一種低溫下sbr快速啟動亞硝化的方法
2023-07-03 04:50:16 1
專利名稱：一種低溫下sbr快速啟動亞硝化的方法
技術領域：
本發明屬於城市汙水處理與資源化領域。具體涉及利用低溫條件下SBR快速啟動亞硝化的方法
背景技術：
在我國，隨著工農業生產的發展和人民生活水平的提高，未經處理或未經適當處理的含氮廢水大量排放入江河，在一定條件下可使水體中溶解氧耗盡，影響魚類和其他水生動植物的生存，同時也促進藻類繁殖，造成了越來越嚴重的水體富營養化等問題。水體富營養化問題已成為影響水資源環境、制約經濟與社會可持續發展的重要因素。近年來，雖然我國汙水處理率不斷提高，但是由氮、磷汙染引起的水體富營養化問題不僅沒有徹底解決，更有不斷嚴重的趨勢，所以脫氮除磷問題已然成為汙水處理中的重要任務。在廢水脫氮除磷方面，傳統的生物脫氮方法(如A/0法、A2O法等)存在著水力停留時間長、基建運行費用高的問題，因此許多國家都加強了對生物脫氮除磷技術的研究。在生物脫氮除磷理論取得了新突破的基礎上，廢水生物脫氮除磷新技術也取得了快速的發展。以亞硝酸硝化反硝化技術和厭氧 氨氧化技術為標誌的諸多新型生物脫氮技術的先後問世，彌補了傳統硝化反硝化技術的缺陷，提高了脫氮效率，降低了廢水脫氮成本，在我國氮素汙染日趨嚴重以及治療費用不堪重負的雙重壓カ下，借鑑和應用這些科技成果，無疑具有重要的現實意義。諸多脫氮新技術中，實現穩定的亞硝化是各種技術的關鍵步驟。硝化反應是由氨氧化菌(AOB)和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)共同作用而完成的，AOB將氨氮氧化成亞氮，NOB將亞氮進ー步轉化成硝氮。因為兩種菌種的生長特性存在差異且適宜生存的條件也不同，故可通過控制反應條件來達到富集A0B，淘洗NOB的目的。國內外學者對亞硝化エ藝已經進行了大量的技術研究，且取得了一定的研究成果和實踐經驗，並對獲得亞硝化反應的控制因子和影響因素進行了分析。研究表明升溫可有效提高AOB和NOB的生長速率，因此高溫被視為實現和維持穩定短程硝化的重要條件。將生活汙水加熱到較高溫度需要消耗相當數量的能源，對於大型汙水處理廠，具體實施的難度以及増加的能耗均不容輕視。特別是在北方城市冬季溫度汙水維持在11_16°C，是阻礙亞硝化工藝實現工程化的一大瓶頸。因此探求在低溫條件下亞硝化的快速啟動以及各種基質濃度下的穩定運行對於短程硝化脫氮エ藝廣泛應用於工程實踐具有重要意義。
發明內容
本發明的目的在於提供ー種低溫下SBR實現硝化汙泥的快速啟動亞硝化的方法。本發明提供ー種低溫下硝化汙泥實現亞硝化快速啟動的方法，其特徵在於將汙水處理廠硝化汙泥接種到SBR反應器中，在11-15. 5°C下運行，進水氨氮濃度為250± 15mg/L,控制曝氣量使溶解氧在3_5mg/L,通過控制曝氣時間將氨氮氧化為初始氨氮濃度的20-50% ;維持此條件運行，計算出水亞硝化率即反應積累的亞硝酸鹽與積累的亞硝酸鹽與硝酸鹽之和的比值；待亞硝化率達到90%以上，一直穩定運行7天以上，即成功啟動低溫下的亞硝化。本發明所提供的亞硝化快速啟動的方法，是利用進出水的高游離氨對NOB的抑制並利用環境低溫誘導AOB逐漸適應這一策略，以序批式生物反應器(SBR)方式來實現亞硝化的快速啟動。與傳統方法相比，本發明的優勢在於第一，所適宜溫度更低(11-15. 50C )，實現了亞硝化的快速啟動(12天)。第二，低溫啟動後，後期的水質廣泛，在中、低兩種進水氨氮濃度內都能實現亞硝化的穩定運行。第三，本方法簡單、快捷、方便，利於操作。以下結合具體實施方式
對本發明作進ー步描述，但本發明的保護範圍並不局限於此。
圖1是本發明高氨氮啟動階段反應器運行效果圖。圖2是本發明中氨氮(150±1511^/し)和低氨氮(50±511^/し)濃度穩定階段反應器運行效果圖。
具體實施例方式具體步驟如下步驟1:反應器搭建反應器採用SBR反應器，反應器裝有曝氣裝置，可以通過調節曝氣量來控制反應器廢水中的溶解氧濃度。反應器設置簡單的自動控制裝置，實現自動進水、反應、沉澱、排水流程。步驟2 :接種汙泥接種汙水處理廠硝化汙泥，置於SBR反應器中，在低溫(11-15. 5°C)條件下，通入模擬汙水(氨氮濃度250±15mg/L)，開始曝氣，控制曝氣量使溶解氧在5. 00mg/L以下，連續曝氣24小吋，此步驟g在讓接種汙泥適應新環境不計入周期數。適應結束後，採用連續曝氣，每隔30min取樣一次，連續取樣測定三氮濃度直到氨氮濃度為初始濃度的50%，此時間確定曝氣時間與氨氮消耗關係。步驟3 :確定反應時間後，繼續控制溶解氧在5.00mg/L以下，進水氨氮濃度250±15mg/L，控制曝氣時間，將氨氮氧化初始氨氮濃度的50%以下。監測每日進出水的氨氮、亞氮、硝氮、計算亞硝化率，即出水亞硝酸鹽氮/ (出水亞硝酸鹽氮+出水硝酸鹽氮)。保持此策略持續運行12天12個周期亞硝化率達到90%以上。繼續保持此策略運行7個周期以上，亞硝化率一直維持在90%以上，標誌著亞硝化啟動成功。試驗以模擬汙水為基礎用水，具體水質如下啟動階段NH4+-N=150±15mg/L，pH=7. 90 8. 20，溫度為 11-15. 5°C。中氨氮濃度穩定階段NH4+-N=150±15mg/L，pH=7. 70 8. 00，溫度為 11-15. 5°C。
低氨氮濃度穩定階段NH4+-N=50±5mg/L，pH=7. 70 8. 00，溫度為 11-15. 5°C。具體處理如下實施例1啟動階段以及第一氨氮濃a度穩定運行階段參見圖1本發明反應器接種汙泥來自北京市A汙水處理廠硝化汙泥，在低溫(11-15. 5°C)條件下，採用模擬汙水，進水氨氮濃度250±15mg/L。接種後經過連續曝氣24小時的適應並通過周期實驗確定曝氣時間與氨氮消耗濃度的關係。每個周期控制曝氣量使溶解氧在3-5. OOmg/し控制曝氣時間將氨氮氧化初始氨氮濃度的20-50%。本方法利用高濃度的進出水游離氨抑制N0B，並利用低溫環境誘導AOB逐漸適應。從而實現淘洗NOB並成功實現AOB在低溫下的快速富集。採用此策略運行，使得汙泥的初始亞硝化率即達到39%，在12個周期內，亞硝化率持續上升達到了 90%，並在以後的7個周期內一直穩定維持在90%以上。實現了對硝化汙泥的快速啟動。中、低氨氮濃度穩定運行階段參見圖2將進水氨氮濃度降到150±15mg/L，保持以上運行策略，調整曝氣時間使氨氮氧化初始氨氮濃度的90%以上。在第(36-52)個周期內，亞硝化率一直穩定維持在90%以上，說明此種方式啟動的亞硝化能直接適應中氨氮濃度進水，並能維持穩定運行。將進水氨氮濃度降到50±5mg/L，保持以上運行策略，調整曝氣時間使氨氮氧化初始氨氮濃度的90%以上。在第(53-68)個周期內，亞硝化率仍能維持在90%以上，說明此種方式啟動的亞硝化能直接適應低氨氮濃度進水，並能維持穩定運行。綜上實例表明此種策略下低溫啟動的亞硝化成功 實現了低溫下中、低進水氨氮濃度的穩定運行。
權利要求
1.ー種低溫下SBR快速啟動亞硝化的方法，其特徵在於 將汙水處理廠硝化汙泥接種到SBR反應器中，在11-15. 5°C下運行，進水氨氮濃度為250± 15mg/L,控制曝氣量使溶解氧在3_5mg/L,通過控制曝氣時間將氨氮氧化為初始氨氮濃度的20-50% ;維持此條件運行，計算出水亞硝化率即反應積累的亞硝酸鹽與積累的亞硝酸鹽與硝酸鹽之和的比值；待亞硝化率達到90%以上，一直穩定運行7天以上，即成功啟動低溫下的亞硝化。
全文摘要
一種低溫下SBR快速啟動亞硝化的方法屬於城市汙水處理與資源化領域。其特徵在於將汙水處理廠硝化汙泥接種到SBR反應器中，在11-15.5℃下運行，進水氨氮濃度為250±15mg/L，控制曝氣量使溶解氧在3-5mg/L，通過控制曝氣時間將氨氮氧化為初始氨氮濃度的20-50%；維持此條件運行，計算出水亞硝化率即反應積累的亞硝酸鹽與積累的亞硝酸鹽與硝酸鹽之和的比值；待亞硝化率達到90%以上，一直穩定運行7天以上，即成功啟動低溫下的亞硝化。將進水氨氮濃度調整為中氨氮濃度150±15mg/L，亞硝化率一直在90%以上。進一步將進水氨氮濃度調整為低氨氮濃度50±5mg/L，亞硝化率仍維持在90%以上。本發明解決了低溫條件下亞硝化啟動較慢的問題。
文檔編號C02F101/16GK103058364SQ20131000501
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月7日 優先權日2013年1月7日
發明者李冬, 張功良, 蘇東霞, 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, 範丹, 羅亞紅, 曾輝平, 張 傑 申請人:北京工業大學