申請日2015.09.30

　　公開(公告)日2017.04.05

　　IPC分類號(hào)C02F3/30; C02F101/16

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種A/O工藝處理含氨廢水的快速啟動(dòng)方法，包括(1)首先將接種物放入生物反應(yīng)器，A/O工藝的生物反應(yīng)器包括缺氧反應(yīng)器即A反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器即O反應(yīng)器;A反應(yīng)器接種物為亞硝酸型脫氮菌劑和缺氧活性污泥，O反應(yīng)器接種物為好氧活性污泥，同時(shí)在O反應(yīng)器投加微生物生長促進(jìn)劑，所述促進(jìn)劑包括金屬鹽和多胺類物質(zhì)，其中金屬鹽為40～100重量份，多胺類物質(zhì)為5～30重量份，所述金屬鹽由鈣鹽、銅鹽、鎂鹽和/或亞鐵鹽組成;(2)先采用間歇進(jìn)水操作，然后采用連續(xù)進(jìn)水兩種操作方式進(jìn)行A/O系統(tǒng)啟動(dòng)。本發(fā)明可以降低A/O工藝的啟動(dòng)難度并明顯縮短開工時(shí)間，降低污水處理系統(tǒng)的啟動(dòng)成本，實(shí)現(xiàn)氨氮和總氮的同時(shí)高效去除，并可保證反應(yīng)器長期穩(wěn)定運(yùn)行。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種A/O工藝處理含氨廢水的快速啟動(dòng)方法，其特征在于包括如下內(nèi)容：

　　(1)首先將接種物放入生物反應(yīng)器，A/O工藝的生物反應(yīng)器包括缺氧反應(yīng)器即A反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器即O反應(yīng)器;A反應(yīng)器的接種物為亞硝酸型脫氮菌劑和缺氧活性污泥;O反應(yīng)器的接種物為好氧活性污泥，同時(shí)在O反應(yīng)器內(nèi)投加微生物生長促進(jìn)劑;所述促進(jìn)劑包括金屬鹽和多胺類物質(zhì)，其中金屬鹽為40～100重量份，多胺類物質(zhì)為5～30重量份，所述金屬鹽由鈣鹽、銅鹽、鎂鹽和/或亞鐵鹽組成;

　　(2)先采用間歇進(jìn)水操作，然后采用連續(xù)進(jìn)水操作兩種操作方式進(jìn)行A/O系統(tǒng)啟動(dòng)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述生長促進(jìn)劑中的金屬鹽是鈣鹽、鎂鹽和銅鹽，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩爾比為(5～15):(5～25):(0.5～5);或者是鈣鹽、亞鐵鹽和銅鹽，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩爾比為(5～15):(1～8):(0.5～5);或者是鈣鹽、鎂鹽、亞鐵鹽和銅鹽，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩爾比為(5～15):(5～25):(1～8):(0.5～5)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述生長促進(jìn)劑中的鈣鹽為CaSO4或者CaCl2，鎂鹽為MgSO4或者M(jìn)gCl2，亞鐵鹽為FeSO4或者FeCl2，銅鹽為CuSO4或者CuCl2。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述生長促進(jìn)劑中的多胺類物質(zhì)為精胺、亞精胺或者兩者的混合物。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述生長促進(jìn)劑中還包括無機(jī)酸羥胺，含量為0.5～15重量份。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述O反應(yīng)器首先按照反應(yīng)器有效容積的10%～40%接種活性污泥;所述生長促進(jìn)劑只在間歇進(jìn)水時(shí)投加，每一批次更換培養(yǎng)液的同時(shí)按照培養(yǎng)體系中促進(jìn)劑濃度10～30mg/L進(jìn)行投加。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的亞硝酸型脫氮菌劑包括沼澤考克氏菌(Kocuria palustris)FSDN-A和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)FSDN-C中的一種或兩種，節(jié)桿菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1和水氏黃桿菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2中的一種或兩種，脫氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3和甲基桿菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3中的一種或兩種，六種菌株為CN102465105、CN102465106、CN102465104、CN102465103、CN103103141、CN103103142所述的菌株。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述亞硝酸型脫氮菌劑中“沼澤考克氏菌FSDN-A和/或科氏葡萄球菌FSDN-C”、“節(jié)桿菌FDN-1和/或水氏黃桿菌FDN-2”、“脫氮副球菌DN-3和/或甲基桿菌SDN-3”，三類菌體的體積比為1:(0.1～0.5):(0.5～1.0)。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述A反應(yīng)器首先按照反應(yīng)器有效容積的10%～40%接種活性污泥，然后按占每小時(shí)所處理污水量0.01%～0.1%的體積比投加亞硝酸型脫氮菌劑。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的間歇操作方式，是指批次換排水，O反應(yīng)器內(nèi)當(dāng)氨氮去除率大于60%時(shí)沉降排水，排出的水可以作為A反應(yīng)器進(jìn)水;A反應(yīng)器內(nèi)當(dāng)總氮去除率大于80%時(shí)沉降排水。

　　11.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的方法，其特征在于：所述的間歇操作方式中，溫度為20～40℃，pH值為7.8～8.2;O反應(yīng)器溶解氧濃度控制在1.0～5.0mg/L，進(jìn)水氨氮初始濃度為200～300mg/L，每次按50～100mg/L的幅度逐步提高進(jìn)水氨氮濃度，至氨氮濃度達(dá)400～700 mg/L時(shí)改為連續(xù)操作方式;A反應(yīng)器溶解氧濃度控制在0.02～2.0mg/L，進(jìn)水總氮初始濃度為200～300mg/L，每次按50～100mg/L的幅度逐漸提高總氮濃度，至總氮濃度達(dá)400～700 mg/L時(shí)改為連續(xù)操作方式。

　　12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的連續(xù)操作方式中，pH值控制在8.2～8.5范圍內(nèi)，A反應(yīng)器和O反應(yīng)器的DO濃度與間歇操作相同，A反應(yīng)器的水力停留時(shí)間設(shè)為6～20h，O反應(yīng)器的水力停留時(shí)間設(shè)為14～24h;先以長水力停留時(shí)間操作，保證氨氮和總氮去除率均大于60%時(shí)逐漸縮短水力停留時(shí)間;在保持脫氮率70%以上的條件下，逐漸提高廢水氨氮濃度或者逐漸降低高含氨廢水的稀釋倍數(shù)，直至進(jìn)水氨氮濃度達(dá)800～1200mg/L，氨氮和總氮去除率達(dá)70%以上時(shí)，完成啟動(dòng)過程。

　　說明書

　　一種A/O工藝處理含氨廢水的快速啟動(dòng)方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種A/O工藝處理含氨廢水的快速啟動(dòng)方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)含氨廢水、特別是高濃度含氨廢水的短程硝化的快速啟動(dòng)。

　　背景技術(shù)

　　廢水生物脫氮作為水污染控制的一個(gè)重要研究方向，經(jīng)歷了從成熟的傳統(tǒng)生物脫氮到新型生物脫氮過程。新型生物脫氮工藝為低COD、(化學(xué)耗氧量，表示碳源含量的指標(biāo)，本申請中COD數(shù)值采用Cr測量)高氨氮廢水的處理提供了可行的途徑。特別是亞硝化生物脫氮技術(shù)由于具有降低能耗、節(jié)約碳源、減少污泥生產(chǎn)量等優(yōu)點(diǎn)，受到人們的普遍關(guān)注，成為廢水生物脫氮領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。

　　有文獻(xiàn)對單級(jí)自養(yǎng)脫氮生物膜SBR工藝的啟動(dòng)進(jìn)行較詳細(xì)的研究(方芳等，中國給水排水，2006，22(1):58～61)，它的特點(diǎn)是在生物膜SBR反應(yīng)器中接種普通好氧活性污泥和厭氧污泥，在溫度為(30±2)℃、pH值為7.5～8.5、DO(溶解氧)為0.8～1.0mg/L和HRT(水力停留時(shí)間)為24h的條件下，處理中低濃度氨氮(60～120mg/L)廢水，亞硝化選擇期共歷時(shí)80d，經(jīng)過污泥馴化期、亞硝化選擇期和污泥適應(yīng)期三個(gè)較為典型的階段后，亞硝化率達(dá)到了77%，脫氮能力為40%。

　　CN200410017477.7中提出了一種含氨廢水短程硝化快速啟動(dòng)方法，它的特點(diǎn)是以好氧活性污泥作為接種物，采用連續(xù)操作方式，將溫度控制在25℃～28℃，pH值控制在7.2～7.5，溶解氧濃度控制在2.5～3.0mg/L，富集足量的硝化菌;當(dāng)氨氮去除率達(dá)98%且運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)將pH值調(diào)到8.0～8.2，溫度控制在32℃～35℃之間，溶解氧濃度控制在1.0～1.5mg/L，優(yōu)選亞硝酸細(xì)菌，淘汰硝酸細(xì)菌。啟動(dòng)過程中含氨廢水的初始濃度為5～6mmol/L，終濃度為30mmol/L，運(yùn)行39d～46d可實(shí)現(xiàn)短程硝化的快速啟動(dòng)。CN200810012685.6公開了一種含氨廢水短程硝化的快速啟動(dòng)方法，它的特點(diǎn)是以富集的硝化細(xì)菌或者是硝化細(xì)菌與污水處理廠好氧活性污泥的混合物作為接種物;雖然實(shí)現(xiàn)了短程硝化的快速啟動(dòng)，但沒有考慮總氮的去除問題。CN201210130655.1公開了一種A/O工藝處理含氨廢水的快速啟動(dòng)方法，該發(fā)明雖然實(shí)現(xiàn)了快速啟動(dòng)，但是菌劑投加量較大，這額外增加了系統(tǒng)啟動(dòng)成本。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種A/O工藝處理含氨廢水的快速啟動(dòng)方法。本發(fā)明可以大大降低了A/O工藝的啟動(dòng)難度并且明顯縮短開工時(shí)間，進(jìn)一步降低了污水處理系統(tǒng)的啟動(dòng)成本，能夠?qū)崿F(xiàn)氨氮和總氮的同時(shí)高效去除，并可保證反應(yīng)器的長期穩(wěn)定運(yùn)行。

　　本發(fā)明A/O工藝處理含氨廢水的快速啟動(dòng)方法，包括如下內(nèi)容：

　　(1)首先將接種物放入生物反應(yīng)器，A/O工藝的生物反應(yīng)器包括缺氧反應(yīng)器即A反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器即O反應(yīng)器;A反應(yīng)器的接種物為亞硝酸型脫氮菌劑和污水處理廠的缺氧活性污泥，O反應(yīng)器的接種物為污水處理廠的好氧活性污泥，同時(shí)在O反應(yīng)器內(nèi)投加微生物生長促進(jìn)劑;所述促進(jìn)劑包括金屬鹽和多胺類物質(zhì)，其中金屬鹽為40～100重量份，優(yōu)選為50～80重量份，多胺類物質(zhì)為5～30重量份，優(yōu)選為10～20重量份，所述金屬鹽由鈣鹽、銅鹽、鎂鹽和/或亞鐵鹽組成;

　　(2)先采用間歇進(jìn)水操作，然后采用連續(xù)進(jìn)水操作兩種操作方式進(jìn)行A/O系統(tǒng)啟動(dòng)。

　　本發(fā)明(1)所述生長促進(jìn)劑中的金屬鹽可以是鈣鹽、鎂鹽和銅鹽，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩爾比為(5～15):(5～25):(0.5～5)，優(yōu)選為(8～12):(10～20):(1～4);或者是鈣鹽、亞鐵鹽和銅鹽，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩爾比為(5～15):(1～8):(0.5～5)，優(yōu)選為(8～12):(2～6):(1～4);或者是鈣鹽、鎂鹽、亞鐵鹽和銅鹽，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩爾比為(5～15):(5～25):(1～8):(0.5～5)，優(yōu)選為(8～12):(10～20):(2～6):(1～4)。

　　本發(fā)明所述生長促進(jìn)劑中的鈣鹽為CaSO4或者CaCl2，優(yōu)選CaSO4;鎂鹽為MgSO4或者M(jìn)g Cl2，優(yōu)選MgSO4;亞鐵鹽為FeSO4或者FeCl2，優(yōu)選FeSO4;銅鹽為CuSO4或者CuCl2，優(yōu)選CuSO4。所述微生物生長促進(jìn)劑中的多胺類物質(zhì)為精胺、亞精胺或者兩者的混合物。

　　本發(fā)明所述生長促進(jìn)劑還可以包括無機(jī)酸羥胺，含量為0.5～15重量份，優(yōu)選為2～10重量份。所述無機(jī)酸羥胺為鹽酸羥胺、硫酸羥胺或者磷酸羥胺中的一種或幾種，優(yōu)選為硫酸羥胺。無機(jī)酸羥胺類物質(zhì)的適量加入可以作為羥胺氧還酶的基質(zhì)直接參與硝化細(xì)菌的代謝過程、縮短酶促反應(yīng)進(jìn)程，同時(shí)作為細(xì)胞的激活劑可以加速細(xì)胞生長。

　　本發(fā)明(1)所述O反應(yīng)器首先按照反應(yīng)器有效容積的10%～40%接種活性污泥;所述微生物生長促進(jìn)劑只在間歇進(jìn)水時(shí)投加，每一批次更換培養(yǎng)液的同時(shí)按照培養(yǎng)體系中促進(jìn)劑濃度10～30mg/L進(jìn)行投加，優(yōu)選15～25mg/L進(jìn)行投加。

　　本發(fā)明(1)所述的亞硝酸型脫氮菌劑包括沼澤考克氏菌(Kocuria palustris)FSDN-A和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)FSDN-C中的一種或兩種，節(jié)桿菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1和水氏黃桿菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2中的一種或兩種，脫氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3和甲基桿菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3中的一種或兩種，六種菌株為CN102465105、CN102465106、CN102465104、CN102465103、CN103103141、CN103103142所述的菌株。亞硝酸型脫氮菌劑中“沼澤考克氏菌FSDN-A和/或科氏葡萄球菌FSDN-C”、“節(jié)桿菌FDN-1和/或水氏黃桿菌FDN-2”、“脫氮副球菌DN-3和/或甲基桿菌SDN-3”，三類菌體的體積比為1:(0.1～0.5):(0.5～1.0)。(按菌體體積計(jì)，菌體體積為培養(yǎng)后在每分鐘1萬轉(zhuǎn)條件下離心分離5分鐘后的得到的菌體體積，下同)。

　　本發(fā)明(1)所述的A反應(yīng)器首先按照反應(yīng)器有效容積的10%～40%接種活性污泥，然后按占每小時(shí)所處理污水量0.01%～0.1%的體積比投加亞硝酸型脫氮菌劑。對于間歇式處理工藝，每小時(shí)所處理污水量指一個(gè)周期內(nèi)平均每小時(shí)處理污水量。

　　本發(fā)明(2)所述的間歇操作方式，是指批次換排水，O反應(yīng)器內(nèi)當(dāng)氨氮去除率大于60%時(shí)沉降排水，排出的水可以作為A反應(yīng)器進(jìn)水;A反應(yīng)器內(nèi)當(dāng)總氮去除率大于80%時(shí)沉降排水。

　　本發(fā)明(2)所述的間歇操作方式中，溫度為20～40℃，pH值控制在7.8～8.2。O反應(yīng)器溶解氧濃度控制在1.0～5.0mg/L，通常為2.0～4.0mg/L，進(jìn)水氨氮初始濃度為200～300mg/L，每次按50～100mg/L的幅度逐步提高進(jìn)水氨氮濃度，至氨氮濃度達(dá)400～700 mg/L時(shí)改為連續(xù)操作方式;A反應(yīng)器溶解氧濃度控制在0.02～2.0mg/L，通常為0.05～1.5mg/L，進(jìn)水總氮初始濃度為200～300mg/L，每次按50～100mg/L的幅度逐漸提高總氮濃度，至總氮濃度達(dá)400～700 mg/L時(shí)改為連續(xù)操作方式。

　　本發(fā)明(2)所述的連續(xù)操作方式，pH值控制在8.2～8.5范圍內(nèi)，A反應(yīng)器和O反應(yīng)器的DO濃度范圍與間歇操作相同，A反應(yīng)器的水力停留時(shí)間設(shè)為6～20h，O反應(yīng)器的水力停留時(shí)間設(shè)為14～24h。在連續(xù)操作過程中，先以長水力停留時(shí)間操作，保證氨氮和總氮去除率均大于60%時(shí)逐漸縮短水力停留時(shí)間。在保持脫氮率70%以上的條件下，逐漸提高廢水氨氮濃度或者逐漸降低高含氨廢水的稀釋倍數(shù)，直至進(jìn)水氨氮濃度達(dá)800～1200mg/L，氨氮和總氮去除率達(dá)70%以上時(shí)，完成啟動(dòng)過程。

　　本發(fā)明的特點(diǎn)是：以活性污泥作為接種物配合微生物生長促進(jìn)劑的使用并結(jié)合條件的優(yōu)化完成快速短程硝化過程，然后以亞硝酸型脫氮菌劑與活性污泥的混合物作為接種物進(jìn)一步去除氨氮并完成反硝化過程。啟動(dòng)時(shí)對環(huán)境溫度要求不苛刻，可以低于25℃，在20℃時(shí)仍然可以正常啟動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)將間歇式操作方式和連續(xù)式操作方式相結(jié)合，以間歇式操作方式開始促進(jìn)菌體的快速適應(yīng)和快速增值，然后以連續(xù)操作方式逐漸調(diào)整兩類微生物對氨氮和總氮的去除能力，開工25天既可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，與現(xiàn)有A/O系統(tǒng)(CN201210130655.1)的開工時(shí)間1個(gè)月相比，可以明顯縮短系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間。

　　本發(fā)明所提出A/O工藝處理含氨廢水的快速啟動(dòng)方法，在間歇操作時(shí)O反應(yīng)器使用微生物生長促進(jìn)劑可以實(shí)現(xiàn)硝化細(xì)菌的快速增值，同時(shí)微生物生長促進(jìn)劑還可以促進(jìn)低溶解氧的A反應(yīng)器內(nèi)活性污泥中異養(yǎng)硝化細(xì)菌的生長和增值，降低A反應(yīng)器內(nèi)菌劑的投加量，可以進(jìn)一步降低成本。通過亞硝酸型脫氮菌劑的投加及時(shí)降低亞硝酸鹽，同時(shí)進(jìn)一步去除氨氮，好氧階段硝化過程不徹底到厭氧階段仍可繼續(xù)進(jìn)行。這種快速啟動(dòng)方法大大降低了短程硝化的啟動(dòng)難度并且明顯縮短開工時(shí)間，同時(shí)可以進(jìn)一步降低污水處理系統(tǒng)的啟動(dòng)成本，并可保證反應(yīng)器的長期穩(wěn)定運(yùn)行，對含氨廢水處理效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)氨氮和總氮的同時(shí)去除，可直接應(yīng)用于A/O系統(tǒng)短程硝化反硝化脫氮工藝。