本發(fā)明屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種快速高效馴化短程硝化污泥的方法。
背景技術(shù)：
氨氮超標(biāo)所致的水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象在我國(guó)十分嚴(yán)重。在“十二五”期間，我國(guó)已將氨氮納入污染物總量控制體系，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，水體中氮素的脫除越來越受到人們的重視。
當(dāng)前污水中氮的去除主要以生物脫氮為主。針對(duì)傳統(tǒng)生物脫氮工藝效率低、能耗高、剩余污泥量大等缺點(diǎn)，近年來發(fā)展了短程硝化反硝化、厭氧氨氧化等一些列新型脫氮工藝。
相比于全程硝化反硝化工藝，短程硝化反硝化工藝通過淘汰nob和富集aob，實(shí)現(xiàn)廢水中的氨氮現(xiàn)氧化為no2-后直接被還原為n2，具有節(jié)約25％的供氧量、節(jié)約40％的反硝化碳源和污泥產(chǎn)量低等優(yōu)點(diǎn)。
使污泥中nob淘汰和aob得到富集是實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化的關(guān)鍵。aob和nob的氧半飽和常數(shù)分別為0.2～0.4mg/l和1.2～1.5mg/l，在30℃以上時(shí)aob的生長(zhǎng)速率大于nob。因此，傳統(tǒng)短程硝化污泥的馴化主要通過低溶解氧或高溫(30℃～35℃)的條件來淘汰nob。但存在以下問題：一方面高溫增加了能耗；另一方面通過單一因素(低溶解氧或高溫)來馴化短程硝化污泥需要很長(zhǎng)的時(shí)間，生物量也較低。
游離氨(fa)的濃度與水體中氨氮濃度、ph和溫度有直接關(guān)系。fa對(duì)nob的抑制濃度為0.1～1mg/l，對(duì)aob的抑制濃度為10～150mg/l。fernandezb研究表明，在高溶解氧條件下nob表現(xiàn)出對(duì)fa抑制更強(qiáng)的耐受能力。因此，通過低溶解氧聯(lián)合高fa馴化短程硝化污泥具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性且易于操作，不需要加熱，降低了能耗。
專利cn103787511a通過縮短污泥沉降時(shí)間實(shí)現(xiàn)短程硝化，該方法富集aob所需周期較長(zhǎng)(60～120d)，亞硝氮積累率較低。
專利cn104961233a利用溶解氧調(diào)節(jié)耦合間歇曝氣實(shí)現(xiàn)城市污水短程硝化，該方法僅靠溶解氧單一因素來馴化短程硝化污泥，啟動(dòng)周期較長(zhǎng)(60～90d)。
專利cn103708609a通過高fa和高do的條件淘洗出絮狀硝化污泥來培養(yǎng)亞硝化顆粒污泥，該方法所用亞硝化污泥需接種；且高do下抑制硝化反應(yīng)所需的fa更高，不利于處理低氨氮生活污水。
專利cn104163490a通過好氧饑餓的方法實(shí)現(xiàn)城市污水短程硝化，該方法不能全程維持較高生物量的短程硝化污泥，且“饑餓”條件可能引發(fā)絲狀菌膨脹。
專利cn105481087a短程硝化系統(tǒng)的快速啟動(dòng)方法中系統(tǒng)溫度需維持在30～35℃，增加了能耗。
專利cn103382053a通過污泥衰減實(shí)現(xiàn)了生活污水短程硝化啟動(dòng)，該方法難以高效富集出aob，且需加設(shè)污泥厭氧衰減池，增加了運(yùn)營(yíng)成本。
專利cn102173504a通過聯(lián)合fa和fna雙重抑制培養(yǎng)短程硝化污泥，該方法需要高濃度no2-和較低ph來實(shí)現(xiàn)fna的抑制，不適宜于低氨氮和高堿度的廢水處理。
專利cn105692874a通過將一種抗生素(羅紅素)投加至反應(yīng)器中啟動(dòng)半短程硝化工藝，該方法會(huì)造成環(huán)境中抗生素污染。
專利cn102417238a通過定期投加羥胺(抑制劑)培養(yǎng)短程硝化反硝化顆粒污泥，該方法中羥胺濃度過高會(huì)對(duì)aob造成影響從而不利于富集，且增加了工藝成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種快速高效馴化短程硝化污泥的方法。
首先通過強(qiáng)曝氣對(duì)aob和nob進(jìn)行快速富集，提升氨轉(zhuǎn)化速率；再降低曝氣在低溶解氧的條件下通過投加堿度維持游離氨在一定水平來快速抑制與淘汰nob，實(shí)現(xiàn)短程硝化污泥的馴化。包括以下步驟：
(1)將普通絮狀污泥接種于sbr中，接種體積為反應(yīng)器40～50％，接種后污泥濃度為3000～5000mg/l.
(2)控制sbr進(jìn)水cod和nh4+-n濃度分別為400～600mg/l和50～150mg/l，調(diào)整ph維持在7.0～7.5。
(3)控制sbr溶解氧為3～5mg/l，每天運(yùn)行2個(gè)周期，每個(gè)周期10～12h，每個(gè)周期進(jìn)水時(shí)間10min，曝氣時(shí)間9.5～11.5h，沉降時(shí)間10～20min?？稍?～5d內(nèi)實(shí)現(xiàn)氨氮快速轉(zhuǎn)化，得到富集aob和nob的全程硝化污泥。
(4)控制sbr進(jìn)水cod和nh4+-n濃度分別為400～600mg/l和150～250mg/l，調(diào)整ph維持在8.0～8.5，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器中游離氨濃度在一個(gè)相對(duì)較高的水平，同時(shí)維持溶解氧在較低的濃度范圍。每天運(yùn)行1個(gè)周期，每個(gè)周期20～24h，每個(gè)周期進(jìn)水時(shí)間10min，曝氣時(shí)間18～22h，沉降時(shí)間10～20min。運(yùn)行4～6d后可縮短曝氣時(shí)間為12～14h，可在2～4d內(nèi)實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽積累，得到富集aob的短程硝化污泥。
所述的sbr高徑比為2～4，采用上部進(jìn)水和底部曝氣盤曝氣，配有機(jī)械攪拌器實(shí)現(xiàn)泥水混合均勻，反應(yīng)器排水比為75％。
所述的氨氮快速轉(zhuǎn)化是指氨氮轉(zhuǎn)化速率在8～10mgn/(l.h)之上。
所述的高游離氨濃度水平約為5～25mg/l；低溶解氧濃度約為0.5～1.0
mg/l。
所述的亞硝氮積累是指sbr出水中亞硝酸鹽濃度占亞硝酸鹽和硝酸鹽濃度總和的90～95％。
本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)：
在低溶解氧條件下聯(lián)合高游離氨可以快速對(duì)nob進(jìn)行淘汰，具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，操作簡(jiǎn)便，獲得的生物量更高；無需加熱，降低了能耗。
主要通過投加堿度調(diào)控ph而非氨氮負(fù)荷來維持一定fa水平，同時(shí)適用于低濃度和高濃度氨氮水質(zhì)的短程硝化污泥馴化。
附圖說明
圖1是馴化短程硝化污泥所用sbr反應(yīng)器的示意圖：配水箱(1)；進(jìn)水泵(2)；機(jī)械攪拌器(3)；曝氣盤(4)；反應(yīng)器主體(5)；出水泵(6)；時(shí)間控制程序(7)；曝氣泵(8)；
具體實(shí)施方式
sbr內(nèi)徑150mm、高320mm，有效體積5l，反應(yīng)器排水比為75％。接種4.5l處理城市生活污水的好氧活性污泥到反應(yīng)器中，污泥濃度4500mg/l?？刂品磻?yīng)器進(jìn)水水質(zhì)為：垃圾焚燒滲瀝液原液(cod40000～50000mg/l)稀釋100倍后cod濃度400～500mg/l，總磷3～5mg/l，并含所需的微量元素。外加氯化銨控制氨氮濃度為100mg/l，外加碳酸鈉2.5～5.5g，控制ph為7.0～7.5。控制曝氣量為36l/h，測(cè)得反應(yīng)器內(nèi)平均溶解氧濃度為3.0mg/l。每個(gè)周期10h，包含進(jìn)水時(shí)間10min，曝氣時(shí)間10.5h，沉降時(shí)間20min，每天運(yùn)行2個(gè)周期，保持4d，氨氮去除率接近100％，亞硝氮積累率為0。隨后控制進(jìn)水氨氮為250mg/l，外加碳酸鈉8～12g，控制ph為8～8.5,控制曝氣量為9l/h，測(cè)得反應(yīng)器溶解氧濃度為0.5～0.8mg/l，每個(gè)周期22h，包含進(jìn)水時(shí)間10min，曝氣時(shí)間21.5h，沉降時(shí)間20min，每天運(yùn)行1個(gè)周期，保持4d，氨氮去除率從剛開始的50％到后來接近90％，縮短曝氣時(shí)間至14h，保持3d，亞硝氮積累率最終能達(dá)到95％。后續(xù)運(yùn)行結(jié)果表明，馴化出的短程硝化污泥可處理氨氮濃度在50～800mg/l的廢水，經(jīng)過150d的運(yùn)行，短程硝化性能始終穩(wěn)定。