專利名稱：亞硝化－厭氧氨氧化單級生物脫氮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水生物處理領(lǐng)域，涉及到利用亞硝化菌群和厭氧氨氧化菌群顆?；勰鄟硖幚碇械蜐舛群睆U水的方法。
背景技術(shù)：
湖南大學(xué)在2006年8月29日申請的申請?zhí)枮?00610032147的《短程硝化-厭氧氨氧化序批式生物膜脫氮運(yùn)行方式及裝置》的公開說明書中公開了一種通過實(shí)時控制反應(yīng)容器內(nèi)污水的溫度和高頻度曝氣-缺氧交替的限制性曝氣方式實(shí)現(xiàn)亞硝化厭氧氨氧化反應(yīng)，一個循環(huán)進(jìn)行四次進(jìn)水、曝氣、缺氧階段，此工藝要對污水進(jìn)行預(yù)處理，需將進(jìn)水水溫加熱到26~33℃，在運(yùn)行階段要維持反應(yīng)器中的溫度在28~33℃之間，溶解氧濃度控制在1.1～1.5mg/L。大連理工大學(xué)在2006年8月30日申請的申請?zhí)枮?00610047605的《同時硝化厭氧氨氧化工藝的無紡布生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器》公開說明書中公開可一種無紡布生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中，通過控制反應(yīng)器中水位，使旋轉(zhuǎn)的生物盤盤片交替與廢水和空氣接觸，實(shí)現(xiàn)在同一反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)亞硝化和厭氧氨氧化。但以上兩個專利申請中的技術(shù)都是基于生物膜的反應(yīng)器，同時都要對反映器中的廢水進(jìn)行加熱處理，并嚴(yán)格控制溶解氧濃度。增加了能源消耗，不易于工藝的控制。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種亞硝化-厭氧氨氧化單級生物脫氮方法，無需對廢水進(jìn)行加熱預(yù)處理，在單一反應(yīng)器中宏觀上同時實(shí)現(xiàn)亞硝化、厭氧氨氧化反應(yīng)。
本發(fā)明利用投加粉末狀活性炭后所強(qiáng)化形成的以活性炭為核心的亞硝化菌群與厭氧氨氧化菌群兩類菌群的共生復(fù)合顆粒污泥，以及其發(fā)生的亞硝化反應(yīng)與厭氧氨氧化反應(yīng)兩種反應(yīng)的耦合，在宏觀上實(shí)現(xiàn)了氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾纳锩摰磻?yīng)。
本發(fā)明工藝包括污泥顆?；?、反應(yīng)器啟動、反應(yīng)器運(yùn)行三個階段(1)、污泥顆?；A段首先將反應(yīng)裝置中加入待馴化的亞硝化污泥以及厭氧氨氧化污泥，投加粉末狀活性炭，并加入實(shí)際廢水與自來水比例為1∶2的混合廢水至反應(yīng)裝置的出水口處，保證反應(yīng)裝置中的污泥濃度達(dá)到3~4g/L.待污泥沉降至反應(yīng)器的底部后，用氣泵從反應(yīng)裝置中的底部進(jìn)氣口對反應(yīng)器進(jìn)行曝氣充氧，同時以較低的進(jìn)水流量將混合廢水從反應(yīng)裝置的下部進(jìn)水口泵入，在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流動過程中，粉末活性炭與亞硝化污泥及厭氧氨氧化污泥充分接觸，在水力剪切力的作用下，絮體團(tuán)表層較為松散的污泥層開始脫落，而結(jié)構(gòu)較為密實(shí)的生物層得以存留，在長期運(yùn)行下形成了以活性炭為核心的亞硝化菌與厭氧氨氧化共生的復(fù)合顆粒污泥；(2)、反應(yīng)器啟動階段在啟動階段初期，由于亞硝化-厭氧氨氧化共生顆粒污泥需要對進(jìn)水中的各種基質(zhì)進(jìn)行適應(yīng)性的生長代謝過程，會產(chǎn)生一定時間的停滯期，但隨著反應(yīng)的連續(xù)運(yùn)行，亞硝化菌的活性首先得到恢復(fù)，以混合液中的溶解氧為電子受體，將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮，混合液中的亞硝酸鹽氮濃度開始上升，被包裹的厭氧氨氧化菌在低溶解氧的微生物環(huán)境中，活性開始恢復(fù)，利用擴(kuò)散進(jìn)來的氨和亞硝酸鹽進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，生成氮?dú)?，達(dá)到脫氮的目的。當(dāng)反應(yīng)器的總氮去除率開始不斷升高時，逐步增大含氨廢水在進(jìn)水中的比例，直至比例達(dá)到100％，從而完成了亞硝化-厭氧氨氧化共生脫氮反應(yīng)的啟動過程；(3)、運(yùn)行階段反應(yīng)裝置采用連續(xù)運(yùn)行的方式，廢水從反應(yīng)器的中下部連續(xù)泵入，而出水從溢流口中連續(xù)流出，反應(yīng)維持在穩(wěn)定的狀態(tài)。
本發(fā)明在復(fù)合污泥顆粒生成階段，本發(fā)明所需的粉末活性炭的投配比控制在1~3％，氣水比為80~110m3(空氣)/m3(水)，有機(jī)物濃度為COD＝100~200mg/L，污泥齡SRT大于等于100d，溶解氧濃度為DO＜0.1mg/L。
本發(fā)明運(yùn)行階段的溫度18~26C，pH7.5~8.5，DO＜0.5mg/L，水力停留時間3~24h，MLSS＝3000~4000mg/L。
本發(fā)明找到了一種能符合實(shí)際應(yīng)用的顆粒化新型生物脫氮技術(shù)，在常溫下反應(yīng)運(yùn)行，對于溶解氧的控制不要求達(dá)到很低的水平，本發(fā)明直接以懸浮污泥啟動運(yùn)行，啟動時間減少，而且內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器中，氣液相對運(yùn)行劇烈，氣液傳質(zhì)阻力減小，可以達(dá)到較高的總氮去除負(fù)荷，和較短的水力停留時間。本發(fā)明通過亞硝化菌與厭氧氨氧化菌的共生脫氮作用，可以使反應(yīng)器中的游離亞硝酸的累積量維持在較低的水平，從而能夠耐受更高濃度進(jìn)水氨氮。本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的投加粉末活性炭強(qiáng)化顆粒污泥的形成，無需事先接種厭氧顆粒污泥或反硝化顆粒污泥，而是采用懸浮態(tài)污泥進(jìn)行自培養(yǎng)，因而工藝的啟動運(yùn)行得到簡化。而且本發(fā)明的顆粒污泥在較高水流剪切力下形成，較為密實(shí)，顆粒完整，從而提高了工藝的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式
1、污泥顆?；A段顆粒污泥的形成條件顆粒污泥的培養(yǎng)過程，實(shí)際上也是一個微生態(tài)系統(tǒng)形成的過程，培養(yǎng)條件的變化直接影響到組成好氧顆粒污泥微生物群的結(jié)構(gòu)和分布，包括其組成優(yōu)勢微生物從數(shù)量和種類上的重構(gòu)。因此可以通過控制適當(dāng)?shù)臈l件，實(shí)現(xiàn)好氧顆粒污泥的定向培養(yǎng)。
粉術(shù)活性炭的投配比粉末活性炭的投加，成為顆粒污泥形成的誘導(dǎo)因素。如果混合液中沒有無機(jī)顆粒物質(zhì)的存在，較難形成結(jié)構(gòu)完整的顆粒污泥，而只能以污泥絮體的形式存在。本發(fā)明所需的粉末活性炭的投配比控制在1~3％，即投加粉末活性炭的質(zhì)量占反應(yīng)器中活性污泥的1~3％。
氣水比水流剪切力是顆粒污泥形成的動力，顆粒污泥機(jī)械強(qiáng)度、穩(wěn)定性、與反應(yīng)器中水流剪切力有直接關(guān)系。水流剪切力是曝氣過程中表面升流氣速所引起的，表面升流氣速越大產(chǎn)生的水流剪切力也越大。在負(fù)荷一定的情況下，水流剪切力的變化會導(dǎo)致顆粒污泥直接的變化。在適當(dāng)范圍內(nèi)，較高的水流剪切力會形成粒徑較小且較為密實(shí)的顆粒污泥。氣提反應(yīng)器中由空氣上升形成循環(huán)旋流的動力，維持了混合液中較高的水流剪切力，因此所形成的顆粒污泥粒徑較小，但結(jié)構(gòu)密實(shí)。在反應(yīng)器運(yùn)行中可以用氣水比來間接表示水流剪切力的大小，本發(fā)明采用穿孔管曝氣，所控制的氣水比為80~110m3(空氣)/m3(水)。
有機(jī)物濃度(COD)進(jìn)水中含有一定濃度的有機(jī)物，使得在低溶解氧條件下耐受性較強(qiáng)的異養(yǎng)菌種能夠在反應(yīng)器中生存，特別是絲狀菌等的適度存在使得污泥的絮體的結(jié)合性較強(qiáng)，使得污泥的凝聚性和沉降性增強(qiáng)，有利于顆粒污泥的形成。但過高的有機(jī)物濃度會引起異養(yǎng)菌的過度生長，從而對自養(yǎng)的亞硝化菌和厭氧氨氧化菌產(chǎn)生競爭性抑制，不利于脫氮反應(yīng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明控制的有機(jī)物濃度為COD＝100~200mg/L。
污泥齡(SRT)本發(fā)明控制反應(yīng)器運(yùn)行在超長污泥齡下，不進(jìn)行人工主動排泥，使得反應(yīng)器中存在的各種類型細(xì)菌都能得到一定程度的持留，有利于細(xì)胞在反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)多樣化，從而能夠進(jìn)行多種類型的反應(yīng)?？刂芐RT大于等于100d。
溶解氧(DO)低溶解氧條件下，有助于形成好氧厭氧菌共生的顆粒污泥。較低的溶解氧可以使顆粒內(nèi)部的厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)維持在較大的范圍，從而使脫氮反應(yīng)能力得到加強(qiáng)。本發(fā)明所控制的低溶解氧濃度為DO＜0.1mg/L。
首先將反應(yīng)裝置中加入待馴化的亞硝化污泥以及厭氧氨氧化污泥，按投配比為1~3％投加粉末狀活性炭，并加入實(shí)際廢水與自來水比例為1∶2的混合廢水至反應(yīng)裝置的出水口處，保證反應(yīng)裝置中的污泥濃度達(dá)到3~4g/L.待污泥沉降至反應(yīng)器的底部后，用氣泵從反應(yīng)裝置中的底部進(jìn)氣口對反應(yīng)器進(jìn)行曝氣充氧，同時以較低的進(jìn)水流量將混合廢水從反應(yīng)裝置的下部進(jìn)水口泵入?？諝庠诜磻?yīng)器中心筒中上升，夾帶著空氣的混合液的密度下降，向上流動，在反應(yīng)器頂部較大的中心筒中進(jìn)行氣水分離，混合液的密度增大，在沉降管中向下流動，從而產(chǎn)生內(nèi)循環(huán)流動。在內(nèi)循環(huán)流動過程中，粉末活性炭與亞硝化污泥及厭氧氨氧化污泥充分接觸，亞硝化菌生首先出現(xiàn)了較大的增殖，亞硝化菌對于曝氣所充入混合液中的溶解氧消耗較多，使得反應(yīng)器的溶解氧水平不斷下降。由于此時反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)充分，供氧充足，使得亞硝化菌處于生長繁殖的對數(shù)增長期，亞硝化菌的生長代謝分泌出較多的粘性產(chǎn)物，使得亞硝化菌以活性炭為核心，不斷的粘接在一起，形成絮體團(tuán)，同時也將受抑制的厭氧氨氧化菌包裹其中。亞硝化菌以混合液中的溶解氧為電子受體，將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮，混合液中亞硝酸鹽氮濃度開始上升，在亞硝化-厭氧氨氧化共生體的菌團(tuán)內(nèi)外形成了濃度梯度，亞硝酸鹽開始向共生體內(nèi)部擴(kuò)散。被包裹的厭氧氨氧化菌在低溶解氧的微生物環(huán)境中，活性開始恢復(fù)，開始利用擴(kuò)散進(jìn)來的氨和亞硝酸鹽進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，生成氮?dú)?，達(dá)到脫氮的目的。在水力剪切力的作用下，絮體團(tuán)表層較為松散的污泥層開始脫落，而結(jié)構(gòu)較為密實(shí)的生物層得以存留，在長期運(yùn)行下形成了以活性炭為核心的亞硝化菌與厭氧氨氧化共生的復(fù)合顆粒污泥。
2、反應(yīng)器啟動階段接種了亞硝化-厭氧氨氧化共生顆粒污泥的反應(yīng)器先以低進(jìn)水容積負(fù)荷啟動，達(dá)到控制要求后，逐步的提高進(jìn)水負(fù)荷以滿足對進(jìn)水脫氮的要求。
廢水與亞硝化-厭氧氨氧化共生污泥充分混合接觸，在亞硝化菌和厭氧氨氧化菌的共同作用下發(fā)生脫氮的生化反應(yīng)，將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑥亩コ龔U水中的氮。在啟動階段初期，由于亞硝化-厭氧氨氧化共生顆粒污泥需要對進(jìn)水中的各種基質(zhì)進(jìn)行適應(yīng)性的生長代謝過程，會產(chǎn)生一定時間的停滯期，微生物的代謝水平維持在較低的階段，反應(yīng)活性不高，特別是厭氧氨氧化菌對于環(huán)境的適應(yīng)過程較長，而且由于亞硝化菌的活力也不強(qiáng)，使其對于混合液中的溶解氧的消耗量較少，混合液的溶解氧可能會出現(xiàn)較高的水平，由此厭氧氨氧化菌被曝露在較高的溶解氧環(huán)境下，反應(yīng)活性進(jìn)一步受到抑制。這使得反應(yīng)器的脫氮水平不高。
但隨著反應(yīng)的連續(xù)運(yùn)行，亞硝化菌的活性首先得到恢復(fù)，細(xì)菌出現(xiàn)了較大的增殖，亞硝化菌對于曝氣所充入混合液中的溶解氧消耗較多，使得反應(yīng)器的溶解氧水平不斷下降。由于此時反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)充分，供氧充足，使得亞硝化菌處于生長繁殖的對數(shù)增長期，亞硝化菌的生長代謝分泌出較多的粘性產(chǎn)物，使得亞硝化菌不斷的粘接在一起，形成絮體，同時也將受抑制的厭氧氨氧化菌包裹其中。亞硝化菌以混合液中的溶解氧為電子受體，將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮，混合液中的亞硝酸鹽氮濃度開始上升，在亞硝化-厭氧氨氧化共生體的菌團(tuán)內(nèi)外形成了濃度梯度，亞硝酸鹽開始向共生體內(nèi)部擴(kuò)散。被包裹的厭氧氨氧化菌在低溶解氧的微生物環(huán)境中，活性開始恢復(fù)，開始利用擴(kuò)散進(jìn)來的氨和亞硝酸鹽進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，生成氮?dú)?，達(dá)到脫氮的目的。由此，開始產(chǎn)生了亞硝化-厭氧氨氧化共生反應(yīng)，亞硝化菌利用混合液中的溶解氧進(jìn)行亞硝化反應(yīng)，使得亞硝化-厭氧氨氧化共生體的微環(huán)境中的溶解氧下降到很低的水平，厭氧氨氧化菌則在此條件下利用氨和亞硝酸鹽進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，使得亞硝化-厭氧氨氧化共生體的微環(huán)境中的亞硝酸鹽濃度維持在一定的范圍內(nèi)不再升高，從而減小了過高的亞硝酸鹽濃度形成的游離亞硝酸對于亞硝化菌和厭氧氨氧化菌的抑制性影響，維持菌群的正常生理活性。在亞硝化菌與厭氧氨氧化菌的共代謝作用下，宏觀上發(fā)生了氨氮轉(zhuǎn)化為氮氧的生物脫氮反應(yīng)。而在反應(yīng)器的宏觀環(huán)境中，混合液溶解氧能夠持續(xù)在0.5mg/L以下，混合液中的亞硝酸鹽濃度維持在10mg/L以下，總氮的去除率不斷升高。
當(dāng)反應(yīng)器的總氮去除率開始不斷升高時，可逐步增大含氨廢水在進(jìn)水中的比例，直至比例達(dá)到100％，從而完成了亞硝化-厭氧氨氧化共生脫氮反應(yīng)的啟動過程。
3、運(yùn)行階段本發(fā)明運(yùn)行條件(1)本技術(shù)適合處理的廢水為含有中低濃度的氨氮(濃度小于400mgN/L)，而水中的有機(jī)物含量(COD值)不高(濃度小于300mgCOD/L)，水溫達(dá)到常溫條件的廢水。
(2)反應(yīng)器運(yùn)行在常溫條件下，無需加熱等操作。在常溫范圍中，溫度對于亞硝化-厭氧氨氧化耦合反應(yīng)不起決定作用，只起到加速或減緩的作用。通常，較高的溫度會促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。
(3)對于進(jìn)水中的溶解氧無需嚴(yán)格控制。進(jìn)水中所含的懸浮物(SS)不過高(濃度小于100mg/L)，對于較高懸浮物的廢水可預(yù)先進(jìn)行沉淀等操作。
(4)反應(yīng)器的進(jìn)氣位置為底部，進(jìn)氣的形式可以采用穿孔管等形式，維持氣液比為80~120m3(空氣)/m3(水)。反應(yīng)器的進(jìn)水位置可以為底部，也可為反應(yīng)器側(cè)壁多點(diǎn)進(jìn)水。
(5)反應(yīng)器為連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的運(yùn)行方式。在較低進(jìn)水容積負(fù)荷下運(yùn)行，可采用單一報氣提反應(yīng)器，從反應(yīng)器上部的沉淀區(qū)直接出水的形式；對于較高進(jìn)水容積負(fù)荷條件下，可以采用兩級反應(yīng)器形式，并增加出水的沉淀池，進(jìn)行污泥回流的操作。
(6)本技術(shù)所運(yùn)行的反應(yīng)器無需避光、密封等操作。
具體運(yùn)行參數(shù)為溫度18~26C，pH7.5~8.5，DO＜0.5mg/L，水力停留時間3~24h，MLSS＝3000~4000mg/L反應(yīng)裝置采用連續(xù)運(yùn)行的方式，廢水從反應(yīng)器的中下部連續(xù)泵入，而出水從溢流口中連續(xù)流出，反應(yīng)維持在穩(wěn)定的狀態(tài)。在正常反應(yīng)階段，出水中的總氮去除率達(dá)到80~85％，而出水中的氨氮和亞硝酸鹽氮很低，維持在5mg/L以下。
在正常的運(yùn)行階段，反應(yīng)器可根據(jù)處理廢水的需要進(jìn)行單級運(yùn)行和兩級串聯(lián)運(yùn)行。在廢水中含氨氮濃度不過高或進(jìn)水量較低的情況下，即反應(yīng)器的進(jìn)水氨氮容積負(fù)荷較低時，可直接采用單級運(yùn)行模式，推薦的進(jìn)水氨氮容積負(fù)荷在0.9kgNH4-N/m3d以下時，采用單級亞硝化-厭氧氨氧化共生脫氮反應(yīng)的運(yùn)行模式。在廢水中含氨氮濃度較高，或進(jìn)水量較大的情況下，進(jìn)水的氨氮容積負(fù)荷較高采用兩級串聯(lián)的亞硝化-厭氧氨氧化共生脫氮反應(yīng)運(yùn)行模式進(jìn)行處理，此時推薦的進(jìn)水氨氮容積負(fù)荷在0.9~3.0kgNH4-N/m3d之間。而過高的進(jìn)水氨氮容積負(fù)荷情況下，即大于3.0kgNH4-N/m3d時，則應(yīng)采取適當(dāng)?shù)念A(yù)處理措施，再進(jìn)行亞硝化-厭氧氨氧化共生脫氮處理。
在正常運(yùn)行條件下，不對反應(yīng)器進(jìn)行人工排泥，僅靠出水中攜帶的懸浮物來達(dá)到維持反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度穩(wěn)定的目的。對于反應(yīng)器的溶解氧控制較為寬泛，只要在0.5mg/L以下即可，無需達(dá)到0.1mg/L以下的缺氧環(huán)境。并由此來控制曝氣量的大小。
實(shí)施例1以單級亞硝化-厭氧氨氧化共生顆?；勰嗌锩摰臍馓崾絻?nèi)循環(huán)反應(yīng)器對污泥壓濾液進(jìn)行生物脫氮處理實(shí)驗(yàn)。具體操作參數(shù)單級反應(yīng)器有效容積16.0L，其中反應(yīng)區(qū)為14L，沉淀區(qū)為2L，反應(yīng)器中污泥濃度為4.5g/L，溫度20~26C，pH＝7.5~8.2，平均進(jìn)水流量為35.44L/d，污泥壓濾液進(jìn)水中氨氮平均濃度為352.67mg/L，總氮為370.33mg/L，進(jìn)水的氨氮容積負(fù)荷為0.78kg/m3d，進(jìn)水的總氮容積負(fù)荷為0.82kg/m3d，平均水力停留時間為0.458d。反應(yīng)運(yùn)行期間的溶解氧控制在0.5mg/L以下。穩(wěn)定運(yùn)行102d，反應(yīng)正常運(yùn)行期間，總氮平均去除率為81.04％，出水氨氮為0.07mg/L，亞硝酸鹽氮為3.56mg/L，硝酸鹽氮為36.09mg/L，總氮為39.65mg/L，pH為7.44，堿度為386.35mg/L，氨氮的平均去除負(fù)荷為0.7327kg/m3d，總氮的平均去除負(fù)荷為0.6613kg/m3d。在試驗(yàn)期間，脫氮反應(yīng)運(yùn)行穩(wěn)定，工作性能良好。
(2)實(shí)施例2
以兩級亞硝化-厭氧氨氧化共生顆粒化污泥脫氮反應(yīng)器對污泥壓濾液進(jìn)行高負(fù)荷的生物脫氮實(shí)驗(yàn)。具體操作參數(shù)一級反應(yīng)器有效容積16.0L，二級反應(yīng)器有效容積4.86L。反應(yīng)器中污泥濃度為4.3g/L，溫度20~26℃，平均進(jìn)水流量為154.93L/d，水力停留時間為0.104d。污泥壓濾液進(jìn)水中氨氮平均濃度為331.15mg/L，總氮平均濃度為339.01mg/L，進(jìn)水氨氮容積負(fù)荷為3.2055kg/m3d，總氮容積負(fù)荷為3.2811kg/m3d，控制溶解氧在0.5mg/L以下，穩(wěn)定運(yùn)行48d，出水總氮去除率為79.60％，出水氨氮平均濃度為23.22mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為3.86mg/L，硝酸鹽氮平均濃度為41.51mg/L，總氮平均濃度為68.59mg/L。反應(yīng)器在高負(fù)荷條件下穩(wěn)定運(yùn)行，雖然出水總氮濃度與實(shí)施例1中相比較高，但總氮去除率能夠維持在較高的水平。
權(quán)利要求
1.一種亞硝化—厭氧氨氧化單級生物脫氮方法，其特征在于利用投加粉末狀活性炭后所強(qiáng)化形成的以活性炭為核心的亞硝化菌群與厭氧氨氧化菌群兩類菌群的共生復(fù)合顆粒污泥，以及其發(fā)生的亞硝化反應(yīng)與厭氧氨氧化反應(yīng)兩種反應(yīng)的耦合在宏觀上實(shí)現(xiàn)了氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾纳锩摰磻?yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞硝化—厭氧氨氧化單級生物脫氮方法，其特征在于該工藝包括污泥顆?；?、反應(yīng)器啟動、反應(yīng)器運(yùn)行三個階段(1)、污泥顆粒化階段首先將反應(yīng)裝置中加入待馴化的亞硝化污泥以及厭氧氨氧化污泥，投加粉末狀活性炭，并加入實(shí)際廢水與自來水比例為1∶2的混合廢水至反應(yīng)裝置的出水口處，保證反應(yīng)裝置中的污泥濃度達(dá)到3～4g/L.待污泥沉降至反應(yīng)器的底部后，用氣泵從反應(yīng)裝置中的底部進(jìn)氣口對反應(yīng)器進(jìn)行曝氣充氧，同時以較低的進(jìn)水流量將混合廢水從反應(yīng)裝置的下部進(jìn)水口泵入，在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流動過程中，粉末活性炭與亞硝化污泥及厭氧氨氧化污泥充分接觸，在水力剪切力的作用下，絮體團(tuán)表層較為松散的污泥層開始脫落，而結(jié)構(gòu)較為密實(shí)的生物層得以存留，在長期運(yùn)行下形成了以活性炭為核心的亞硝化菌與厭氧氨氧化共生的復(fù)合顆粒污泥；(2)、反應(yīng)器啟動階段在啟動階段初期，由于亞硝化-厭氧氨氧化共生顆粒污泥需要對進(jìn)水中的各種基質(zhì)進(jìn)行適應(yīng)性的生長代謝過程，會產(chǎn)生一定時間的停滯期，但隨著反應(yīng)的連續(xù)運(yùn)行，亞硝化菌的活性首先得到恢復(fù)，以混合液中的溶解氧為電子受體，將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮，混合液中的亞硝酸鹽氮濃度開始上升，被包裹的厭氧氨氧化菌在低溶解氧的微生物環(huán)境中，活性開始恢復(fù)，利用擴(kuò)散進(jìn)來的氨和亞硝酸鹽進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，生成氮?dú)猓_(dá)到脫氮的目的。當(dāng)反應(yīng)器的總氮去除率開始不斷升高時，逐步增大含氨廢水在進(jìn)水中的比例，直至比例達(dá)到100％，從而完成了亞硝化-厭氧氨氧化共生脫氮反應(yīng)的啟動過程；(3)、運(yùn)行階段反應(yīng)裝置采用連續(xù)運(yùn)行的方式，廢水從反應(yīng)器的中下部連續(xù)泵入，而出水從溢流口中連續(xù)流出，反應(yīng)維持在穩(wěn)定的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的亞硝化—厭氧氨氧化單級生物脫氮方法，其特征在于在復(fù)合污泥顆粒生成階段，本發(fā)明所需的粉末活性炭的投配比控制在1～3％，氣水比為80～110m3(空氣)/m3(水)，有機(jī)物濃度為COD＝100～200mg/L，污泥齡SRT大于等于100d，溶解氧濃度為DO＜0.1mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、或3所述的任一亞硝化—厭氧氨氧化單級生物脫氮方法，其特征在于所述運(yùn)行階段的溫度18～26C，pH7.5～8.5，DO＜0.5mg/L，水力停留時間3～24h，MLSS＝3000～4000mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、或3所述的任一亞硝化—厭氧氨氧化單級生物脫氮方法，其特征在于對于較高進(jìn)水容積負(fù)荷條件下，可以采用兩級反應(yīng)器形式，并增加出水的沉淀池，進(jìn)行污泥回流的操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種亞硝化－厭氧氨氧化單級生物脫氮方法，所述工藝?yán)猛都臃勰罨钚蕴亢笏鶑?qiáng)化形成的以活性炭為核心的亞硝化菌群與厭氧氨氧化菌群兩類菌群的共生復(fù)合顆粒污泥，以及其發(fā)生的亞硝化反應(yīng)與厭氧氨氧化反應(yīng)兩種反應(yīng)的耦合，在宏觀上實(shí)現(xiàn)了氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾纳锩摰磻?yīng)。本發(fā)明在常溫下、同一反應(yīng)器中運(yùn)行，無需對廢水進(jìn)行加熱預(yù)處理，節(jié)省能源，占地面積小，并可減少游離態(tài)亞硝酸鹽游離亞硝酸的累積量，從而能夠耐受更高濃度進(jìn)水氨氮。本發(fā)明投加粉末活性炭形成強(qiáng)化顆粒污泥，采用懸浮態(tài)污泥進(jìn)行自培養(yǎng)，因而簡化了工藝的啟動運(yùn)行。
文檔編號C02F3/10GK101054236SQ200710105719
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月28日
發(fā)明者杜兵, 劉寅, 孫艷玲, 曹建平, 何然 申請人:北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院