專利名稱：一種厭氧氨氧化顆粒污泥的培養(yǎng)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種厭氧氨氧化顆粒污泥的培養(yǎng)方法，屬于廢水生物處理技術領域。
背景技術：
根據(jù)中國環(huán)境狀況公報，2005年我國氨氮排放量達149. 8萬噸，比上年增加 12.6%。全國地表水體氨氮超標現(xiàn)象普遍存在，富營養(yǎng)化十分嚴重，導致湖泊水華和海灣赤 潮頻發(fā)，氮污染控制已成為當前亟待解決的重大環(huán)保課題。在缺氧條件下，利用厭氧氨氧化菌將亞硝酸鹽和氨轉化成氮氣的過程，稱為厭氧 氨氧化。厭氧氨氧化工藝是倍受人們青睞的新型生物脫氮工藝。該工藝已成功應用于污水 處理廠消化污泥壓濾液的處理，其處理費用僅為傳統(tǒng)生物脫氮工藝的一半。但是，由于厭氧氨氧化菌生長十分緩慢，其在自然界的分布特點尚不清楚，因而目 前成功運行的厭氧氨氧化反應器中普遍存在著負荷較低、去除率偏低、運行條件要求苛刻 等問題。顆粒污泥是細菌自凝聚形成的具有良好沉降性能的顆粒狀微生物聚集體，顆粒污 泥在高效厭氧反應器如UASB (上流式厭氧反應器)、EGSB (膨脹顆粒床反應器)和IC (厭氧 內循環(huán)反應器)等中是實現(xiàn)高效運行的關鍵和前提。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有厭氧氨氧化反應器中由于污泥濃度低而造成的反 應器容積負荷低和去除率低，以及菌群結構單一導致的運行不穩(wěn)定等問題，提供了一種厭 氧氨氧化顆粒污泥的培養(yǎng)方法。本發(fā)明采用的技術方案是—種厭氧氨氧化顆粒污泥的培養(yǎng)方法，所述方法包括(1)取混合顆粒污泥，裝入配有三相分離器(三相分離器的作用在于防治種泥的 大量流失)的上流式厭氧反應器，所述混合顆粒污泥為厭氧產(chǎn)甲烷顆粒污泥、好氧硝化顆 粒污泥、缺氧反硝化顆粒污泥中的兩種或三種的混合物；所述厭氧產(chǎn)甲烷顆粒污泥來自處 理造紙廢水、淀粉廢水等污水處理裝置的活性污泥，所述好氧硝化顆粒污泥來自處理含氨 廢水等污水處理裝置的活性污泥，所述缺氧反硝化顆粒污泥來自處理含硝酸鹽廢水等污水 處理裝置的活性污泥；(2)配制含有氨氮(即以NH4+形式存在的N)和亞硝氮(即以N02_形式存在的N) 的模擬廢水啟動反應器，并在模擬廢水中添加適量常規(guī)用于維持微生物正常生長和代謝的 無機碳源、磷酸鹽、輕金屬元素和微量元素；所述模擬廢水中氨氮濃度為70 1000mg/L，氨 氮與亞硝氮的比例為0.8 1.3 1 ；(3)將所述模擬廢水泵入所述上流式厭氧反應器，使模擬廢水流經(jīng)所述混合顆粒 污泥從反應器上部流出，部分出水回流，反應器水力上升流速控制為1 3m/h，以保證顆粒 污泥床層具有一定的膨脹率；(4)保持反應器內溫度為25 35°C、ρΗ7· 5 8. 0，無溶解氧，水力停留時間為8 24小時，穩(wěn)定運行140 180天后，在反應器中獲得所述厭氧氨氧化顆粒污泥。在厭氧氨氧化反應器中培養(yǎng)出具有較高活性的厭氧氨氧化顆粒污泥，可以提高反 應器中的生物量，提高處理效能。本發(fā)明采用多種顆粒污泥作為種泥，豐富了所培養(yǎng)顆粒污 泥的菌群結構，保證了反應器運行的穩(wěn)定性。優(yōu)選的，所述步驟(1)中混合顆粒污泥為厭氧產(chǎn)甲烷顆粒污泥、好氧硝化顆粒污 泥、缺氧反硝化顆粒污泥質量比1 0. 1 2 1 5的混合物。優(yōu)選的，所述步驟(1)中混合顆粒污泥為厭氧產(chǎn)甲烷顆粒污泥和好氧硝化顆粒污 泥或缺氧反硝化顆粒污泥質量比1 1 10的混合物。所述步驟(2)中無機碳源為NaHC03、KHCO3> Na2CO3^ K2CO3中的一種或幾種，添加量 為0. 05 0. 15g/L(以C計)模擬廢水。所述步驟(2)中磷酸鹽為K2HPO4、KH2PO4、Na2HP04、NaH2PO4中的一種或幾種，添加量 為0. 005 0. 01g/L(以P計)模擬廢水。
所述步驟(2)中輕金屬元素為Ca、K、Na和Mg，每種元素添加量各自為0.001 0. 03mg/L(以元素計)模擬廢水。所述步驟(2)中微量元素為Fe、B、Mn、Cu、Co、Zn、Ni、Mo、Se中的一種或幾種，每 種元素添加量各自為0. 002 1. 8mg/L(以元素計)模擬廢水。本發(fā)明厭氧氨氧化顆粒污泥主要可應用于含氨氮或亞硝氮廢水的處理。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在按照本發(fā)明所述方法培養(yǎng)出的厭氧氨氧化顆粒污 泥具有良好水力學性能和微生物活性，可使反應器的運行效能以及運行穩(wěn)定性都得到較大 的提高。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于 此實施例1 把處理造紙廢水的某IC反應器中的厭氧產(chǎn)甲烷顆粒污泥和處理含氨廢水(氨 氮濃度700mg/L)的某氣升式硝化反應器中的好氧硝化顆粒污泥按1 1的質量比混合 均勻。然后把混合顆粒污泥接種到上流式厭氧反應器中，該反應器的總體積為6. 0L，其中 反應區(qū)體積為3. 6L，沉淀區(qū)中配有三相分離器，接種后反應器中的污泥濃度為23. 2g SS/ L0模擬廢水中氨氮濃度為200mg/L，氨氮與亞硝酸氮的比為1，此外上述廢水中還添加了 KHCO3 (0. 05g/L,以 C 計)、KH2PO4 (0. 006g/L,以 P 計)、微量元素 Fe 1. 8mg/L、B 0. 002mg/ L、Mn 0.28mg/L、Cu 0.06mg/L、Co 0. 10mg/L、Zn 0. 10mg/L、Ni 0.05mg/L、Mo 0. 10mg/L、Se 0. 05mg/L,以及輕金屬元素Ca、K、Na、Mg各0. 01mg/L，模擬廢水中不含有機物。反應器的操 作條件為溫度30 35°C，pH 7. 6 8. 0，無溶解氧，水力停留時間8 24小時，水力上升 流速控制在1 3m/h。穩(wěn)定運行180天左右后反應器內觀察到棕紅色的厭氧氨氧化顆粒污 泥。顆粒污泥的主要粒徑范圍為0. 3 1. 4mm，顆粒污泥的平均沉降速率為69. 6m/h ；厭氧 氨氧化活性約為0. 5kgN/(kg VSS. d)。繼續(xù)運行80天，在容積總氮負荷10. 5kg/(m3· d)的 條件下，氨氮和亞硝酸氮的去除率均可達到95%以上，該反應器工作性能良好，并且能耐受 2倍基質濃度沖擊和3倍流量沖擊，具有較高的運行穩(wěn)定性。
實施例2 把處理淀粉廢水的某UASB反應器中的厭氧產(chǎn)甲烷顆粒污泥和處理含硝酸鹽廢水 (硝酸氮濃度280mg/L)的上流式反應器中的反硝化顆粒污泥按1 2的比例混合均勻。其 余操作過程與實施例1相同，連續(xù)培養(yǎng)150天左右后反應器內出現(xiàn)厭氧氨氧化顆粒污泥。實施例3 分別取處理淀粉廢水的某UASB反應器中的厭氧產(chǎn)甲烷顆粒污泥、處理含氨廢水 (氨氮濃度700mg/L)的某氣升式硝化反應器中的好氧硝化顆粒污泥、處理含硝酸鹽(硝酸 氮濃度280mg/L)廢水的上流式反應器中的反硝化顆粒污泥，按1 0.5 2的比例混合均 勻。其余操作過程與實施例1相同，連續(xù)培養(yǎng)140天左右后反應器內出現(xiàn)厭氧氨氧化顆粒 污泥。繼續(xù)運行75天，反應器容積總氮去除速率可高達12. 3kg/(m3. d)。
權利要求
一種厭氧氨氧化顆粒污泥的培養(yǎng)方法，所述方法包括(1)取混合顆粒污泥，裝入配有三相分離器的上流式厭氧反應器，所述混合顆粒污泥為厭氧產(chǎn)甲烷顆粒污泥、好氧硝化顆粒污泥、缺氧反硝化顆粒污泥中的兩種或三種的混合物；(2)配制含有氨氮和亞硝氮的模擬廢水，并在模擬廢水中添加適量維持微生物生長的無機碳源、磷酸鹽、輕金屬元素和微量元素；所述模擬廢水中氨氮濃度為70～1000mg/L，氨氮與亞硝氮的比例為0.8～1.3∶1；(3)將所述模擬廢水泵入所述上流式厭氧反應器，使模擬廢水流經(jīng)所述混合顆粒污泥從反應器上部流出，反應器水力上升流速控制為1～3m/h；(4)保持反應器內溫度為25～35℃、pH7.5～8.0，無溶解氧，水力停留時間為8～24小時，穩(wěn)定運行140～180天后，在反應器中獲得所述厭氧氨氧化顆粒污泥。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(1)中混合顆粒污泥為厭氧產(chǎn)甲烷 顆粒污泥、好氧硝化顆粒污泥、缺氧反硝化顆粒污泥質量比1 0. 1 2 1 5的混合物。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(1)中混合顆粒污泥為厭氧產(chǎn)甲烷 顆粒污泥和好氧硝化顆粒污泥或缺氧反硝化顆粒污泥質量比1 1 10的混合物。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(2)中無機碳源為NaHC03、KHC03、 Na2C03、K2C03中的一種或幾種，添加量以C計為0. 05 0. 15g/L模擬廢水。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(2)中磷酸鹽為K2HP04、KH2P04、 Na2HP04、NaH2P04中的一種或幾種，添加量以P計為0. 005 0. 01g/L模擬廢水。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟⑵中輕金屬元素為Ca、K、Na和 Mg，每種元素添加量以元素質量計各自為0. 001 0. 03mg/L模擬廢水。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(2)中微量元素為Fe、B、Mn、CU、C0、 Zn、Ni、M0、Se中的一種或幾種，每種元素添加量以元素質量計各自為0. 002 1.8mg/L模 擬廢水。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種厭氧氨氧化顆粒污泥的培養(yǎng)方法，所述方法包括將厭氧產(chǎn)甲烷顆粒污泥、好氧硝化顆粒污泥、缺氧反硝化顆粒污泥中的兩種或三種混合裝入上流式厭氧反應器，泵入含氨氮和亞硝氮的模擬廢水進行啟動，保持反應器內溫度為25～35℃、pH7.5～8.0，無溶解氧，水力停留時間為8～24小時，穩(wěn)定運行一段時間后，在反應器中獲得所述厭氧氨氧化顆粒污泥。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在按照本發(fā)明所述方法培養(yǎng)出的厭氧氨氧化顆粒污泥具有良好水力學性能和微生物活性，可使反應器的運行效能以及運行穩(wěn)定性都得到較大的提高。
文檔編號C02F101/16GK101830558SQ20101016452
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權日2010年5月6日
發(fā)明者姬玉欣, 金仁村, 陽廣鳳, 馬春 申請人:杭州師范大學