一種上流式填料床反應器快速啟動厭氧氨氧化的方法
2023-10-18 17:53:04 1
專利名稱：一種上流式填料床反應器快速啟動厭氧氨氧化的方法
技術領域：
本發明涉及一種上流式填料床反應器快速啟動厭氧氨氧化的方法，屬於快速啟動厭氧氨氧化的方法技術領域。
背景技術：
隨著工農業的發展和人們生活水平的提高，氮素的汙染日益嚴重，已成為水環境汙染的主要因素之一。許多國家對廢水排放標準中氨氮及總氮的要求日益嚴格，生物脫氮以其運行投資費用低、二次汙染小等優勢受到各國研究者的重視。但傳統的硝化-反硝化工藝硝化段能耗巨大，且反硝化段碳源需求量高。而目前存在大量高NH4+-N、低C/N的廢水 如垃圾滲濾液、汙泥消化上清液、豬場廢水等，反硝化段碳源不足成為以上廢水處理過程中所面臨的最大問題。由此，一種新型、高效、低成本的汙水生物自養脫氮新工藝-厭氧氨氧化 (ANAMMOX,ANaerobic AMMonia OXidation)技術應運而生。厭氧氨氧化是由厭氧氨氧化菌以氨氮為電子供體，亞硝酸鹽氮為電子受體，生成氮氣的生物反應，在厭氧氨氧化過程中， 氨氮的氧化無需02，亞硝酸鹽氮的還原無需有機物，是目前廢水生物脫氮領域內最經濟、 最簡潔的工藝。厭氧氨氧化菌屬於革蘭氏陰性菌，在電子顯微鏡下發現細胞內具有分式結構，並且細胞表面均勻分布著火山口狀結構的凹陷，它屬於分支很深的Planctomycetes 細菌，目前已確定了三個屬的自養厭氧氨氧化細菌=Brocadia屬，包括B. anammoxidans 禾口 B. fulgida ；Kuenenia 屬，包括 K. stuttgartiensis ；Scalindua 屬，包括 S. wagneri、 S. brodae和S. sorokinii.厭氧氨氧化菌生長繁殖速度非常緩慢，其最大比增長速率為 0. 0027/h，倍增時間長達lld，這就導致厭氧氨氧化菌培養富集時間長，啟動速度緩慢，平均為100 150d，這也是厭氧氨氧化工藝規模化應用中的瓶頸問題，限制了該工藝在廢水脫氮處理領域的應用。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有厭氧氨氧化工藝啟動速度慢的問題，進而提供一種上流式填料床反應器快速啟動厭氧氨氧化的方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的採用上流式填料床作為反應器，所述反應器內設有反應區和沉澱區，選取比表面積大、密度與水相近、不易堵塞的懸浮填料作為應填料，將厭氧氨氧化汙泥與垃圾填埋場滲濾液處理工藝中的MBR池活性汙泥進行混合接種，採用帶有溫控系統的自控溫加熱帶控制反應區溫度為32 士 1°C ；採用人工合成廢水，廢水組分包括NH4HC03、NaNO2和KH2PO4，並同時投加微量元素 I (g/L) =EDTA 5 和 FeS045 ；微量元素 II (g/L) =EDTA 15，H3BO4O. 014，MnCl2 · 4H20 0. 99， CuSO4 ·5Η20 0. 25，ZnSO4 ·7Η20 0. 43，NiCl2 ·6Η20 0. 19, NaSeO4 · IOH2O 0· 21 和 NaMoO4 ·2Η20 0. 22 ；投加量均為lml/L ；
通過添加Na2CO3調節進水pH值為7. 6 士 0. 1。本發明與現有的厭氧氨氧化工藝啟動方法相比，具有以下優點本發明採用厭氧氨氧化汙泥與垃圾填埋場滲濾液處理工藝的MBR池活性汙泥混合接種，厭氧氨氧化汙泥在進行厭氧氨氧化過程中所產生的胼促進了 MBR池活性汙泥的馴化，縮短了馴化時間，加快了啟動速度；本發明採用了上流式填料床反應器形式，懸浮填料的投加有利於絮狀汙泥在反應器內的持留，保證了反應器內的生物量，有利於厭氧氨氧化工藝的快速啟動。本發明實現了在具有少量厭氧氨氧化汙泥源的基礎上，厭氧氨氧化工藝快速啟動及厭氧氨氧化工藝的快速規模化，為該工藝規模化應用奠定良好的基礎。
具體實施例方式下面將對本發明做進一步的詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本發明的保護範圍不限於下述實施例。本實施例所涉及的一種上流式填料床反應器快速啟動厭氧氨氧化的方法一、反應器的搭建採用上流式填料床反應器，反應器內設有反應區和沉澱區；二、填料的選取選取比表面積大、密度與水相近(略大於水)、不易堵塞的懸浮填料；三、接種汙泥的選擇採用厭氧氨氧化汙泥與垃圾填埋場滲濾液處理工藝中MBR 池活性汙泥混合接種；四、採用帶有溫控系統的自控溫加熱帶控制反應區溫度為32士 1°C ；五、採用人工合成廢水，廢水組分包括NH4HC03、NaNO2和KH2PO4，並同時投加微量元素 I (g/L) =EDTA 5 和 FeS045,投加量 lml/L ；微量元素 II (g/L) :EDTA15，H3BO4 0. 014， MnCl2 · 4H20 0. 99，CuSO4 · 5H20 0. 25，ZnSO4 · 7H20 0. 43，NiCl2 · 6H20 0. 19，NaSeO4 · IOH2O 0. 21 和 NaMoO4 · 2H20 0. 22，投加量 lml/L ；六、通過添加Na2CO3調節進水pH值為7. 6 士0. 1即可。所述反應區內投加懸浮填料，沉澱區內設置三相分離器，系統密閉，出水管及排氣管通過各自的水封裝置。所述混合接種厭氧氨氧化汙泥與垃圾填埋場滲濾液處理車間A2/0-MBR工藝中MBR 池汙泥，採取分層接種的方式厭氧氨氧化汙泥佔接種汙泥總量的1/4 1/2，置於反應器底部；垃圾填埋場滲濾液處理工藝中MBR池活性汙泥佔接種汙泥總量的1/2 3/4，置於厭氧氨氧化汙泥之上。所述填料與汙泥均勻接種，填料投加量佔反應器體積的40% 50%，汙泥投加量為反應器有效容積的40% 50%。所述的帶有溫控系統的自控溫加熱帶，纏繞於反應器外壁，通過帶探頭的感應器感知反應器內水溫，當水溫低於31°C時，加熱帶自動加熱，當反應器內水溫高於33°C時，加熱帶停止加熱。本發明接種汙泥包括厭氧氨氧化汙泥與垃圾填埋場滲濾液處理工藝中MBR池活性汙泥。其中厭氧氨氧化汙泥呈紅色絮狀，具有較高的厭氧氨氧化活性；垃圾填埋場滲濾液處理工藝中MBR池活性汙泥呈黃褐色絮狀，具有較高的硝化活性。厭氧氨氧化工藝的啟動經歷了汙泥馴化期(1 Md)和快速增殖期05 41d)。汙泥適應期接種的MBR池活性汙泥逐漸向缺氧、厭氧狀態轉變；厭氧氨氧化汙泥逐步恢復厭氧氨氧化活性，並將周質中通過細胞膜進入到細胞質後的氨和轉化為羥胺的亞硝酸氮在一種膜蛋白的作用下轉變為胼， 促進所接種的MBR池活性汙泥的馴化；快速增殖期反應器內部的反硝化作用進一步減弱， 具有厭氧氨氧化活性的細菌成為優勢菌種，整個啟動過程僅需41d。比常規方法的100 150d縮短了一半以上，而且NH4+-N、N02--N、TN的去除率分別達到982%,99. 4%和89. 7%。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，這些具體實施方式
都是基於本發明整體構思下的不同實現方式，而且本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求
1.一種上流式填料床反應器快速啟動厭氧氨氧化的方法，其特徵在於，包括採用上流式填料床反應器，所述反應器內設有反應區和沉澱區，選取比表面積大、密度與水相近、不易堵塞的懸浮填料作為反應填料，將厭氧氨氧化汙泥與垃圾填埋場滲濾液處理工藝中的MBR池活性汙泥進行混合接種，採用帶有溫控系統的自控溫加熱帶控制反應區溫度為32 士 1°C ；採用人工合成廢水，廢水組分包括NH4HC03、NaNO2和KH2PO4,並同時投加微量元素 I (g/L) =EDTA 5 和 FeS045 ；微量元素 II (g/L) =EDTA 15，H3BO4O. 014，MnCl2 · 4H20 0. 99， CuSO4 ·5Η20 0. 25，ZnSO4 ·7Η20 0. 43，NiCl2 ·6Η20 0. 19, NaSeO4 · IOH2O 0· 21 和 NaMoO4 ·2Η20 0. 22 ；投加量均為lml/L ；通過添加Na2CO3調節進水pH值為7. 6 士 0. 1。
2.根據權利要求1所述的上流式填料床反應器快速啟動厭氧氨氧化的方法，其特徵在於，在所述反應區內投加懸浮填料，在沉澱區內設置三相分離器，反應器密閉，出水管及排氣管通過各自的水封裝置。
3.根據權利要求2所述的上流式填料床反應器快速啟動厭氧氨氧化的方法，其特徵在於，所述混合接種厭氧氨氧化汙泥與垃圾填埋場滲濾液處理車間A70-MBR工藝中MBR池汙泥，採取分層接種的方式厭氧氨氧化汙泥佔接種汙泥總量的1/4 1/2，置於反應器底部； 垃圾填埋場滲濾液處理工藝中MBR池活性汙泥佔接種汙泥總量的1/2 3/4，置於厭氧氨氧化汙泥之上。
4.根據權利要求3所述的上流式填料床反應器快速啟動厭氧氨氧化的方法，其特徵在於，所述填料與汙泥均勻接種，填料投加量佔反應器體積的40% 50%，汙泥投加量為反應器有效容積的40 % 50 %。
5.根據權利要求4所述的上流式填料床反應器快速啟動厭氧氨氧化的方法，其特徵在於，所述的帶有溫控系統的自控溫加熱帶，纏繞於反應器外壁，通過帶探頭的感應器感知反應器內水溫，當水溫低於31°C時，加熱帶自動加熱，當反應器內水溫高於33°C時，加熱帶停止加熱。
全文摘要
本發明提供了一種上流式填料床反應器快速啟動厭氧氨氧化的方法，採用上流式填料床作為反應器，所述反應器內設有反應區和沉澱區，選取比表面積大、密度與水相近、不易堵塞的懸浮填料作為反應填料，將厭氧氨氧化汙泥與垃圾填埋場滲濾液處理工藝中的MBR池活性汙泥進行混合接種，採用帶有溫控系統的自控溫加熱帶控制反應區溫度為32±1℃。本發明懸浮填料的投加有利於絮狀汙泥在反應器內的持留，保證了反應器內的生物量，有利於厭氧氨氧化工藝的快速啟動；本發明採用厭氧氨氧化汙泥與垃圾填埋場滲濾液處理工藝的MBR池活性汙泥混合接種，促進了MBR池活性汙泥的馴化，縮短了馴化時間，加快了啟動速度。
文檔編號C02F3/28GK102432097SQ20111033778
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者劉傑, 張強, 王凱 申請人:北京桑德環境工程有限公司