一種利用高fa的亞硝化顆粒汙泥恢復方法
2023-05-26 23:09:01 1
一種利用高fa的亞硝化顆粒汙泥恢復方法
【專利摘要】一種利用高FA的亞硝化顆粒汙泥恢復方法屬於城市生活汙水處理與資源化領域。本發明是在常溫條件下，以生活汙水為基礎用水，通過控制進水的氨氮質量濃度和曝氣時間來實現亞硝化顆粒汙泥的恢復，其特點在於能夠將顆粒汙泥的亞硝化性能在短時間內得到恢復。進出水FA分別為6-8mg/L和1-2mg/L來實現亞硝化顆粒汙泥的恢復。由於游離氨(free?ammonia,FA)對亞硝酸鹽氧化菌(nitrite?oxidizing?bacteria,NOB)和氨氧化菌(ammonia?oxidizing?bacteria,AOB)產生抑制作用的濃度為0.1-1.0mg/L和10-150mg/L，當FA濃度達到6mg/L時就可完全抑制NOB的生長。因此，通過控制進出水FA來實現亞硝化顆粒汙泥的恢復。
【專利說明】—種利用高FA的亞硝化顆粒汙泥恢復方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於城市生活汙水處理與資源化領域，具體涉及亞硝化顆粒汙泥的恢復方法。
【背景技術】
[0002]氮是維持生態系統營養物質循環的一種重要的元素，然而由於人類活動對自然生態系統中氮循環的幹擾和破壞，使之成為引起水質惡化、生物多樣性降低和生態系統失衡的主要原因之一，嚴重影響了人類正常生產生活。
[0003]隨著我國工業化進程的加快，自然環境尤其是水環境遭到了較嚴重的破壞，從上世紀八十年代開始，國家加快了對水環境治理的步伐，汙水處理有了較大提高，然而水體汙染問題仍然沒有得到徹底的解決，湖泊水庫的富營養化問題仍然較為突出。[0004]目前，汙水廠脫氮採用的硝化反硝化的傳統工藝或改良的工藝並後續處理深度處理工藝都已不能滿足日益嚴格的排放標準。近年來，國內外學者加強了對新型生物脫氮的理論和技術的研究，出現了一大批汙水生物脫氮的新思路、新理論和新工藝，如同時硝化反硝化技術、亞硝化反硝化技術、亞硝化-厭氧氨氧化技術等。其中厭氧氨氧化是目前發現的最為簡捷、經濟與高效的生物脫氮途徑。該工藝進水要求Ν0-Ν/ΝΗ-Ν為1.32:1左右，而亞硝化作為厭氧氨氧化的前體工藝，為厭氧氨氧化提供進水基質。
[0005]在實際研究中存在亞硝化汙泥難以持留及增長、抗衝擊負荷能力差、長期運行容易失穩轉向全程硝化等問題。而顆粒汙泥因其突出的沉降性能和結構上的氧傳質特點，利於形成高效穩定的亞硝化體系。然而由於顆粒汙泥的這種特殊AOB膜結構的亞硝化顆粒汙泥，一旦失穩，系統將更難恢復。由於游離氨(free ammonia，FA)對亞硝酸鹽氧化菌(nitrite oxidizing bacteria, NOB)和氨氧化菌(ammonia oxidizing bacteria, Α0Β)產生抑制作用的濃度為0.1-1.0mg/L和10-150mg/L，當FA濃度達到6mg/L時就可完全抑制NOB的生長。因此利用進出水的高FA可以抑制NOB的增殖，從而得到亞硝化顆粒汙泥的恢復。
【發明內容】
[0006]本發明目的在於提供亞硝化顆粒汙泥的恢復方法。
[0007]本發明是在常溫條件下，以生活汙水為基礎用水，通過控制進水的氨氮質量濃度和曝氣時間來實現亞硝化顆粒汙泥的恢復，其特點在於能夠將顆粒汙泥的亞硝化性能在短時間內得到恢復。所述方法包括以下步驟:
[0008]I)在生活汙水中投加氨氮和碳酸氫鈉，使進水FA為6_8mg/L，，鹼度以CaC03計質量濃度為氨氮質量濃度的8-10倍，控制曝氣時間為1-1.5h，使得氨氮的氧化率保持在58%-62%，出水FA控制在l_2mg/L，並且通過控制曝氣量2L/min，使溶解氧在7_8mg/L。在進出水FA分別為6-8mg/L和l_2mg/L的狀態下運行，而亞硝化率逐漸提高，最終維持在90%-100%，隨後通過延長曝氣時間到2-2.5h，控制氨氮的氧化率在80%-85%，出水FA在0.l-0.5mg/L，運行一周以上，亞硝化率仍能維持在90%-100%，即亞硝化率得到恢復。 [0009]2)以生活汙水為進水，進水FA為l_2mg/L，控制曝氣時間為1_1.25h，氨氮的氧化率保持在80%-85%，出水FA為0.1-0.5mg/L,並且通過控制曝氣量為2L/min，使溶解氧維持在7-8mg/L，持續運行一周以上，得到顆粒汙泥的亞硝化率始終維持在98%-100%。最終亞硝化顆粒汙泥的恢復成功。
[0010]與現有啟動亞硝化顆粒汙泥方法相比，本發明具有以下有益效果:
[0011]I)本發明的方法恢復時間短，恢復的效果好，在短期內就能恢復，並且亞硝化率可以達到98%以上；
[0012]2)本發明的方法簡單，只需在生活汙水中投加一定量的氨氮，控制出水的FA即可完成亞硝化的恢復；
[0013]3)本發明的方法應用方便，可適用於工程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是亞硝化破壞階段。
[0015]圖2是亞硝化恢復階段。
[0016]圖3是亞硝化穩定階段。
【具體實施方式】
[0017]實施例1:
[0018]試驗米用內徑為8cm,外徑為19cm,總高度為100cm,有效高度為80cm的SBR反應器為實驗裝置，底部加微孔曝氣，高徑比為10，在室溫條件下，溫度一般在25±1°C。反應器每個周期的運行方式為進水、曝氣、沉澱、排水。
[0019]0-21天為亞硝化顆粒汙泥的破壞階段，接種實驗室培養好的亞硝化顆粒汙泥於SBR中，以生活汙水為進水，進水NH4+-N為51-58mg/L，C0D為240_284mg/L，鹼度以CaCO3計為385-415mg/L。其中，進水Imin，曝氣時間為3_5h，曝氣量為2L/min，沉澱時間為4min，排水2min。期間，通過調節每個周期的曝氣時間來控制出水氨氮的濃度，使顆粒汙泥逐漸轉向全程硝化。在經過21天，42個周期的延時曝氣後，亞硝化率逐漸降低，最後一直降到幾近為零。亞硝化顆粒汙泥得到破壞，亞硝化破壞階段如圖1 ;
[0020]21-51天為亞硝化顆粒汙泥的恢復階段，在生活汙水中投加氨氮和碳酸氫鈉，使進水氨氮濃度為120-140mg/L，鹼度以CaCO3計濃度為氨氮濃度的8_10倍，控制氨氮氧化率在60%左右，出水氨氮為40-60mg/L，曝氣量在2L/min，亞硝化率開始恢復。當反應運行24天後，亞硝化率恢復為90%左右。隨後增大氨氧化率，使得氨氧化率維持在80%左右，出水氨氮在20-30mg/L，運行一周，而亞硝化率仍能在維持在90%以上，亞硝化徹底得以恢復，亞硝化恢復階段如圖2 ；
[0021]51-58天為亞硝化顆粒汙泥的穩定階段，以生活汙水為進水，進水NH4+-N為51-58mg/L,C0D 為 240_284mg/L，鹼度以 CaCO3 計為 385_415mg/L，控制曝氣量為 2L/min，氨氧化率在80%以上，出水氨氮在8-14mg/L。穩定運行一周後，亞硝化率基本都在98%以上，亞硝化得以穩定，亞硝化穩定階段如圖3。
【權利要求】
1.一種利用高FA的亞硝化顆粒汙泥恢復方法，其特徵在於包括以下步驟: 1)在生活汙水中投加氨氮和碳酸氫鈉，使進水FA為6-8mg/L，鹼度以CaCO3計質量濃度為氨氮質量濃度的8-10倍，控制曝氣時間為1-1.5h，使得氨氮的氧化率保持在58%-62%，出水FA控制在l-2mg/L，並且通過控制曝氣量2L/min，使溶解氧在7_8mg/L ;在進出水FA分別為6-8mg/L和l-2mg/L的狀態下運行,而亞硝化率逐漸提高,最終維持在90%_100%，隨後通過延長曝氣時間到2-2.5h，控制氨氮的氧化率在80%-85%，出水FA在0.1-0.5mg/L，運行一周以上，亞硝化率仍能維持在90%-100%，即亞硝化率得到恢復； 2)以生活汙水為進水，進水FA為l-2mg/L，控制曝氣時間為1_1.25h，氨氮的氧化率保持在80%-85%，出水FA為0.1-0.5mg/L,並且通過控制曝氣量為2L/min，使溶解氧維持在7-8mg/L,持續運行一周以上，得到顆粒汙泥的亞硝化率始終維持在98%-100%，即亞硝化顆粒汙泥的恢復成功。
【文檔編號】C02F3/12GK103539258SQ201310477500
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年10月14日
【發明者】李冬, 張翠丹, 王斌, 梁瑜海, 楊胤, 何永平, 張玉龍, 吳青, 周元正, 蘇慶嶺, 門絢, 範丹, 姜沙沙, 王朗, 梁雨雯, 楊傑, 衛家駒, 張金庫, 路健, 曾輝平, 張 傑 申請人:北京工業大學