更好的理解和应用本发明，但本发明的实施不限于此，因此该技术领域的技术人员对本发明所做的简单改进都在本发明保护范围之内。

Claims (2)

1.一种单污泥系统驯化反硝化聚磷菌的方法，其特征在于：
所用装置包括城市污水原水进水水箱(1)、AOA-SBR反应器(2)、出水水箱(3)；
所述城市污水原水进水水箱(1)为密闭箱体Ⅰ；所述AOA-SBR反应器(2)设有搅拌装置(2.2)、空气压缩机(2.3)、转子流量计(2.4)、曝气盘(2.5)、DO/pH在线测定仪(2.6)、排水口Ⅰ(2.7)、排水口Ⅱ(2.8)、排水阀(2.9)、排泥口(2.10)、排泥阀(2.11)、溢流管(2.12)；所述出水水箱(3)为密闭箱体Ⅱ；
所述城市污水原水水箱(1)通过进水泵(2.1)与AOA-SBR反应器(2)相连接；AOA-SBR反应器(2)通过排水阀Ⅰ(2.9)与出水水箱(3)相连接。
2.如权利要求1所述一种单污泥系统驯化反硝化聚磷菌的方法，其特征在于，步骤如下：
1)系统启动阶段：
AOA-SBR反应器(2)接种污泥为城市生活污水处理厂全程污泥，使反应器内污泥浓度MLSS＝3000～3500mg/L；
2)运行阶段：
2.1)厌氧/好氧运行模式：城市污水原水进水水箱(1)中的污水通过进水泵(2.1)进入AOA-SBR反应器(2)中，厌氧搅拌90～120min；然后，AOA-SBR反应器(2)中好氧曝气120～150min，通过气体转子流量计(2.4)调整曝气量，控制DO浓度保持在0.2～0.5mg/L，然后沉淀排水30min，排水比为50％，闲置30min，随后进入下一周期；在运行过程中定期排泥，SRT控制为15～20d；
2.2)厌氧/好氧/缺氧运行模式：城市污水原水进水水箱(1)中的污水通过进水泵(2.1)进入AOA-SBR反应器(2)中，厌氧搅拌90～120min；然后，AOA-SBR反应器(2)中好氧曝气120～150min，通过气体转子流量计(2.4)调整曝气量，控制DO浓度保持在0.2～0.5mg/L，接着进行缺氧搅拌150～180min，然后沉淀排水共30min，排水比为50％，闲置30min，随后进入下一周期；在运行过程中通过调整曝气时间控制好氧末PO4 3-浓度在5～10mg/L，调控曝气量使得NOX -浓度在10～20mg/L，运行过程中不排泥。
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吴永志: "HITNP反硝化脱氮除磷工艺的启动与影响因素研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库, pages 027 - 167 *
夏灵敏等: ""SBR反应器中反硝化除磷菌的快速富集"", 《中国给水排水》 *
夏灵敏等: ""SBR反应器中反硝化除磷菌的快速富集"", 《中国给水排水》, vol. 29, no. 13, 31 July 2013 (2013-07-31), pages 19 - 22 *
王琦等: "反硝化聚磷菌的培养富集及处理生活污水的稳定运行"", 《化工学报》 *
王琦等: "反硝化聚磷菌的培养富集及处理生活污水的稳定运行"", 《化工学报》, vol. 70, no. 12, 31 December 2019 (2019-12-31), pages 4828 - 4834 *

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