申請日2013.12.06
公開(公告)日2014.02.26
IPC分類號C02F3/34; C02F3/28
摘要
一種AOB-ANAMMOX顆粒污泥的培養(yǎng)方法，它涉及一種顆粒污泥的培養(yǎng)方法。它解決了現(xiàn)有污水處理中實(shí)際生活污水中亞硝酸鹽氮的含量無法滿足ANAMMOX菌的自養(yǎng)脫氮，導(dǎo)致生活污水脫氮效果不理想的問題。培養(yǎng)方法：一、加ANAMMOX顆粒污泥通含氮模擬廢水;二、進(jìn)行微氧曝氣培養(yǎng);三、改變進(jìn)水條件;四、間歇式微氧曝氣培養(yǎng)，即得到AOB-ANAMMOX顆粒污泥。AOB-ANAMMOX顆粒污泥在使用過程中具有降低曝氣量，節(jié)省有機(jī)碳源等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明適用于污水處理領(lǐng)域。
權(quán)利要求書
1.一種AOB-ANAMMOX顆粒污泥的培養(yǎng)方法，其特征在于AOB-ANAMMOX顆粒污 泥按以下步驟進(jìn)行培養(yǎng)：
一、EGSB反應(yīng)器內(nèi)添加ANAMMOX顆粒污泥，然后通入含氮模擬廢水，并對含氮模 擬廢水曝氮?dú)馐惯M(jìn)水溶解氧濃度24h內(nèi)逐漸下降至1.0mg/L;在溫度為33±2℃，水力停留時 間為2.3h，EGSB反應(yīng)器內(nèi)上升流速為7m/h的條件下培養(yǎng)26～28天;
二、對進(jìn)入EGSB反應(yīng)器的含氮模擬廢水進(jìn)行微氧曝氣，控制溶解氧濃度為1.2±0.3mg/L; 在溫度為33±2℃，水力停留時間為2.3h，EGSB反應(yīng)器內(nèi)上升流速為7m/h的條件下培養(yǎng)41～43 天;
三、對進(jìn)入EGSB反應(yīng)器的含氮模擬廢水進(jìn)行微氧曝氣，曝氣量為150mL/min;在溫度 為33±2℃，水力停留時間為2.3h，EGSB反應(yīng)器內(nèi)上升流速為7m/h的條件下培養(yǎng)26～28天;
四、對進(jìn)入EGSB反應(yīng)器的含氮模擬廢水采用曝氣1h、停止曝氣1h的循環(huán)方式進(jìn)行間 歇式微氧曝氣，曝氣量為200mL/min;在溫度為33±2℃，水力停留時間為4h，EGSB反應(yīng)器 內(nèi)上升流速為7m/h的條件下培養(yǎng)10～12天，即得到AOB-ANAMMOX顆粒污泥;
步驟一中保持含氮模擬廢水中氨氮濃度為240±5mg/L、保持含氮模擬廢水中亞硝酸鹽 氮濃度為273±5mg/L;
步驟二中保持含氮模擬廢水中氨氮濃度為240±5mg/L、保持含氮模擬廢水中亞硝酸鹽 氮濃度為273±5mg/L;
步驟三中保持含氮模擬廢水中氨氮濃度為240±5mg/L、將含氮模擬廢水中亞硝酸鹽氮 濃度由273±5mg/L逐漸降低至0mg/L;
步驟四中將含氮模擬廢水中氨氮濃度逐漸減少至50mg/L、保持含氮模擬廢水中亞硝酸 鹽氮濃度為0～25mg/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AOB-ANAMMOX顆粒污泥的培養(yǎng)方法，其特征在于含 氮模擬廢水中NH4Cl的濃度為97.5～900mg/L、NaNO2的濃度為127.7～1352mg/L、KHCO3的 濃度為1000mg/L、KH2PO4的濃度為50mg/L、MgSO4·7H2O的濃度為200mg/L、CaCl2·2H2O 的濃度為151mg/L、維生素的濃度為0.25ml/L、微量元素的濃度為0.31ml/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AOB-ANAMMOX顆粒污泥的培養(yǎng)方法，其特征在于步 驟二中微氧曝氣的曝氣量為100mL/min。
說明書
一種AOB-ANAMMOX顆粒污泥的培養(yǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種顆粒污泥的培養(yǎng)方法。
背景技術(shù)
水是人類所必須的不可替代的一種資源，是社會持續(xù)發(fā)展的重要支柱之一。近幾年來， 我國城市化進(jìn)程發(fā)展迅速，并伴隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，導(dǎo)致人們對水的需求量越來越大， 然而水污染事件頻頻發(fā)生，如太湖藍(lán)藻爆發(fā)等等，使水資源供給變得更為緊張。其中由于氮 磷的過度排放導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的問題尤為突出。
厭氧氨氧化(Anammox)菌的發(fā)現(xiàn)使自養(yǎng)生物脫氮技術(shù)成為可能。ANAMMOX菌利用 亞硝酸鹽作為電子受體氧化氨氮，利用無機(jī)碳作為碳源，無需有機(jī)物作為碳源，從而實(shí)現(xiàn)自 養(yǎng)生物脫氮的目的。厭氧氨氧化可節(jié)省60%的曝氣量，節(jié)省100%的有機(jī)碳源。但實(shí)際生活 污水中亞硝酸鹽氮的含量無法滿足ANAMMOX菌的自養(yǎng)脫氮，導(dǎo)致生活污水脫氮效果不理 想。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有污水處理中實(shí)際生活污水中亞硝酸鹽氮的含量無法滿足 ANAMMOX菌的自養(yǎng)脫氮，導(dǎo)致生活污水脫氮效果不理想的問題，而提供的一種 AOB-ANAMMOX顆粒污泥的培養(yǎng)方法。
AOB-ANAMMOX顆粒污泥按以下步驟進(jìn)行培養(yǎng)：
一、EGSB反應(yīng)器內(nèi)添加ANAMMOX顆粒污泥，然后通入含氮模擬廢水，并對含氮模 擬廢水曝氮?dú)馐惯M(jìn)水溶解氧濃度24h內(nèi)逐漸下降至1.0mg/L;在溫度為33±2℃，水力停留時 間為2.3h，EGSB反應(yīng)器內(nèi)上升流速為7m/h的條件下培養(yǎng)26～28天;
二、對進(jìn)入EGSB反應(yīng)器的含氮模擬廢水進(jìn)行微氧曝氣，控制溶解氧濃度為1.2±0.3mg/L; 在溫度為33±2℃，水力停留時間為2.3h，EGSB反應(yīng)器內(nèi)上升流速為7m/h的條件下培養(yǎng)41～43 天;
三、對進(jìn)入EGSB反應(yīng)器的含氮模擬廢水進(jìn)行微氧曝氣，曝氣量為150mL/min;在溫度 為33±2℃，水力停留時間為2.3h，EGSB反應(yīng)器內(nèi)上升流速為7m/h的條件下培養(yǎng)26～28天;
四、對進(jìn)入EGSB反應(yīng)器的含氮模擬廢水采用曝氣1h、停止曝氣1h的循環(huán)方式進(jìn)行間 歇式微氧曝氣，曝氣量為200mL/min;在溫度為33±2℃，水力停留時間為4h，EGSB反應(yīng)器 內(nèi)上升流速為7m/h的條件下培養(yǎng)10～12天，即得到AOB-ANAMMOX顆粒污泥;
步驟一中保持含氮模擬廢水中氨氮濃度為240±5mg/L、保持含氮模擬廢水中亞硝酸鹽 氮濃度為273±5mg/L;
步驟二中保持含氮模擬廢水中氨氮濃度為240±5mg/L、保持含氮模擬廢水中亞硝酸鹽 氮濃度為273±5mg/L;
步驟三中保持含氮模擬廢水中氨氮濃度為240±5mg/L、將含氮模擬廢水中亞硝酸鹽氮 濃度由273±5mg/L逐漸降低至0mg/L;
步驟四中將含氮模擬廢水中氨氮濃度逐漸減少至50mg/L、保持含氮模擬廢水中亞硝酸 鹽氮濃度為0～25mg/L。
根據(jù)圖2觀察到本發(fā)明步驟一剛開始氨氮和亞硝酸鹽的去除率明顯下降，只有60%左右， 同時硝酸鹽氮的積累也有所下降，分析原因是進(jìn)水的溶解氧嚴(yán)重影響厭氧氨氧化菌的活性， 導(dǎo)致其對氮的去除效果下降。從6天開始，氨氮的去除效率上升至90%以上，而亞硝酸鹽氮 出現(xiàn)大量的積累，濃度為在150mg/L左右，說明培養(yǎng)系統(tǒng)中的AOB在增長，將部分氨氮氧 化為亞硝酸鹽氮。第21天之后氨氮和亞硝酸鹽氮同步去除率達(dá)90%以上，推測AOB已經(jīng)在 ANAMMOX顆粒污泥表面生長，消耗進(jìn)水中的溶解氧，為ANAMMOX提供厭氧環(huán)境，從而 達(dá)到了很好的脫氮效果。同時硝酸鹽氮的生成量也在增加，判斷培養(yǎng)系統(tǒng)中存在一定量的 NOB，NOB將亞硝酸鹽氮氧化為硝酸鹽氮。
本發(fā)明步驟二主要是為了培養(yǎng)成熟的AOB-ANAMMOX顆粒污泥。步驟二整個培養(yǎng)過程 中出水氨氮基本保持在40mg/L左右，而出水亞硝酸鹽氮維持在70mg/L左右，處理效果略有 下降，主要原因是AOB的數(shù)量在增加，大量的氨氮被氧化為亞硝酸鹽氮，使亞硝酸鹽氮有積 累，同時AOB包裹在ANAMMOX顆粒污泥表面，對于基質(zhì)底物在顆粒內(nèi)部的傳遞有所影響， 使ANAMMOX菌的處理效能有所下降。由此推斷已經(jīng)培養(yǎng)出較為成熟的AOB-ANAMMOX 顆粒污泥。
本發(fā)明步驟三主要是防止亞硝酸鹽濃度過高抑制ANAMMOX菌的活性，同時使含氮模 擬廢水逐漸接近實(shí)際生活污水。由圖2可以看出隨著進(jìn)水亞硝酸鹽氮濃度的降低，氨氮的去 除率從80%下降到50%，又逐漸上升到75%，說明AOB和ANAMMOX菌在不斷的適應(yīng)環(huán) 境的改變。
由圖2看到本發(fā)明步驟四出水幾乎沒有亞硝酸鹽氮，同時氨氮的去除率逐漸升高到80% 以上，說明AOB和ANAMMOX菌協(xié)同作用。
本發(fā)明培養(yǎng)出的AOB-ANAMMOX顆粒污泥可添加到EGSB反應(yīng)器中進(jìn)行水處理。
本發(fā)明培養(yǎng)出的AOB-ANAMMOX顆粒污泥中厭氧氨氧化菌與氨氧化細(xì)菌 (Ammonia-oxidizing Bacteria，簡稱AOB)協(xié)同完成對污水的處理，同時AOB-ANAMMOX顆 粒污泥具有良好沉降性能，抗水力沖擊能力強(qiáng)，可持留大量生物體，保證EGSB反應(yīng)器高效 穩(wěn)定運(yùn)行。
根據(jù)圖3所示，本發(fā)明步驟一和二中進(jìn)水總氮負(fù)荷在4.85～5.32Kg-N/m3·d范圍內(nèi)波動， 停止對進(jìn)水曝氮?dú)夂�，總氮去除�?fù)荷明顯下降至3.0Kg-N/m3·d，主要是溶解氧對ANAMMOX 菌的抑制作用。第21天后，總氮去除負(fù)荷恢復(fù)到4.7Kg-N/m3·d，主要是AOB、NOB和 ANAMMOX菌的共同作用。步驟二開始對進(jìn)水微氧曝氣，平均總氮去除負(fù)荷為3.34 Kg-N/m3·d，可見系統(tǒng)已經(jīng)非常穩(wěn)定，并以達(dá)到最大處理能力。步驟三和四為了使含氮模擬廢 水更加接近實(shí)際生活污水，進(jìn)水總氮負(fù)荷不斷降低。
AOB-ANAMMOX顆粒污泥利用實(shí)際生活污水，無需投加碳源或亞硝酸鹽氮便能夠?qū)崿F(xiàn) 自養(yǎng)脫氮，達(dá)到去除實(shí)際生活污水中氨氮的效果，氨氮去除率為70%以上。
AOB-ANAMMOX顆粒污泥在使用過程中具有降低曝氣量，節(jié)省有機(jī)碳源，并能產(chǎn)生大 量甲烷的優(yōu)點(diǎn)。
