專利名稱：一種適用于城市生活污水sbr亞硝化啟動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于城市污水處理與資源化領(lǐng)域。具體涉及專用于常溫條件下城市生活污水SBR亞硝化啟動(dòng)的方法。
背景技術(shù)：
廢水中氮的去除主要包括物理法、化學(xué)法及生物脫氮法，與物理化學(xué)脫氮技術(shù)相t匕，生物脫氮技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、較易推廣，且不易造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，因此，越來(lái)越受到人們的青睞。傳統(tǒng)的生物脫氮工藝是通過(guò)氨化作用將水中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，然后通過(guò)硝化反應(yīng)將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，再由反硝化作用將硝態(tài)氮還原為氮?dú)鈴乃幸莩?。然而，傳統(tǒng)的硝化/反硝化生物脫氮工藝存在流程長(zhǎng)、供氧量高、需要外加碳源、污泥產(chǎn)量高等問(wèn)題，以上問(wèn)題將會(huì)大大增加基建投資和運(yùn)行費(fèi)用。因此，以短程硝化(nh4+-no2_)為核心的短程脫氮技術(shù)成為了當(dāng)前含氮廢水處理的研究熱點(diǎn)，例如短程硝化反硝化技術(shù)、短程硝化-厭氧氨氧化技術(shù)等。短程硝化技術(shù)是把硝化反應(yīng)過(guò)程控制在NO2-生成階段，阻止勵(lì)2_被進(jìn)一步氧化為no3_。其與厭氧氨氧化技術(shù)組合而成的自養(yǎng)脫氮工藝比傳統(tǒng)的全程硝化技術(shù)減少了 25%的需氧量、100%的碳源及50%的污泥產(chǎn)量。因此短程硝化以其諸多的優(yōu)點(diǎn)，在廢水處理領(lǐng)域中受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。而短程硝化的實(shí)現(xiàn)與穩(wěn)定運(yùn)行是廣大學(xué)者研究的關(guān)鍵問(wèn)題。近幾年來(lái)，短程硝化被應(yīng)用于污泥硝化上清液、焦化廢水、城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液、高氨氮味精廢水等高氨氮濃度廢水的處理，而且取得了很好的處理效果。在處理低氨氮的生活污水方面，也有一些成功的案例。但是這些研究大部分都是在高氨氮濃度的條件下，利用高游離氨的有利條件實(shí)現(xiàn)了短程硝化的啟動(dòng)。在處理低氨氮濃度的生活污水時(shí)，這種啟動(dòng)方式不僅需要人為添加大量含氨試劑，在轉(zhuǎn)為處理低氨氮污水時(shí)還可能出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定的狀況。而低氨氮濃度條件下的啟動(dòng)方式不僅節(jié)省了外加試劑，還能保證后續(xù)處理效果的穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)城市生活污水，即常溫、低氨氮條件下，由普通硝化污泥啟動(dòng)亞硝化的方法。本發(fā)明提供一種常溫條件下城市生活污水SBR亞硝化啟動(dòng)方法，其特征在于:一種適用于常溫城市生活污水SBR亞硝化啟動(dòng)方法，其特征在于:接種硝化污泥，置于SBR反應(yīng)器內(nèi)，通入城市生活污水，在DO=0.80-1.00mg/L條件下運(yùn)行10-15天，然后再降低溶解氧至0.30-0.50mg/L，運(yùn)行20-30天，并且保持此階段的氨氧化率，即進(jìn)出水氨氮差值與進(jìn) 水氨氮的比值為40% _70%，在此條件下持續(xù)馴化污泥，計(jì)算亞硝化率，即反應(yīng)積累的亞硝酸鹽與積累的亞硝酸鹽與硝酸鹽之和的比值，以及COD去除率，即進(jìn)出水COD濃度差值與進(jìn)水COD濃度的比值，亞硝化率達(dá)到90%以上及COD去除率達(dá)80%以上，即可成功啟動(dòng)亞硝化。
本發(fā)明所提供的亞硝化啟動(dòng)的方法，是在常溫、低氨氮條件下，以實(shí)際城市污水為基礎(chǔ)用水，通過(guò) DO=0.80-1.00mg/L (10-15 天)-DO=0.30-0.50mg/L (20-30 天)的曝氣控制策略及氨氧化率(40%-70%)的控制策略，以序批式生物反應(yīng)器(SBR)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)城市污水的亞硝化。具體步驟如下:步驟1:反應(yīng)器搭建反應(yīng)器采用SBR反應(yīng)器，反應(yīng)器裝有曝氣裝置，可以通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量來(lái)控制反應(yīng)器廢水中的溶解氧濃度。反應(yīng)器設(shè)置簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水流程。步驟2:接種污泥接種普通硝化污泥，置于SBR反應(yīng)器中，通入城市生活污水，開始曝氣，并控制溶解氧為2.0-3.0mg/L。此步驟旨在讓接種污泥適應(yīng)新環(huán)境，每天進(jìn)行2個(gè)周期，進(jìn)行2天共4個(gè)周期。步驟3:啟動(dòng)亞硝化控制DO濃度為0.80-1.00mg/L,使AOB和NOB均可得到快速增殖，運(yùn)行10-15天(20-30個(gè)周期)，使出水氨氮有剩余。后控制DO濃度為0.3-0.5mg/L,氨氧化率為40%_70%，運(yùn)行20-30天(40-60個(gè)周期)，以富集AOB，抑制NOB，最終將NOB淘汰出系統(tǒng)，以亞硝化率I天持續(xù)大于90%，COD去除率大于80%作為生活污水SBR亞硝化啟動(dòng)成功的標(biāo)志。與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:第一，在常溫低氨氮條件下，即實(shí)際城市生活污水水質(zhì)條件下，通過(guò)控制溶解氧及氨氧化率即實(shí)現(xiàn)了亞硝化的啟動(dòng)。不需投加氨氮及升高溫度，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。第二，利用A0B、NOB兩種細(xì)菌的比生長(zhǎng)速率不同，通過(guò)高氧、限氧及控制氨氧化率的方式，實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)亞硝化目的，此策略尤其適合初始污泥中AOB含量少不易啟動(dòng)的污泥。第三，可以同步實(shí)現(xiàn)生活污水SBR反應(yīng)器亞硝化及去除COD的目的。以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。


圖1是本發(fā)明中反應(yīng)器氮素轉(zhuǎn)化效果圖，其中A亞硝酸鹽氮為進(jìn)出水亞硝酸鹽氮濃度差值硝酸鹽氮為進(jìn)出水硝酸鹽氮濃度差值。
具體實(shí)施例方式試驗(yàn)以某小區(qū)生活污水為基礎(chǔ)用水，具體水質(zhì)如下:C0D=300-400mg/L, B0D5=120-150mg/L, SS=76_114mg/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 CaCO3 計(jì))。具體處理如下:在初期的污泥馴化 中，首先控制DO濃度為0.8-1.0mg/L運(yùn)行IOd (20個(gè)周期)，使A0B、NOB均可得到快速增殖，從第Ild開始進(jìn)行限氧，控制DO濃度至0.3-0.5mg/L,并且控制氨氧化率在50%左右，利用低DO及氨氧化率的雙重控制以富集A0B、淘汰N0B。圖1為啟動(dòng)階段三氮濃度、氨氧化率及亞硝化率的變化趨勢(shì)圖。由圖1可知，在前IOd的運(yùn)行中，出水中并沒(méi)有出現(xiàn)亞硝酸鹽氮的積累，氨氮全部轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，后降低DO及氨氧化率，至第29d時(shí)出現(xiàn)了亞硝酸鹽氮的積累，亞硝化率為43%，至第40d時(shí)，亞硝化率達(dá)92.67%。于是第41d開始，將氨氧化率控制在80%以上，接下來(lái)的3d的適應(yīng)(亞硝化率稍有下降)期后，亞硝化率一直連續(xù)7d穩(wěn)定在90%以上，標(biāo)志著生活污水SBR亞硝化實(shí)現(xiàn)了成功啟動(dòng)。啟動(dòng)過(guò)程中前期DO為0.8-1.0mg/L的條件下，雖然AOB、NOB均得到快速增殖，但由于轉(zhuǎn)化Ig氨氮可產(chǎn)生0.146g的AOB和0.020g的N0B，A0B的產(chǎn)率為NOB產(chǎn)率的7.3倍，因此AOB的增殖速度要遠(yuǎn)高于N0B,也可將適應(yīng)于低氧的NOB淘汰出系統(tǒng)。后降低溶解氧至
0.30-0.50mg/L時(shí)，由于AOB對(duì)溶解氧的親和力(D0半飽和常數(shù)為1.2-1.4mg/L)大于NOB(D0半飽和常數(shù)為0.2-0.4mg/L),因此對(duì)DO具有更強(qiáng)親和力的大量AOB優(yōu)先獲得溶解氧，NOB由于缺少溶解氧使硝化作用減弱，從而限制了硝酸鹽的產(chǎn)生，有利于亞硝酸鹽的積累；另外，由于硝化過(guò)程分為兩步完成，首先AOB將NH4+-N轉(zhuǎn)化為NO2--N,然后NOB將N02__N轉(zhuǎn)化為N03_-N。因此將氨氧化率控制在50%左右(均值為58.4%),可以使出水保留約占進(jìn)水一半的氨氮，于是NOB生長(zhǎng)所需基質(zhì)亞氮一直低于AOB生長(zhǎng)所需基質(zhì)氨氮，也有利于富集A0B、抑制N0B。在啟動(dòng)過(guò)程中，COD去除率一直較高，大于80%，出水COD均在50mg/L以下，符合城市污水處理廠一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。因此，通過(guò)控制DO=0.80-1.00mg/L (10-15 天)-DO=0.30-0.50mg/L (20-30 天)的
曝氣控制策略及氨氧化率(40%-70%)的控制策略實(shí)現(xiàn)了常溫城市生活污水SBR亞硝化的啟動(dòng)，并且具有很好的COD去除 效果。
權(quán)利要求
1.一種適用于城市生活污水SBR亞硝化啟動(dòng)方法，其特征在于: 接種硝化污泥，置于SBR反應(yīng)器內(nèi)，通入城市生活污水，在DO=0.80-1.00mg/L條件下運(yùn)行10-15天，然后再降低溶解氧至0.30-0.50mg/L，運(yùn)行20-30天，并且保持此階段的氨氧化率，即進(jìn)出水氨氮差值與進(jìn)水氨氮的比值為40%-70%，在此條件下持續(xù)馴化污泥，計(jì)算亞硝化率，即反應(yīng)積累的亞硝酸鹽與積累的亞硝酸鹽與硝酸鹽之和的比值，以及COD去除率，即進(jìn)出水COD濃度差值與進(jìn)水COD濃度的比值，亞硝化率達(dá)到90%以上及COD去除率達(dá)80%以上，即可成功啟動(dòng) 亞硝化。
全文摘要
一種適用于城市生活污水SBR亞硝化啟動(dòng)方法屬于城市污水處理與資源化領(lǐng)域。在常溫條件下接種全程硝化污泥，使用城市生活污水為研究對(duì)象，在初期的污泥馴化中，首先控制DO濃度為0.8-1.0mg/L運(yùn)行10d(20個(gè)周期)，使AOB、NOB均可得到快速增殖，從第11d開始進(jìn)行限氧，控制DO濃度至0.3-0.5mg/L，并且控制氨氧化率在50%左右，經(jīng)44d亞硝化率達(dá)到90%以上，COD去除率達(dá)80%以上，成功實(shí)現(xiàn)了常溫生活污水SBR亞硝化的啟動(dòng)。
文檔編號(hào)C02F3/12GK103102008SQ20131005905
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者李冬, 蘇東霞, 張功良, 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(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)