一種處理高鹽廢水的厭氧氨氧化反應器運行方法

2023-05-28 06:34:06 1

一種處理高鹽廢水的厭氧氨氧化反應器運行方法
【專利摘要】本發明公開了一種處理高鹽廢水的厭氧氨氧化反應器運行方法，包括兩個步驟：鹽度快速馴化和厭氧氨氧化顆粒汙泥投加，連續三天出水亞硝氮濃度偏差小於10%或當天出水亞硝氮濃度小於10mg·L-1，向進水中添加NaCl以提升進水的鹽度，將完成鹽度快速馴化後的反應器繼續運行，當反應器出水連續三天亞硝氮濃度在100mg·L-1之上時，向厭氧氨氧化反應器內間歇投加厭氧氨氧化顆粒汙泥，實現緩解高鹽度對厭氧氨氧化菌的抑制；本發明通過鹽度快速馴化可以快速提升厭氧氨氧化系統對鹽度的耐受性，通過厭氧氨氧化顆粒汙泥投加，可有效緩解高鹽度對厭氧氨氧化菌的抑制，增加高鹽度環境下厭氧氨氧化反應器穩定性，提高反應器運行性能。
【專利說明】一種處理高鹽廢水的厭氧氨氧化反應器運行方法
(-)【技術領域】
[0001]本發明涉及處理高鹽廢水的厭氧氨氧化反應器運行方法。
(二)【背景技術】
[0002] 隨著生活水平和經濟水平的提高，人類對生態系統的影響日益加劇，甚至導致生態破壞。氮素汙染是其中具有代表性的問題之一，氮素在水體中積累會導致一系列水體危機暴發，最終危及到人類自身安全。
[0003]厭氧氨氧化作為新一代生物脫氮技術，既不需要額外投加電子供體，也不需要曝氣充氧，與其他技術相比具有低成本優勢。因此，厭氧氨氧化具有廣闊的應用前景。但是厭氨氧化技術也存在一些不足，例如廢水中含有高鹽度(大於20g I/1)時，厭氧氨氧化菌活性會受到抑制，從而導致整個厭氧氨氧化體系處理效能變差。
(三)
【發明內容】

[0004]本發明目的是克服厭氧氨氧化系統存在的上述缺陷，通過有效的鹽度快速馴化和厭氧氨氧化顆粒汙泥投加對厭氧氨氧化系統進行有效強化，提高反應器在高鹽度下的去除效率和穩定性。
[0005]本發明採用的技術方案是:
[0006]本發明提供一種處理高鹽廢水的厭氧氨氧化反應器運行方法，包括兩個步驟:鹽度快速馴化和厭氧氨氧化顆粒汙泥投加，具體為:(1)快速馴化:將厭氧氨氧化反應器置於20~40°C且避光恆溫室中，以不含鹽模擬廢水作為進水，進水量為140~280mg.L—1，水力停留時間為I~3h，維持反應器在恆定負荷下穩定運行3d以上，連續三天出水亞硝氮濃度偏差小於10%或當天出水亞硝氮濃度小於IOmg.L-1，向進水中添加NaCl以提升進水的鹽度，NaCl首次添加濃度為5~IOg.L—1，連續三天出水亞硝氮濃度偏差小於10%時提升進水中添加的NaCl濃度，提升幅度為5~IOg.L—1，當進水中NaCl濃度提升到25~35g.L—1即完成鹽度快速馴化；(2)顆粒汙泥投加:將步驟(1)完成鹽度快速馴化後的反應器繼續運行，當反應器出水連續三天亞硝氮濃度在IOOmg.L-1之上時，向厭氧氨氧化反應器內間歇投加厭氧氨氧化顆粒汙泥，汙泥添加時間間隔為12~48個水力停留時間，每次顆粒汙泥投加量與反應器內初始汙泥總質量比為1:100~300，反應器內初始汙泥總質量=反應器內初始汙泥濃度X反應器體積(優選每次投加顆粒汙泥的質量相同)，當反應器出水亞硝氮濃度低於70mg.I/1時停止厭氧氨氧化顆粒汙泥投加，實現緩解高鹽度對厭氧氨氧化菌的抑制；所述每次投加的厭氧氨氧化顆粒汙泥活性為10~20mg.TN.g—1.VSS.h—1，汙泥濃度為 10 ~20g.VSS.L-1 ；
[0007]所述模擬廢水成分為NaH2PO4IOmg.L—1, MgSO4.7H2058.6mg.L—1,CaCl2.2Η205.65mg.?Λ KHCO3Ig.?Λ ΝΗ:-Ν140 ~280mg.L-1 和 Ν02:Ν140 ~280mg.?ΛNH:-N和NO2--N濃度比為1:1~1.4，微量元素I和II分別為1.25ml.L-1 ；
[0008]所述微量元素I 組成為:EDTA5.0Og.?Λ FeS049.14g.L-1 ；[0009]所述微量元素II 組成為:EDTA15.0g.L-1ZnSO4.7H200.430g.L-1CoCl2.6H200.240g.I/1, MnCl2.4H200.990g.I/1, CuSO4.5H200.250g.L-1,NaMoO4.2H200.220g.L-1 NiCl2.6H200.2IOg.L-1 H3BO40.014g.L-1[0010]進一步，優選所述NaCl首次添加終濃度為IOg.L-1提升幅度為5g.L-1
[0011]進一步，優選所述汙泥投加時間間隔為12個水力停留時間。
[0012]進一步，優選所述每次顆粒汙泥投加量與反應器內初始汙泥總質量比為1:107 ；所述每次投加的厭氧氨氧化顆粒汙泥活性為18.63mg.TN.g—1.VSS.h—1，汙泥濃度為15g.VSS.L-1
[0013]與現有技術相比，本發明的有益效果主要體現在:本發明通過鹽度快速馴化可以快速提升厭氧氨氧化系統對鹽度的耐受性，通過厭氧氨氧化顆粒汙泥投加，可有效緩解高鹽度對厭氧氨氧化菌的抑制，增加高鹽度環境下厭氧氨氧化反應器穩定性，提高反應器運行性能。
(四)【具體實施方式】
[0014]下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，但本發明的保護範圍並不僅限於此:
[0015]實施例1
[0016]取已穩定運行的上流式厭氧汙泥床反應器(反應器體積1L，連續7d出水亞硝氮濃度偏差小於10%)進行處理高鹽廢水的厭氧氨氧化反應器運行試驗，在35°C避光條件下培養，以不含鹽模擬廢水作為進水，其成分如下:
[0017]NaH2PO4IOmg.?Λ MgSO4.7Η2058.6mg.L-1 CaCl2.2Η205.65mg.L-1 KHCO3Ig.L-1NH4+-N210mg.L-1和ΡΝ(ν-Ν210π^.ΙΛΝΗ4+_Ν與NO2^N濃度比為 1:1，微量元素 I 1.25ml.L-1微量元素II 1.25ml.L-1,微量元素I和微量元素II具體成分為:
[0018]微量元素I (g.L-1):EDTA5.00、FeS049.14。
[0019]微量元素II (g.I/1):EDTA15.0，ZnSO4.7Η200.430，CoCl2.6Η200.240，MnCl2.4Η200.990, CuSO4.5Η200.250, NaMoO4.2Η200.220, NiCl2.6Η200.210, H3BO40.014。
[0020] 所述試驗分兩個階段，分別為鹽度快速馴化階段和厭氧氨氧化顆粒汙泥投加階段。第一階段試驗進水量為210mg.L-1 NH4+-N和Ν02_-Ν濃度比為1:1，水力停留時間為2h，反應器氮去除負荷4.5kgN.m_3.cf1，初始NaCl投加濃度設置為IOg.L'反應器氮去除負荷隨著NaCl濃度的上升而下降，出水氨氮和亞硝氮濃度上升，平均氮去除負荷為3.71 ±0.63kg.N.m_3.cf1，平均出水氨氮和亞硝氮濃度分別為37.8±17.6mg.L-1和21.5±10.0mg.L-1,連續三天出水亞硝氮測定數據偏差小於10%後將進水鹽度調整為20g.L'鹽度升高，反應器氮去除負荷進一步降低至2.85±0.67kg.N.m_3.cf1，平均出水氨氮和亞硝氮濃度分別為70.6 ±28.8mg.I/1和53.7 ±22.4mg.I71,連續三天出水亞硝氮測定數據偏差小於10%後將進水鹽度調整為30g.L'平均出水氨氮和亞硝氮濃度分別為143 ±32.8mg.L-1和106 ±14.1mg.L-1並且出水亞硝氮保持在85mg.L-1之上，同時平均氮去除負荷降低到1.16±0.44kg.N.m-3.d-1。鑑於此結束厭氧氧化系統的鹽度快速馴化階段試驗並進入厭氧氨氧化顆粒汙泥投加階段試驗，反應器運行至第154天時氮去除負荷為0.63kg.N.m-3.d-1,出水氨氮和亞硝氮濃度分別為117mg.L—1和115mg.L—1。此外，另一平行對照反應器在進水鹽度30g.L-1時(鹽度提升幅度為5g NaCl.L—1)，平均氮去除負荷為1.53±0.46kg.Nm-3.cf1，平均出水氨氮和亞硝氮濃度分別為124.4±33.1mg.L—1和84.8 + 20.0mg.?Λ均優於實驗組反應器(鹽度提升幅度為IOg NaCl.Ι^)。這說明鹽度的提升幅度對厭氧氨氧化反應器性能有所影響，較小的提升幅度效果較優。
[0021]在第154天開始進入厭氧氨氧化顆粒汙泥投加階段，反應器內汙泥濃度為16g.L—1，反應器體積為1L，汙泥總量為16g，每天(12個水力停留時間)往反應器內投加IOmL高活性厭氧氨氧化顆粒汙泥，其活性為18.63mg.N.g—1.VSS.h—1，汙泥濃度為15g.L-1,汙泥質量為150mg。第一天投加後氮去除負荷從0.63kg.N.m_3.cf1上升到0.98kg.N.m_3.cf1，出水氨氮和亞硝氮濃度分別為117mg.L-1和83.8mg.L-1。連續厭氧氨氧化顆粒汙泥投加8天後(96個水力停留時間)，反應器氮去除負荷上升到
1.91kg.N.m_3.0-1，出水亞硝氮濃度為68.2mg.L_S結束厭氧氨氧化顆粒汙泥投加試驗。在厭氧氨氧化顆粒汙泥投加期間平均氮去除負荷為1.49±0.39kg.N.m_3.cf1，平均出水氨氮和亞硝氮濃度分別為97.2±25.5mg.L—1和90.0±5.79mg.L'這說明厭氧氨氧化顆粒汙泥投加能有效緩解高鹽度對厭氧氨氧 化菌的抑制作用，同時提高反應器在高鹽度下的運行性能。
【權利要求】
1.一種處理高鹽廢水的厭氧氨氧化反應器運行方法，其特徵在於所述方法為:(1)鹽度快速馴化:將厭氧氨氧化反應器置於20~40°C且避光恆溫室中，以不含鹽模擬廢水作為進水，進水量為140~280mg噸―1，水力停留時間為I~3h，維持反應器在恆定負荷下穩定運行3d以上，連續三天出水亞硝氮濃度偏差小於10%或當天出水亞硝氮濃度小於IOmg.L—1，向進水中添加NaCl以提升進水的鹽度，NaCl首次添加濃度為5~IOg.L—1，連續三天出水亞硝氮濃度偏差小於10%時提升進水中添加的NaCl濃度，提升幅度為5~IOg.L—1，當進水中NaCl濃度提升到25~35g.L-1即完成鹽度快速馴化；(2)厭氧氨氧化顆粒汙泥投加:將步驟(1)完成鹽度快速馴化後的反應器繼續運行，當反應器出水連續三天亞硝氮濃度在IOOmg.L-1之上時，向厭氧氨氧化反應器內間歇投加厭氧氨氧化顆粒汙泥，汙泥投加時間間隔為12~48個水力停留時間，每次顆粒汙泥投加量與反應器內初始汙泥總質量比為1:100~300，當反應器出水亞硝氮濃度低於70mg.L-1時停止厭氧氨氧化顆粒汙泥投加，實現緩解高鹽度對厭氧氨氧化菌的抑制；所述投加的厭氧氨氧化顆粒汙泥活性為10~20mg.TN.g 1.VSS.h S 汙泥濃度為 10 ~20g.VSS.L 1 ； 所述模擬廢水成分為=NaH2PO4IOmg.I/1, MgSO4.7H2058.6mg.L4,CaCl2.2Η205.65mg.?Λ KHCO3Ig.?Λ ΝΗ:-Ν140 ~280mg.L' Ν02、Ν140 ~280mg.?ΛNH:-N與NO2--N濃度比為1:1~1.4，微量元素I 1.25ml.L-1和微量元素II 1.25ml.L-1 ；
所述微量元素 I 組成為:EDTA5.0Og.L-1，FeS049.14g.L-1 ； 所述微量元素 II 組成為:EDTA15.0g.ΙΛ ZnSO4.7Η200.430g.?ΛCoCl2.6Η200.240g.I/1, MnCl2.4Η200.990g.I/1, CuSO4.5Η200.250g.I/1,NaMoO4.2Η200.220g.?Λ NiCl2.6Η200.2IOg.?Λ H3BO40.014g.L'
2.如權利要求1 所述處理高鹽廢水的厭氧氨氧化反應器運行方法，其特徵在於所述NaCl首次添加終濃度為IOg.L—1，提升幅度為5g.L'
3.如權利要求1所述處理高鹽廢水的厭氧氨氧化反應器運行方法，其特徵在於所述汙泥投加時間間隔為12個水力停留時間。
4.如權利要求1所述處理高鹽廢水的厭氧氨氧化反應器運行方法，其特徵在於所述每次顆粒汙泥投加量與反應器內初始汙泥總質量比為1:107 ;所述投加的厭氧氨氧化顆粒汙泥活性為 18.63mg.TN.g_1.VSS.IT1,汙泥濃度為 15g.VSS.L'
【文檔編號】C02F3/28GK103979678SQ201410095868
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2014年3月14日
【發明者】金仁村, 陳輝, 姬玉欣, 何麗玲, 劉安娜 申請人:杭州師範大學