本發(fā)明屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有效控制含氨污水生化處理過程硝化反應(yīng)進程的方法。

背景技術(shù)：

短程硝化-反硝化又稱亞硝酸型生物脫氮技術(shù)，就是將硝化過程控制在亞硝酸鹽階段而終止，隨后進行亞硝酸鹽反硝化脫氮，與傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)相比，短程硝化-反硝化生物脫氮技術(shù)能縮短水力停留時間，可節(jié)省25%的能耗和40%的碳源，同時可以減少剩余污泥處理量。作為一種新型的生物脫氮技術(shù)成為污水處理領(lǐng)域的研究熱點之一。

目前，短程硝化反硝化主要采用懸浮活性污泥法，由于系統(tǒng)內(nèi)污泥濃度低，存在反應(yīng)器效率低、運行條件較苛刻等問題，出現(xiàn)亞硝酸鹽積累后如何維持其長期穩(wěn)定存在是短程生物脫氮技術(shù)的關(guān)鍵。通常情況下氨氧化過程形成的亞硝酸鹽可以完全被氧化成硝酸鹽。雖然通過控制溫度、溶解氧、pH和污泥齡等外界條件能夠?qū)е孪趸^程中HNO₂積累，但大多數(shù)都處在實驗室研究階段，目前的研究結(jié)果表明，只有高溫的控制手段可以達到較好的穩(wěn)定性。有些條件如高溫等在實際工程中也難以實現(xiàn)，所以到目前為止，經(jīng)亞硝酸鹽途徑在實際工程中實現(xiàn)生物脫氮的成功應(yīng)用并不多見。

CN1837091A公開了一種A/O工藝短程硝化反硝化污水處理控制系統(tǒng)及其在線控制方法。該工藝通過在好氧池中設(shè)置DO傳感器和pH傳感器，在缺氧池中設(shè)置ORP傳感器，內(nèi)循環(huán)控制器動態(tài)控制系統(tǒng)的內(nèi)循環(huán)回流量，曝氣器控制器動態(tài)控制系統(tǒng)的曝氣量；曝氣量控制低溶解氧濃度，主要是通過特定手段進行控制而實現(xiàn)的。CN201458826U公開了一種短程硝化反硝化生物反應(yīng)器，通過生物反應(yīng)區(qū)、回流區(qū)和氣提區(qū)組成的一體化裝置實現(xiàn)短程硝化反硝化。以上所述的方法均是采用外界條件控制，一方面在系統(tǒng)啟動過程中污泥馴化時間較長，另一方面長期運行后在線儀器是否能夠準確控制將直接影響脫氮效果。CN201110353738.2公開了一種控制污水生化處理過程硝化反應(yīng)進程的方法，是通過向污水生化處理過程中投加利用亞硝酸鹽進行反硝化脫氮的微生物菌劑來實現(xiàn)的，該發(fā)明雖然可以穩(wěn)定控制短程反硝化的進程，但是菌劑的制備過程復(fù)雜，投加量較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種有效控制含氨污水生化處理過程硝化反應(yīng)進程的方法。本發(fā)明通過向污水好氧硝化過程中投加特定組成和配比的亞硝酸菌生長促進劑，從而可以穩(wěn)定控制硝化反應(yīng)進程，真正實現(xiàn)短程硝化反硝化脫氮。

本發(fā)明控制污水生化處理過程硝化反應(yīng)進程的方法，包括如下內(nèi)容：含氨污水采用生化法進行脫氮處理，在生化處理的好氧硝化過程中投加亞硝酸菌生長促進劑，所述生長促進劑包括金屬鹽、多胺類物質(zhì)、有機酸羥胺和Na₂SO₃，其中金屬鹽為40-100重量份，優(yōu)選為50-80重量份，多胺類物質(zhì)為5-30重量份，優(yōu)選為10-20重量份，有機酸羥胺為0.05-1.5重量份，優(yōu)選為0.1-1.0重量份，Na₂SO₃為10-40重量份，優(yōu)選為20-30重量份；所述的金屬鹽由鈣鹽、銅鹽、鎂鹽和/或亞鐵鹽組成。

本發(fā)明所述亞硝酸菌生長促進劑中，金屬鹽可以為鈣鹽、鐵鹽和銅鹽，其中Ca²⁺、Fe²⁺和Cu²⁺的摩爾比為（5-15）:（1-8）:（0.5-5），優(yōu)選為（8-12）:（2-6）:（1-4）；或者是鈣鹽、鎂鹽和銅鹽，其中Ca²⁺、Mg²⁺和Cu²⁺的摩爾比為（5-15）:（5-25）:（0.5-5），優(yōu)選為（8-12）:（10-20）:（1-4）；或者是鈣鹽、鎂鹽、鐵鹽和銅鹽，其中Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺和Cu²⁺的摩爾比為（5-15）:（5-25）:（1-8）:（0.5-5），優(yōu)選為（8-12）:（10-20）:（2-6）:（1-4）。

本發(fā)明所述亞硝酸菌生長促進劑中，鈣鹽為CaSO₄或者CaCl₂，鎂鹽為MgSO₄或者MgCl₂，銅鹽為CuSO₄或者CuCl₂，鐵鹽為FeSO₄或者FeCl₂。

本發(fā)明所述亞硝酸菌生長促進劑中，多胺類物質(zhì)為精胺、亞精胺或者兩者的混合物。所述有機酸羥胺為甲酸羥胺、乙酸羥胺或者兩者的混合物。有機酸羥胺的加入可以作為羥胺氧還酶的基質(zhì)直接參與硝化細菌的代謝過程、縮短酶促反應(yīng)進程，加速細胞生長。此外，有機酸羥胺釋放出的有機酸有利于某些異養(yǎng)硝化細菌的生長，有利于發(fā)揮硝化細菌的群體效應(yīng)，有助于提高菌群降解污染物的能力。

本發(fā)明方法中，亞硝酸菌生長促進劑在生化處理的好氧硝化反應(yīng)階段加入，可以每天或者每隔幾天投加一次，投加量按照污水處理系統(tǒng)中促進劑濃度10-40mg/L進行投加，優(yōu)選20-30mg/L進行投加。直到亞硝化率穩(wěn)定在80%以上時停止投加，在運行過程中如果亞硝化率降低時可以隨時投加使用。

本發(fā)明方法中，可以在投加亞硝酸菌生長促進劑的同時投加一定量的微生物菌劑，如可以采用CN201110353738.2 所述的亞硝酸型脫氮微生物菌劑，投加量為每小時所處理廢水體積的0.01%-0.1%。

本發(fā)明方法中，含氨污水生化處理可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的生化處理方法，具體如氧化溝法工藝、SBR（間歇式活性污泥法工藝）、AO（缺氧-好氧工藝）或AAO（厭氧-缺氧-好氧工藝），還可以在BAF（生物濾池）和MBBR（移動床生物膜反應(yīng)器）等膜生物反應(yīng)器中使用。上述含氨污水生化處理方法的具體過程和條件是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。含氨污水生化處理的溫度為18-40℃，溶解氧為0.1-3mg/L，pH值為7-9。

在上述條件下，可以保證在較高的氨氮轉(zhuǎn)化率情況下實現(xiàn)穩(wěn)定的短程硝化反硝化脫氮，處理后污水中的氨氮和總氮去除率均能達到85%以上。含氨污水為一切適合生物法處理的含有氨氮的污水，其中氨氮濃度一般為100-1500mg/L，COD（鉻法，下同）濃度一般為150-4000mg/L。含氨污水可以采用批次進水或者連續(xù)進水方式，最好采取連續(xù)進水方式進行處理。

本發(fā)明針對現(xiàn)有短程硝化反硝化工藝中硝化反應(yīng)進程難以穩(wěn)定控制、脫氮效率低等問題，提出的利用亞硝酸菌生長促進劑有效控制污水生化處理過程中硝化反應(yīng)進程的方法，可以使活性污泥中的亞硝酸細菌在金屬鹽、多胺類物質(zhì)、有機酸羥胺及Na₂SO₃的共同作用下實現(xiàn)快速增值，有機酸羥胺和Na₂SO₃的配合加入，可有效控制體系的溶解氧，有助于抑制亞硝酸鹽氮進一步轉(zhuǎn)化成硝酸鹽氮，進而可以控制硝化反應(yīng)進程。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明方案進行詳細說明。

本發(fā)明提出一種控制污水生化處理過程硝化反應(yīng)進程的方法主要是使用亞硝酸菌生長促進劑來實現(xiàn)的。本發(fā)明中所使用的亞硝酸菌生長促進劑可以按照CN201410585483.6、CN201410585481.7和CN201410585655.X所述的方法制備的促進劑，優(yōu)選CN201410585655.X所述的方法。本發(fā)明所用的亞硝酸菌生長促進劑制備容易，使用方便，在生化處理過程中投加使用后可以促進亞硝酸細菌生長、抑制硝酸細菌生長，使得活性污泥中的亞硝酸細菌成為優(yōu)勢菌群，進而將硝化反應(yīng)穩(wěn)定控制在亞硝酸階段而直接進行反硝化。

首先按照表1亞硝酸菌生長促進劑的比例和配方制備金屬鹽溶液，在使用前將多胺類物質(zhì)、有機酸酸羥胺、Na₂SO₃加入到金屬鹽溶液中，制備得到亞硝酸菌生長促進劑Ⅰ-Ⅲ，所述促進劑濃度均為0.5g/L。

表1 亞硝酸菌生長促進劑的配方及比例

本發(fā)明所使用的脫氮微生物菌劑采用專利CN201110353738.2 實施例1制備的微生物菌劑A和B。

實施例1 對某污水處理廠SBR脫氮系統(tǒng)的控制

某污水處理廠以氮肥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氨廢水為主，采用SBR工藝進行處理，平均進水氨氮濃度為475mg/L，COD濃度為1100mg/L。常規(guī)處理后氨氮平均去除率為80%左右，亞硝化率只有20%。每次換水的時候，按照處理體系內(nèi)促進劑的濃度為30mg/L投加亞硝酸菌生長促進劑Ⅰ，操作條件為溫度29℃、pH7.8-8.2、溶解氧0.5-2.0mg/L，運行5天后，亞硝化率提高到80%，同時氨氮去除率達85%以上，實現(xiàn)了穩(wěn)定的短程硝化反硝化。

實施例2對某污水處理廠A/O脫氮過程的控制

某污水處理廠的A/O脫氮系統(tǒng)長期運行時氨氮去除率為80%以上，總氮去除率低于60%，系統(tǒng)中檢測到有大量未反應(yīng)的硝酸鹽氮。按照處理體系內(nèi)促進劑的濃度為25mg/L投加亞硝酸菌生長促進劑Ⅱ，操作條件為溫度30℃、pH8.0-8.8、溶解氧0.1-1.5mg/L，穩(wěn)定后總氮去除率始終在85%以上，亞硝化率可達80%以上，說明投加促進劑后總氮去除率明顯提高，并且將硝化反應(yīng)進程穩(wěn)定控制在亞硝酸階段。

實施例3某污水處理廠采用BAF工藝過程的控制

某污水處理廠在污水深度處理過程中，采用BAF工藝進行處理，平均進水氨氮濃度為75mg/L，COD濃度為150mg/L。處理后氨氮平均去除率為80%左右，按照處理體系內(nèi)促進劑的濃度為10mg/L投加亞硝酸菌生長促進劑Ⅲ，操作條件為溫度25℃、pH7.5-8.0、溶解氧1.0-2.0mg/L，運行一段時間后，亞硝化率提高到90%，同時氨氮去除率達90%以上。

實施例4

處理流程和工藝條件同實施例1，不同之處在于：在投加亞硝酸菌生長促進劑的同時按照0.02%的投加量向硝化過程中投加微生物菌劑A。運行3天后，亞硝化率提高到85%，同時氨氮去除率達90%以上。

實施例5

處理流程和工藝條件同實施例2，不同之處在于：在投加亞硝酸菌生長促進劑的同時按照0.01%的投加量向硝化過程中投加微生物菌劑B。穩(wěn)定后總氮去除率始終在90%以上，亞硝化率可達85%以上。