專利名稱：一種利用間歇曝氣sbr亞硝化恢復方法
技術領域：
本發(fā)明屬于城市污水處理與資源化領域。具體涉及一種利用間歇曝氣SBR亞硝化恢復方法
背景技術：
隨著中國的經(jīng)濟的發(fā)展，中國的環(huán)境問題日益突出，特別是水環(huán)境的污染嚴重阻礙了中國的發(fā)展和人民的健康。據(jù)2011年環(huán)境狀況公報顯示，全國地表水總體為輕度污染，湖泊富營養(yǎng)化狀況嚴重，氮磷依舊為主要污染物。全國氨氮排放總量為260. 4萬噸，其中工業(yè)源和生活源的排放量達到了 175. 8萬噸，占氨氮排放總量的67. 5%。因此，通過城市污水處理廠的興建與運行，對工業(yè)生活等點源污染進行處理，去除氮磷等污染物，是緩解水環(huán)境危機的有效途徑。目前，針對低碳氮比的城市生活污水，絕大部分污水處理廠采用基于硝化反硝化原理的傳統(tǒng)工藝進行生物脫氮， 為達到污水處理一級A排放標準，尤其是針對其中較為嚴格的氮素控制指標，需要外加有機碳源、無機碳源，消耗巨大能源用以硝化液回流以滿足反硝化要求，使得污水處理成本居高不下；同時，投加的碳源最終變成溫室氣體，對環(huán)境造成了二次污染，這極大的制約了污水處理行業(yè)的發(fā)展。上世紀90年代新發(fā)現(xiàn)的厭氧氨氧化是在厭氧或缺氧條件下，自養(yǎng)微生物以NH4+-N為電子供體，Ν02_-Ν為電子受體，將其轉(zhuǎn)化成N2的過程，同傳統(tǒng)工藝相比，該工藝具有無需外加有機碳源、無機碳源，無需硝化液回流等優(yōu)點，這為污水脫氮處理提供了一種節(jié)能、低碳、環(huán)保的新思路。而實現(xiàn)厭氧氨氧化的前提是保證亞硝化穩(wěn)定的出水，所以穩(wěn)定的亞硝化是實現(xiàn)新脫氮工藝的首要前提。硝化反應是在有氧條件下，通過好氧菌將氨氮轉(zhuǎn)化為NOf的過程。參與此過程的細菌有氨氧化菌(ammonia-oxidizing bacteria,簡稱 Α0Β)和亞硝酸鹽氧化菌(nitrite-oxidizingbacteria,簡稱NOB)兩種不同的自養(yǎng)菌。硝化反應在兩種菌的作用下分兩個步驟進行亞硝化反應麗|+1.502，Ν0;+Η20 + 2Η+-ΔΕ硝化反應N0f+ 0.50: ^ MOz -Μ亞硝化即把硝化反應控制在亞硝化反應階段，阻止硝化反應。這就要求反應體系中富集大量的Α0Β，并且淘汰出Ν0Β?？梢酝ㄟ^兩種細菌生長特性的差異，例如適宜生長的pH、溫度、溶解氧等來達到篩選菌群的目的。國內(nèi)外學者對亞硝化工藝已經(jīng)進行了大量的技術研究，且取得了一定的研究成果和實踐經(jīng)驗，并對獲得亞硝化反應的控制因子和影響因素進行了分析。阻礙脫氮新工藝無法應用工程實踐的瓶頸是在常溫低氨氮條件下長期穩(wěn)定運行會使系統(tǒng)中NOB適應環(huán)境而逐漸增值導致亞硝化的惡化、破壞甚至崩潰。系統(tǒng)崩潰后產(chǎn)生大量的硝氮使后續(xù)的厭氧氨氧化工藝不能進行?？梢姰攣喯趸に嚻茐闹皩ふ乙环N簡單有效的恢復方法對于此工藝的應用具有極大的價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用間歇曝氣SBR亞硝化恢復方法。本發(fā)明提供一種利用間歇曝氣SBR亞硝化恢復方法，其特征在于對長期穩(wěn)定運行遭到破壞的污泥置于SBR反應器中，采用間歇曝氣運行，曝停比采用3:1，曝氣30分鐘，停曝10分鐘；循環(huán)間歇曝氣操作直到氨氮氧化為初始氨氮濃度的70%-99%，標志著一個周期的結(jié)束；維持此條件運行，計算出水亞硝化率即反應積累的亞硝酸鹽與積累的亞硝酸鹽與硝酸鹽之和的比值，待亞硝化率達到90%以上，一直穩(wěn)定運行7天14個周期以上，即成功實現(xiàn)亞硝化的恢復。本發(fā)明所提供的亞硝化工藝簡單有效的恢復方法，利用間歇曝氣對反應體系中AOB和NOB活性的不同影響作用，實現(xiàn)亞硝化的恢復。通過間歇曝氣運行(曝停比采用3:1，曝氣30分鐘，停曝10分鐘)這種運行方式使NOB在每個周期反應內(nèi)多次抑制活性并隨之淘洗出體系內(nèi)，以序批式生物反應器(SBR)方式來實現(xiàn)亞硝化的簡單有效的恢復。與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于第一，間歇運行不用改變進水水 質(zhì)，有更廣泛的工程意義。第二，恢復過程中出水硝氮量相比傳統(tǒng)的方法明顯減少，停曝期間反硝化作用消耗了生成的硝氮使出水水質(zhì)更好。以下結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此。


圖1是本發(fā)明恢復前亞硝化污泥運行效果2是本發(fā)明恢復階段亞硝化污泥運行效果3是本發(fā)明恢復后亞硝化污泥運行效果圖
具體實施例方式試驗以某小區(qū)生活污水為基礎用水，具體水質(zhì)如下C0D=300 400mg/L, B0D5=120-150mg/L, SS=76_114 mg/L, TP=5.75- 6.30mg/L, NH4+_N=75 90mg/L,NOf-N ( 0. 25mg/L, NOf-N (1. 5mg/L, TP ( lmg/L, pH=7. 0 7. 8，堿度為 550. 59 610. 78mg/L (以CaC03計)。具體步驟如下步驟1:反應器搭建反應器采用SBR反應器，反應器裝有曝氣裝置，可以通過調(diào)節(jié)曝氣量來控制反應器廢水中的溶解氧濃度。反應器設置簡單的自動控制裝置，實現(xiàn)自動進水、反應、沉淀、排水流程。步驟2 :改變運行條件將經(jīng)過長期運行遭到破壞的亞硝化污泥接到SBR反應器中，將連續(xù)曝氣改為間歇曝氣運行，曝停比采用3:1，曝氣30分鐘，停曝10分鐘。運行4小時，此步驟旨在讓接種污泥適應新環(huán)境不計入周期數(shù)。適應結(jié)束后，依然間歇曝氣運行方式，每隔30min取樣一次，連續(xù)取樣測定三氮濃度直到氨氮全部消耗完畢，以此確定曝氣時間與氨氮消耗關系。
步驟3 :確定反應時間后，繼續(xù)采用步驟2的曝氣策略，控制曝氣時間，將氨氮氧化初始氨氮濃度的70%-99%。監(jiān)測每日進出水的氨氮、亞氮、硝氮、計算亞硝化率，即出水亞硝酸鹽氮/ (出水亞硝酸鹽氮+出水硝酸鹽氮)。保持此策略持續(xù)運行15天30個周期亞硝化率重新達到90%以上。繼續(xù)保持此策略運行7天14個周期以上，亞硝化率一直維持在90%以上，標志著亞硝化恢復成功?；謴颓皝喯趸勰噙\行效果參見圖1本發(fā)明中前期運行方式為連續(xù)曝氣，溶解氧控制在4. 5-5. Omg/L，將氨氮氧化為初始氨氮濃度的70%-99%。經(jīng)過142個周期的穩(wěn)定運行，污泥的亞硝化率開始逐漸下降，經(jīng)過了 25個周期，亞硝化率從90%下降到69%，亞硝化效果明顯下降，出水硝氮含量無法滿足下級反應器正常運行。由于長期的穩(wěn)定運行，反應器體系中的NOB開始適應了環(huán)境并隨著時間的積累慢慢增值，如果不采用適當?shù)牟呗?，亞硝化率會持續(xù)下降最終導致亞硝化系統(tǒng)崩潰?；謴瓦^程中亞硝化污泥的運行效果參見圖2出現(xiàn)破壞后的第25個周期，開始了亞硝化的恢復。將連續(xù)曝氣改為間歇曝氣運行，曝停比采用3:1，曝氣30分鐘，停曝10分鐘，溶解氧控制在4. 5-5. Omg/L，循環(huán)此操作直到氨氮氧化為初始氨氮濃度的70%-99%，標志著一個周期的結(jié)束。利用間歇曝氣對反應體系中AOB和NOB活性的不同作用來完成對NOB的不斷抑制。運行了 3個周期亞硝化率就開始回升到達73%，經(jīng)過15天30個周期的運行，亞硝化率重新恢復到90%以上，此條件下繼續(xù)運行7天14個周期，亞硝化率一直維持90%以上，實現(xiàn)了亞硝化污泥破壞后的恢復。恢復后亞硝化污泥的運行效果見圖3亞硝化恢復后，進行連續(xù)曝氣，溶解氧控制在4. 5-5. Omg/L,控制曝氣時間，將氨氮氧化為初始氨氮濃度的70%-99%。經(jīng)過了 15天30個周期亞硝化率一直維持在90%以上，說明恢復后亞硝化污泥有很好 的穩(wěn)定性。
權利要求
1.一種利用間歇曝氣SBR亞硝化恢復方法，其特征在于 對長期穩(wěn)定運行遭到破壞的污泥置于SBR反應器中，采用間歇曝氣運行，曝停比采用3:1，曝氣30分鐘，停曝10分鐘；循環(huán)間歇曝氣操作直到氨氮氧化為初始氨氮濃度的70%-99%，標志著一個周期的結(jié)束；維持此條件運行，計算出水亞硝化率即反應積累的亞硝酸鹽與積累的亞硝酸鹽與硝酸鹽之和的比值，待亞硝化率達到90%以上，一直穩(wěn)定運行7天14個周期以上，即成功實現(xiàn)亞硝化的恢復。
全文摘要
一種利用間歇曝氣SBR亞硝化恢復方法屬于城市污水處理與資源化領域。對長期穩(wěn)定運行遭到破壞的污泥置于SBR反應器中。將連續(xù)曝氣改為間歇曝氣運行，曝停比采用3:1，曝氣30分鐘，停曝10分鐘。循環(huán)此操作直到氨氮氧化為初始氨氮濃度的70%-99%，標志著一個周期的結(jié)束。經(jīng)過15天30個周期成功實現(xiàn)了亞硝化的恢復，亞硝化率重新到達90%以上。在此條件下穩(wěn)定運行7天14個周期以上，亞硝化率一直在90%以上?；謴秃髮⑦\行方式重新改為連續(xù)曝氣亞硝化率仍能維持90%以上，并實現(xiàn)了在該條件下亞硝化的長期穩(wěn)定運行。本發(fā)明能實現(xiàn)亞硝化的恢復，對工程實踐有巨大的指導意義，為亞硝化實現(xiàn)恢復和穩(wěn)定運行提供了技術保障。
文檔編號C02F3/12GK103058377SQ20131000653
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權日2013年1月8日
發(fā)明者李冬, 張功良, 蘇東霞, 張肖靜, 梁瑜海, 周元正, 張玉龍, 吳青, 蘇慶嶺, 張翠丹, 門絢, 楊胤, 何永平, 范丹, 羅亞紅, 曾輝平, 張 杰 申請人:北京工業(yè)大學