提升厭氧氨氧化反應(yīng)器處理含銅廢水脫氮性能的運(yùn)行方法
【專利說明】
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種提升厭氧氨氧化反應(yīng)器處理含銅廢水脫氮性能的運(yùn)行方法。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]盡管微量的重金屬普遍存在于生物體內(nèi)，且常常是生物酶的必需成分，但是過量的重金屬對(duì)微生物的活性和生長具有抑制甚至毒害作用，厭氧氨氧化作為一種新型生物脫氮工藝，其中擔(dān)任主要使命的厭氧氨氧化菌也不例外，受廢水中的重金屬影響可能導(dǎo)致工藝的出水水質(zhì)急劇惡化，脫氮效率下降，甚至菌體解體死亡，工藝運(yùn)行失敗。
[0003]工業(yè)廢水和市政污泥中常含有重金屬Cu (II)，一些高氨氮廢水如垃圾填埋滲濾液和冶金廢水也被發(fā)現(xiàn)含有高濃度的Cu(II)，重金屬廢水中含有的N1、Cd等，還會(huì)與氨氮生成穩(wěn)定的金屬絡(luò)合離子，為其處理增添困難。因而將含重金屬的廢水進(jìn)行單獨(dú)預(yù)處理后再與其他生產(chǎn)廢水混合進(jìn)行下一步處理，這是目前廣泛采用的處理方法。首先預(yù)處理裝置本身耗材又占據(jù)空間，其次，需投加重捕劑，增加了處理成本。因此，若能開發(fā)新的厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行策略，提升反應(yīng)器處理此類廢水的脫氮性能，則有望突破此瓶頸。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為消除重金屬Cu(II)對(duì)厭氧氨氧化污泥的不利影響，通過調(diào)控進(jìn)水Cu(II)的濃度來增強(qiáng)厭氧氨氧化污泥對(duì)Cu(II)的耐受性，提高了厭氧氨氧化反應(yīng)器處理含Cu(II)廢水時(shí)的去除效率和穩(wěn)定性，并可提供一種耐低濃度Cu(II)的厭氧氨氧化污泥的培養(yǎng)方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種提升厭氧氨氧化反應(yīng)器處理含銅廢水脫氮性能的運(yùn)行方法，其特征在于所述方法為:采用升流式厭氧氨氧化生物反應(yīng)器；以厭氧氨氧化顆粒污泥為接種污泥，進(jìn)水中以氨氮和亞硝氮為進(jìn)水基質(zhì)，進(jìn)水中加入Cu (II)，并加入維持微生物生長的無機(jī)鹽緩沖液和微量元素，在厭氧、避光、溫度為35 ± I °C的恒溫室、進(jìn)水pH為8.0?8.4的條件下，通過控制反應(yīng)器中的氮容積負(fù)荷和向進(jìn)水中加入的Cu(II)的量分階段運(yùn)行:第一階段所述的反應(yīng)器在氮容積負(fù)荷為15?20kg N Hi3Cl1,向進(jìn)水中加入Cu (II)，使其終濃度為5?6mgL 1對(duì)污泥進(jìn)行耐受性處理，運(yùn)行15?20天，其間當(dāng)反應(yīng)器氮去除負(fù)荷降至1kg N m 3Cl1以下時(shí)，通過降低進(jìn)水基質(zhì)濃度至NH4+-N 70mg L \ NO2 -N 70mg L NH/-N和NO2-N之比仍為1:1，將反應(yīng)器氮容積負(fù)荷降至2?5kg N Hi3Cl1;第二階段保持第一階段末反應(yīng)器的氮容積負(fù)荷不變，降低進(jìn)水中Cu(II)的加入量使Cu(II)濃度為0.3?0.5mg L \短暫運(yùn)行5?10天；第三階段在進(jìn)水中氮容積負(fù)荷為2?1kg N m3d 1的條件下進(jìn)行恢復(fù)運(yùn)行，再逐步提升反應(yīng)器中的氮容積負(fù)荷，直至反應(yīng)器的氮容積負(fù)荷恢復(fù)初始狀態(tài)15?20kg NHi3Cl1;第四階段在反應(yīng)器中的氮容積負(fù)荷為15?20kg N m 3d 1的情況下，從O逐步提升進(jìn)水中Cu(II)的濃度，每次提升進(jìn)水中Cu(II)的濃度梯度為0.5?1.0mgL \每次提升后反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行3?5天即可繼續(xù)提升，直至反應(yīng)器能在進(jìn)水含5?6mg L 1Cu(II)濃度下維持穩(wěn)定運(yùn)行。其中，所述的升流式厭氧氨氧化顆粒污泥反應(yīng)器平均氮去除速率為15?20kgN m3d %所述的模擬廢水中氨氮濃度為70?280mgL \亞硝氮的濃度為70?280mgL 所述的反應(yīng)器中的污泥初始濃度為12?30gL 1O
[0007]進(jìn)一步，進(jìn)水中加入的無機(jī)鹽緩沖液，相當(dāng)于在進(jìn)水中無機(jī)鹽緩沖液各組份終濃度組成如下:KH2P048 ?1mgL 1AaCl2.2Η20 5 ?6mgL 1^MgSO4.2Η20 290 ?31OmgL 1^KHCO31240?1260mgL \溶劑為水。
[0008]再進(jìn)一步，所述的進(jìn)水中添加微量元素包括加入微量元素I配制液1.00?1.25H11L1和微量元素II配制液1.00?1.25ml L S微量元素I配制液的具體成分為EDTA 5.0?6.0gL \ FeSO4 9.1?9.2gL S微量元素II配制液的具體成分為EDTA 15.0?16.0gL \ ZnSO4.7Η200.40 ?0.45gL \ CoCl2.6H20 0.20 ?0.25gL \ MnCl2.4H20 0.95 ?1.0OgL 1^CuSO4.5Η20 0.20 ?0.25gL 1^NaMoO4.2Η20 0.20 ?0.25gL 1^NiCl2.6Η20 0.20 ?0.25gL \ H3BO40.010?0.015gL 1O其中微量元素II配制液中的CuSO4.5H20不計(jì)入進(jìn)水中添加的Cu(II)的加入量。
[0009]再進(jìn)一步，所述本發(fā)明推薦進(jìn)水中NH/-N和NO2 -N的物質(zhì)的量之比為1:1。
[0010]具體的，本發(fā)明所述進(jìn)水中Cu(II)的加入通過加入CuCl2.2Η20或CuSO4.5Η20或它們的混合物來實(shí)現(xiàn)。
[0011]在厭氧氨氧化系統(tǒng)中，污泥沉降性能變差是導(dǎo)致工藝脫氮性能惡化的主要因素之一。本發(fā)明利用了重金屬能刺激污泥胞外聚合物的產(chǎn)生以及促進(jìn)污泥成分聚集的作用，在污泥活性受到短期抑制后的恢復(fù)期內(nèi)，配合調(diào)節(jié)反應(yīng)器的氮容積負(fù)荷，最終達(dá)到改善污泥沉降性能的目的。此外，在運(yùn)行的第一階段短期輸入較高濃度的Cu(II)至關(guān)重要，其主要作用是刺激微生物產(chǎn)生大量胞外聚合物以抵御后期運(yùn)行中蓄積的Cu(II)向胞內(nèi)的滲透和長期毒害，保證細(xì)胞維持一定的活性，再配合不同階段氮容積負(fù)荷的控制，使厭氧氨氧化污泥適應(yīng)處理含一定Cu(II)濃度的廢水的同時(shí)，維持較高的反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定性。
[0012]本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:不僅提供了一種處理含Cu(II)廢水的反應(yīng)器性能提升策略；由于厭氧氨氧化菌對(duì)銅非常敏感，進(jìn)水含5mgL 1銅就已經(jīng)能夠使反應(yīng)器內(nèi)的污泥解體死亡，本發(fā)明還有效提升了反應(yīng)器抵抗含銅廢水不利影響的能力，提供了一種耐受Cu(II)的污泥馴化方法。
(四)
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此:
[0014]實(shí)施例:
[0015]取平均氮去除率為15.6kg N m3d 1的某高效厭氧氨氧化反應(yīng)器中的顆粒污泥，將IL該污泥接種于有效體積1.5L的升流式厭氧污泥床反應(yīng)器中。該反應(yīng)器初始污泥濃度為16.7gL \進(jìn)水pH為8.29±0.15，反應(yīng)器置于35± 1°C且厭氧避光的恒溫室中穩(wěn)定運(yùn)行16天后，氮容積負(fù)荷穩(wěn)定在16.0kg N m 3d 1左右，污泥活性為297.6mg N g 1VSS d、
[0016]以模擬廢水為進(jìn)水基質(zhì)，加入維持微生物生長的無機(jī)鹽緩沖液和微量元素，通過控制反應(yīng)器中的氮容積負(fù)荷和向進(jìn)水中加入的Cu(II)(本實(shí)施例加入CuCl2.2Η20)的量分階段運(yùn)行。其中(NH4)2S(V^ NaNO 2按1:2物質(zhì)的量之比按各階段所需量進(jìn)行添加。進(jìn)水中無機(jī)鹽緩沖液各組份的終濃度為=KH2PO4 1mg L、CaCl2.2H20 5.6mg L \ MgSO4.2H20300mg L \ KHCO3 1250mg L1。
[0017]所述的進(jìn)水添加微量元素I配制液1.25mlL 1和微量元素II配制液1.25mlL \微量元素I配制液及和微量元素II配制液具體成分為:
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