專利名稱：常溫低溶解氧進(jìn)水厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動馴化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反應(yīng)器的啟動馴化方法。
背景技術(shù)：
厭氧氨氧化是一種以NH4+為電子供體，以N02_為電子受體生成N2的過程，在污水生物脫氮領(lǐng)域具有很好的開發(fā)應(yīng)用前景。厭氧氨氧化工藝面臨的最大問題是厭氧氨氧化細(xì)菌生長緩慢，世代時間長，倍增時間達(dá)11天，細(xì)胞產(chǎn)率低，為0. llgVSS/gNH4+-N，導(dǎo)致厭氧氨氧化反應(yīng)器的富集時間很長，一般在廣I. 5年，厭氧氨氧化細(xì)菌的富集效率低。對于生長緩慢的菌種，保持其在反應(yīng)器中的數(shù)量對于順利富集至關(guān)重要，也就是說，反應(yīng)器截留污泥的能力往往決定能否成功富集厭氧氨氧化細(xì)菌。利用生物膜反應(yīng)器能有效持留微生物，使水力停留時間(HRT)與污泥齡徹底分離。 另一方面，厭氧氨氧化工藝作為短程硝化的后續(xù)工藝，必然會受到短程硝化出水中所含溶解氧的影響，同時常規(guī)厭氧氨氧化工藝需要將水溫控制在35°C左右，需要消耗大量能量，運(yùn)行成本較高，所以研究常溫低溶解氧進(jìn)水厭氧氨氧化工藝顯得尤為重要，迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)針對此方面的報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動時間較長的不足，降低進(jìn)水中所含溶解氧對厭氧氨氧化工藝的不利影響，同時本著節(jié)能降耗的原則，提供常溫低溶解氧進(jìn)水厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動馴化方法。常溫低溶解氧進(jìn)水厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動馴化方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、反硝化生物膜的培育在裝填陶粒填料的厭氧氨氧化反應(yīng)器中，以哈爾濱市太平污水處理廠二沉池的反硝化污泥為種泥，進(jìn)水N03_-N濃度為6(T75mg/L，在21°C溫度下，進(jìn)行反硝化生物膜的培育，20d后，陶粒填料上附著灰黃色的反硝化生物膜；二、厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動采用哈爾濱工業(yè)大學(xué)二區(qū)家屬區(qū)下水道的生活污水和自來水為進(jìn)水，控制NH:-N和NO2--N之比為I =Tl. 2，進(jìn)水pH值為7. 5 7. 8，進(jìn)水DO為1 1. 5mg/L，進(jìn)水COD為48 60mg/L，常壓33 35°C水溫下，以步驟一中的反硝化生物膜為二次種泥進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動，啟動初期NH/-N和N02_-N濃度控制在5(T75mg/L，在IOOd內(nèi)啟動厭氧氨氧化反應(yīng)器，當(dāng)出水NH/-N去除率為99. 9% 100%、NO2--N去除率為989T99. 9%并維持兩周后即為穩(wěn)定運(yùn)行，然后采用自來水為進(jìn)水運(yùn)行厭氧氨氧化反應(yīng)器，至再次穩(wěn)定運(yùn)行；三、厭氧氨氧化反應(yīng)器的馴化厭氧氨氧化穩(wěn)定運(yùn)行后，將水溫降至19 22°C，NH4+-N和NO2--N濃度控制在7(T85mg/L，進(jìn)水pH值為7. 5 7. 8，進(jìn)水DO為I I. 5mg/L,進(jìn)行厭氧氨氧化菌的馴化，馴化時間為四周，當(dāng)出水NH/-N去除率為95. 29Tl00%、N02_-N去除率為99. 9% 100%并維持一周后，即完成；其中步驟一中陶粒粒徑為f 3mm ;步驟二中進(jìn)水里生活污水和自來水的體積比為I 4o本發(fā)明與現(xiàn)有厭氧氨氧化細(xì)菌馴化方法相比，有如下優(yōu)點(diǎn)反硝化污泥來源廣泛，易于獲取，以反硝化生物膜為二次種泥可以在IOOd內(nèi)成功啟動厭氧氨氧化反應(yīng)器，出水NH/-N去除率為99. 9% 100%，NOf-N去除率為98% 99. 9%,容積負(fù)荷為141mgTN/ (L d)，容積去除負(fù)荷為127. 5mg TN/(L d)。當(dāng)水溫降至I擴(kuò)22°C后，持續(xù)提高水力負(fù)荷后，最大容積去除負(fù)荷可達(dá)1126. 6mg TN/ (L d)。厭氧氨氧化工藝作為短程硝化的后續(xù)工藝，必然會受到短程硝化出水中所含溶解氧的影響。本發(fā)明在進(jìn)水含有f I. 5mg/L溶解氧的情況下，可馴化出好氧菌與厭氧菌共存的微生物群落。成熟的填料表面生長有氨氧化菌和/或亞硝酸鹽氧化菌，深入填料內(nèi)部，氧傳遞受阻并且氧逐漸被消耗，產(chǎn)生缺氧區(qū)，有利于生長厭氧氨氧化菌。所以，填料表層的好氧菌可以為填料內(nèi)部的厭氧氨氧化菌解除氧毒。 本發(fā)明將厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行溫度由35°C降至19 22°C，大大降低運(yùn)行成本，同時反應(yīng)器系統(tǒng)運(yùn)行依然穩(wěn)定，脫氮效率高。


圖I為具體實(shí)施方式
五中啟動過程氨氮、亞硝氮變化曲線圖，其中■表示進(jìn)水氨氮，□表示出水氨氮， 表示進(jìn)水亞硝氮，〇表示出水亞硝氮；圖2為具體實(shí)施方式
五中啟動過程硝氮變化曲線圖，其中 表示進(jìn)水， 表示出水；圖3為具體實(shí)施方式
五中I擴(kuò)22°C水溫下氨氮、亞硝氮變化曲線圖，其中■表示進(jìn)水氨氮，□表示出水氨氮， 進(jìn)表示進(jìn)水亞硝氮，〇表示出水亞硝氮；圖4為具體實(shí)施方式
五中19 22°C水溫下硝氮變化曲線圖，其中 表示進(jìn)水， 表示出水；圖5為具體實(shí)施方式
五中I擴(kuò)22°C水溫下反應(yīng)器總氮去除率及主反應(yīng)區(qū)水溫、DO變化圖，其中▲表示水溫，■表示D0， 表示總氮去除率。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式常溫低溶解氧進(jìn)水厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動馴化方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、反硝化生物膜的培育在裝填陶粒填料的厭氧氨氧化反應(yīng)器中，以哈爾濱市太平污水處理廠二沉池的反硝化污泥為種泥，進(jìn)水N03_-N濃度為6(T75mg/L，在21°C溫度下，進(jìn)行反硝化生物膜的培育，20d后，陶粒填料上附著灰黃色的反硝化生物膜；二、厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動采用哈爾濱工業(yè)大學(xué)二區(qū)家屬區(qū)下水道的生活污水和自來水為進(jìn)水，控制NH:-N和NO2--N之比為I =Tl. 2，進(jìn)水pH值為7. 5 7. 8，進(jìn)水DO為1 1. 5mg/L，進(jìn)水COD為48 60mg/L，常壓33 35°C水溫下，以步驟一中的反硝化生物膜為二次種泥進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動，啟動初期NH/-N和N02_-N濃度控制在5(T75mg/L，在IOOd內(nèi)啟動厭氧氨氧化反應(yīng)器，當(dāng)出水NH/-N去除率為99. 9% 100%、NO2--N去除率為989T99. 9%并維持兩周后即為穩(wěn)定運(yùn)行，然后采用自來水為進(jìn)水運(yùn)行厭氧氨氧化反應(yīng)器，至再次穩(wěn)定運(yùn)行；三、厭氧氨氧化反應(yīng)器的馴化厭氧氨氧化穩(wěn)定運(yùn)行后，將水溫降至19 22°C，NH4+-N和NO2--N濃度控制在7(T85mg/L，進(jìn)水pH值為7. 5 7. 8，進(jìn)水DO為I I. 5mg/L,進(jìn)行厭氧氨氧化菌的馴化，馴化時間為四周，當(dāng)出水NH/-N去除率為95. 29Tl00%、N02_-N去除率為99. 9% 100%并維持一周后，即完成；其中步驟一中陶粒粒徑為f 3_ ;步驟二中進(jìn)水里生活污水和自來水的體積比為I :4。本實(shí)施方式步驟二中控制NH4+-N和NOf-N之比為I I. 2，采用的方式是往進(jìn)水里投加(NH4)2SO4 和 NaNO2。
本實(shí)施方式步驟二中采用自來水為進(jìn)水運(yùn)行厭氧氨氧化反應(yīng)器，目的是削弱進(jìn)水中COD被異養(yǎng)菌所利用，繼而對厭氧氨氧化細(xì)菌的影響。本實(shí)施方式步驟二中采用自來水為進(jìn)水運(yùn)行厭氧氨氧化反應(yīng)器，至再次穩(wěn)定運(yùn)行在運(yùn)行過程中，no2_-n去除量與nh4+-n去除量比值由不穩(wěn)定逐步過渡到I. (Tl. 3，N03_-N生成量和NH4+-N去除量比值由不穩(wěn)定過渡到0. ro. 3，總氮去除率由10%上升到86. 6%，出水pH平均比進(jìn)水pH高0. 4，污泥顏色由灰黃色逐步過渡到棕褐色，最終呈現(xiàn)代表厭氧氨氧化污泥典型特征的紅色，尤以反應(yīng)器底部污泥顏色變化最明顯，反映了厭氧氨氧化污泥逐漸在反應(yīng)器中占主導(dǎo)地位。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中陶粒填料在厭氧氨氧化反應(yīng)器中的添加高度為0. 45、. 5m。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中陶粒填料的密度為I. 0(Tl. 50g/cm,孔隙率> 30%，比表面積為I. 8^3. 0cm2/g。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是步驟一中反硝化污泥取自哈爾濱市太平污水處理廠二沉池，反硝化污泥中的厭氧生物菌為脫硫弧菌屬、硝酸鹽還原細(xì)菌、脫氮硫桿菌、脫氮極毛桿菌、脫硫腸狀菌屬、厭氧氨氧化菌中的一種或其中幾種的組合，厭氧生物菌占反硝化污泥質(zhì)量的409^50%。其它步驟及參數(shù)與
具體實(shí)施例方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式常溫低溶解氧進(jìn)水厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動馴化方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、反硝化生物膜的培育在裝填陶粒填料的厭氧氨氧化反應(yīng)器中，以哈爾濱市太平污水處理廠二沉池的反硝化污泥為種泥，進(jìn)水N03_-N濃度為70mg/L，在21 °C溫度下，進(jìn)行反硝化生物膜的培育，20d后，陶粒填料上附著灰黃色的反硝化生物膜；二、厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動采用哈爾濱工業(yè)大學(xué)二區(qū)家屬區(qū)下水道的生活污水和自來水為進(jìn)水，控制NH4+-N和N02_-N之比為I :1. 2，進(jìn)水pH值為7. 5，進(jìn)水DO為Img/L，進(jìn)水COD為50mg/L，常壓35°C水溫下，以步驟一中的反硝化生物膜為二次種泥進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動，啟動初期NH/-N和N02_-N濃度控制在5(T75mg/L，在IOOd內(nèi)啟動厭氧氨氧化反應(yīng)器，當(dāng)出水NH4+-N去除率為99. 99%、N02_-N去除率為98. 9%并維持兩周后即為穩(wěn)定運(yùn)行，然后采用自來水為進(jìn)水運(yùn)行厭氧氨氧化反應(yīng)器，至再次穩(wěn)定運(yùn)行；
三、厭氧氨氧化反應(yīng)器的馴化厭氧氨氧化穩(wěn)定運(yùn)行后，將水溫降至19 22°C，NH4+-N和N02_-N濃度控制在70 85mg/L,進(jìn)水pH值為7. 5,進(jìn)水DO為lmg/L,進(jìn)行厭氧氨氧化菌的馴化，馴化時間為四周，當(dāng)出水NH4+-N去除率為98%、N02_-N去除率為99. 9%并維持一周后，即完成；其中步驟一中陶粒粒徑為f 3mm ;步驟二中進(jìn)水里生活污水和自來水的體積比為I 40本實(shí)施方式步驟一中20d后N03—-N去除率約92%。本實(shí)施方式步驟三中進(jìn)行厭氧氨氧化菌的馴化，28d內(nèi)總氮去除率即由15%上升到75%。繼續(xù)馴化，每次當(dāng)總氮去除率達(dá)到80%時，穩(wěn)定一周，然后調(diào)整進(jìn)水量，每次進(jìn)水量加倍，持續(xù)提高水力負(fù)荷。最大容積去除負(fù)荷可達(dá)1126. 6mg TN/(L d)。 本實(shí)施方式中啟動過程氨氮、亞硝氮變化見圖I ;啟動過程硝氮變化見圖2 ；19 22°C水溫下氨氮、亞硝氮變化見圖3 ; 19 22°C水溫下硝氮變化見圖4 ; 19 22°C水溫下反 應(yīng)器總氮去除率及主反應(yīng)區(qū)水溫、DO變化見圖5。
權(quán)利要求
1.常溫低溶解氧進(jìn)水厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動馴化方法，其特征在于它按以下步驟實(shí)現(xiàn) 一、反硝化生物膜的培育在裝填陶粒填料的厭氧氨氧化反應(yīng)器中，以哈爾濱市太平污水處理廠二沉池的反硝化污泥為種泥，進(jìn)水N03_-N濃度為6(T75mg/L，在21°C溫度下，進(jìn)行反硝化生物膜的培育，20d后，陶粒填料上附著灰黃色的反硝化生物膜； 二、厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動采用哈爾濱工業(yè)大學(xué)二區(qū)家屬區(qū)下水道的生活污水和自來水為進(jìn)水，控制NH4+-N和NO2--N之比為I :廣1.2，進(jìn)水pH值為7. 5 7. 8，進(jìn)水DO為ri. 5mg/L，進(jìn)水COD為48 60mg/L，常壓33 35°C水溫下，以步驟一中的反硝化生物膜為二次種泥進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動，啟動初期NH4+-N和N02_-N濃度控制在5(T75mg/L，在IOOd內(nèi)啟動厭氧氨氧化反應(yīng)器，當(dāng)出水NH4+-N去除率為99. 99TlOO%、N02_-N去除率為.989T99. 9%并維持兩周后即為穩(wěn)定運(yùn)行，然后采用自來水為進(jìn)水運(yùn)行厭氧氨氧化反應(yīng)器，至再次穩(wěn)定運(yùn)行； 三、厭氧氨氧化反應(yīng)器的馴化厭氧氨氧化穩(wěn)定運(yùn)行后，將水溫降至19 22°C，NH；-N和N02_-N濃度控制在7(T85mg/L，進(jìn)水pH值為7. 5^7. 8，進(jìn)水DO為f I. 5mg/L,進(jìn)行厭氧氨氧化菌的馴化，馴化時間為四周，當(dāng)出水NH/-N去除率為95. 29TlOO%、N02_-N去除率為.99. 9% 100%并維持一周后，即完成； 其中步驟一中陶粒粒徑為廣3_ ;步驟二中進(jìn)水里生活污水和自來水的體積比為I :4。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的常溫低溶解氧進(jìn)水厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動馴化方法，其特征在于步驟一中陶粒填料在厭氧氨氧化反應(yīng)器中的添加高度為0. 45、. 5m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的常溫低溶解氧進(jìn)水厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動馴化方法，其特征在于步驟一中陶粒填料的密度為I. 0(Tl. 50g/cm，孔隙率> 30%，比表面積為I. 8^3. Ocm2/g°
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的常溫低溶解氧進(jìn)水厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動馴化方法，其特征在于步驟一中反硝化污泥取自哈爾濱市太平污水處理廠二沉池，反硝化污泥中的厭氧生物菌為脫硫弧菌屬、硝酸鹽還原細(xì)菌、脫氮硫桿菌、脫氮極毛桿菌、脫硫腸狀菌屬、厭氧氨氧化菌中的一種或其中幾種的組合，厭氧生物菌占反硝化污泥質(zhì)量的40% 50%。
全文摘要
常溫低溶解氧進(jìn)水厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動馴化方法，它涉及反應(yīng)器的啟動馴化方法。它為了解決厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動時間較長的不足，進(jìn)水中所含溶解氧對厭氧氨氧化工藝的不利影響和能耗高的問題。方法一、反硝化生物膜的培育；二、厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動；三、厭氧氨氧化反應(yīng)器的馴化。本發(fā)明中以反硝化生物膜為二次種泥可在100d內(nèi)成功啟動厭氧氨氧化反應(yīng)器，在進(jìn)水含有1～1.5mg/L溶解氧的情況下，可馴化出好氧菌與厭氧菌共存的微生物群落。本發(fā)明將厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行溫度由35℃降至19～22℃，大大降低運(yùn)行成本，同時反應(yīng)器系統(tǒng)運(yùn)行依然穩(wěn)定，脫氮效率高。
文檔編號C02F3/28GK102701445SQ20121022466
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者任玉輝, 張 杰, 李相昆 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)