專利名稱：甜菜堿在維持厭氧氨氧化系統(tǒng)常溫穩(wěn)定運(yùn)行中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及甜菜堿的新用途一作為添加劑在維持厭氧氨氧化系統(tǒng)常溫穩(wěn)定運(yùn)行中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
由于人類活動(dòng)的影響，氮素在水體中過(guò)多積累，導(dǎo)致了嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象， 嚴(yán)重影響了生態(tài)系統(tǒng)安全。厭氧氨氧化是一種新型生物脫氮工藝，是指在厭氧條件下，以亞硝酸鹽為電子受體，將氨氧化為氮?dú)獾纳锓磻?yīng)。厭氧氨氧化工藝不僅可以省去傳統(tǒng)脫氮過(guò)程中硝化反應(yīng)的充氧能耗，和反硝化反應(yīng)中需要添加有機(jī)外源電子供體，還改善硝化反應(yīng)產(chǎn)酸，反硝化產(chǎn)堿而均需中和的狀況。減少了化學(xué)試劑的需求量，防止可能出現(xiàn)的二次污染，可比傳統(tǒng)生物脫氮工藝節(jié)省40%的運(yùn)行費(fèi)用。厭氧氨氧化工藝還具有很高的容積效率，實(shí)驗(yàn)室小試研究表明，該工藝最大容積負(fù)荷可達(dá)12^g-N/(m3 · d)。能夠進(jìn)行厭氧氨氧化工藝的溫度范圍為6 43°C，最適溫度在35°C左右。然而由于季節(jié)的交替和地理位置的不同，一般廢水的溫度都處于常溫(通常為15 25°C，或者更低)。溫度的降低會(huì)導(dǎo)致厭氧工藝處理負(fù)荷和處理效率大幅降低，污泥沉降性下降，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種常溫下快速實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定運(yùn)行厭氧氨氧化工藝的新途徑，以克服常溫條件下厭氧氨氧化反應(yīng)器馴化時(shí)間長(zhǎng)的不足。該方法操作簡(jiǎn)單靈活，只需結(jié)合厭氧氨氧化反應(yīng)器進(jìn)水溫度的變化，適時(shí)添加一定的甜菜堿，從而實(shí)現(xiàn)較高的去除效率。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是甜菜堿作為添加劑在維持厭氧氨氧化系統(tǒng)常溫條件下穩(wěn)定運(yùn)行中的應(yīng)用。所述常溫條件，是指對(duì)系統(tǒng)進(jìn)水溫度不加控制(現(xiàn)有厭氧氨氧化工藝的最適溫度為35°C )，即廢水溫度為15 25°C，或者更低。所述厭氧氨氧化系統(tǒng)可在35°C左右溫度下按照常規(guī)方法啟動(dòng)，具體過(guò)程可如下 接種已穩(wěn)定運(yùn)行的厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)的污泥，置于恒溫室內(nèi)培養(yǎng)，采用nh4+-N和NO2_-N比例為1 1 1 1.3的進(jìn)水，控制進(jìn)水溫度為35 士 rc，啟動(dòng)初期基質(zhì)濃度控制在70 100mg/L，水力停留時(shí)間為ld，經(jīng)過(guò)1個(gè)月的運(yùn)行，完成了厭氧氨氧化工藝的啟動(dòng)，并通過(guò)增加進(jìn)水基質(zhì)濃度和縮短水力停留時(shí)間的方法，提高反應(yīng)器氮負(fù)荷，基質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)為 NH/-N，N02_-N各增加^mg/L 36mg/L，HRT為每次減小2 0.釙。厭氧氨氧化系統(tǒng)按照上述方法啟動(dòng)之后將其再移出恒溫室，添加甜菜堿于常溫條件下運(yùn)行。具體的，所述應(yīng)用為啟動(dòng)厭氧氨氧化系統(tǒng)，將甜菜堿加入廢水中作為厭氧氨氧化系統(tǒng)進(jìn)水，對(duì)進(jìn)水水溫不加控制，運(yùn)行厭氧氨氧化系統(tǒng)，對(duì)廢水進(jìn)行處理。優(yōu)選的，所述甜菜堿在廢水中的添加量為1 5mmol/L。
所述廢水為常規(guī)適用于厭氧氨氧化工藝的廢水，優(yōu)選的，所述廢水中NH/-N和 NO2--N物質(zhì)的量之比為1 1 1. 3。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在采用添加外源甜菜堿的方法，可提高厭氧氨氧化工藝在常溫下運(yùn)行的性能；實(shí)驗(yàn)證明，該方法可以有效縮短厭氧氨氧化工藝處理常溫廢水所需的啟動(dòng)時(shí)間，提高其去除效率，增強(qiáng)反應(yīng)器的穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此實(shí)施例1 厭氧氨氧化工藝的啟動(dòng)取已穩(wěn)定運(yùn)行的厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)的污泥接種于升流式厭氧反應(yīng)器(體積為 2. 5L)，在35°C下培養(yǎng)，并控制進(jìn)水溫度為30士 1°C。進(jìn)水采用模擬廢水，其組成為=KH2PO4 IOmg · ΙΛ CaCl2 · 2H20 5. 6mg/L, MgSO4 · 7H20 300mg/L, KHC031250mg/L，微量元素溶液 I、微量元素溶液II各1. 25mL/L。其中，微量元素溶液I組成為EDTA 5000mg/L, FeS0450 00mg/ L，溶劑為水；微量元素溶液 II 組成為=EDTA 15000mg/L, H3BO414mg/L, MnCl2 · 4H20 990mg/ L, CuSO4 · 5H20 250mg/L, ZnSO4 · 7H20430mg/L, NiCl2 · 6H20 190mg/L, NaMoO4 · 2H20 220mg/ L, NaSeO4 · 10H20210mg/L，溶劑為水。NH4+_N 和 NOf-N 由(NH4)2SO4 和 NaNA 按需提供。NH4+-N和Ν02_-Ν濃度比例為1:1。最初NH4+-N和Ν02_-Ν濃度都設(shè)置為70mg/L， HRT為12h，經(jīng)過(guò)1個(gè)月的培養(yǎng)，出現(xiàn)了明顯的厭氧氨氧化現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了厭氧氨氧化工藝的啟動(dòng)。并以28mg/LNH4+-N、NO2--N為梯度提高進(jìn)水基質(zhì)濃度，并注意控制出水Ν02__Ν濃度小于 100mg/L。將進(jìn)水基質(zhì)濃度調(diào)至210mg/L后，調(diào)節(jié)HRT由1 調(diào)至池，提高厭氧氨氧化活性。厭氧氨氧化工藝的常溫運(yùn)行將已經(jīng)成功啟動(dòng)的厭氧氨氧化反應(yīng)器用于處理常溫廢水，水溫不加控制 (20士5°C )。進(jìn)水仍然采用模擬廢水，組成同前，甜菜堿由無(wú)水甜菜堿提供。NH4+-N和Ν02_-Ν 濃度都設(shè)置為210mg/L，先將水力停留時(shí)間設(shè)置為他，通過(guò)添加一定量甜菜堿，保持進(jìn)水中甜菜堿濃度為3 4mmol/L，總氮容積負(fù)荷達(dá)到1. 68kg/ (m3 · d)。以出水Ν02__Ν濃度小于 30mg/L為標(biāo)準(zhǔn)，將水力停留時(shí)間以Ih為梯度，調(diào)至2h，經(jīng)過(guò)18d的調(diào)試，總氮去除率達(dá)到了 88. 9%。
權(quán)利要求
1.甜菜堿作為添加劑在維持厭氧氨氧化系統(tǒng)常溫條件下穩(wěn)定運(yùn)行中的應(yīng)用。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于所述應(yīng)用為啟動(dòng)厭氧氨氧化系統(tǒng)，在廢水中加入甜菜堿作為厭氧氨氧化系統(tǒng)進(jìn)水，對(duì)進(jìn)水水溫不加控制，運(yùn)行厭氧氨氧化系統(tǒng)，對(duì)廢水進(jìn)行處理。
3.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于所述甜菜堿在廢水中的添加量為1 5mmol/L0
4.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于所述廢水中NH4+-N和Ν02_-Ν物質(zhì)的量之比為 1 1 1. 3。
全文摘要
本發(fā)明提供了甜菜堿作為添加劑在維持厭氧氨氧化系統(tǒng)常溫穩(wěn)定運(yùn)行中的應(yīng)用。本發(fā)明采用添加外源甜菜堿的方法，可提高厭氧氨氧化工藝在常溫下運(yùn)行的性能；實(shí)驗(yàn)證明，該方法可以有效縮短厭氧氨氧化工藝處理常溫廢水所需的啟動(dòng)時(shí)間，提高其去除效率，增強(qiáng)反應(yīng)器的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)C02F3/28GK102276059SQ20111013690
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者俞津津, 柳林發(fā), 秦澤峰, 金仁村, 陽(yáng)廣鳳, 馬春 申請(qǐng)人:杭州師范大學(xué)