申請日2013.10.14

　　公開(公告)日2014.01.29

　　IPC分類號(hào)C02F3/34; C02F3/12

　　摘要

　　一種膜生物反應(yīng)器處理生活污水亞硝化穩(wěn)定運(yùn)行的方法屬于城市污水處理工程領(lǐng)域，其主要步驟為：首先接種城市污水廠回流污泥，采用高氨氮SBR限氧低DO的運(yùn)行策略，對硝化污泥進(jìn)行馴化，之后轉(zhuǎn)為連續(xù)流運(yùn)行，通過逐步降低基質(zhì)濃度的方法，使氨氮濃度接近實(shí)際生活污水濃度，然后按不同比例引入生活污水，最后全部轉(zhuǎn)為生活污水。在生活污水運(yùn)行階段，通過調(diào)節(jié)溶解氧和HRT等參數(shù)，控制氨氮氧化率在60%以上，出水NO2--N/NH4+-N達(dá)到1.0～1.3，并保持穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明提供了一種利用膜生物反應(yīng)器結(jié)合亞硝化工藝，最終實(shí)現(xiàn)城市生活污水亞硝化穩(wěn)定運(yùn)行的方法。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種膜生物反應(yīng)器處理生活污水亞硝化快速啟動(dòng)的方法，其特 征在于：

　　(1)污泥接種：將城市污水廠的回流污泥投入反應(yīng)器中，污泥 濃度為10～12g/L;

　　(2)間歇啟動(dòng)：溫度20～25℃，pH為7.8～8.0，DO為0.2～0.5mg/L， 進(jìn)水氨氮濃度為200±10mg/L，堿度以CaCO3計(jì)2000±100mg/L的條 件下馴化硝化污泥，當(dāng)亞氮積累率超過90%且穩(wěn)定運(yùn)行15個(gè)周期以 上時(shí)，認(rèn)為硝化污泥實(shí)現(xiàn)了初步的亞硝化;

　　(3)轉(zhuǎn)連續(xù)流及降基質(zhì)階段：一，進(jìn)水氨氮濃度200±10mg/L， 堿度以CaCO3計(jì)2000±100mg/L，運(yùn)行10天;二，進(jìn)水氨氮濃度 150±10mg/L，堿度以CaCO3計(jì)1500±100mg/L，運(yùn)行10天;三，進(jìn) 水氨氮濃度降為100±10mg/L，堿度以CaCO3計(jì)1000±100mg/L，運(yùn)行 10天;本階段中，溫度20～25℃，HRT為4～5h，DO為0.2～0.5mg/L;

　　(4)生活污水引入階段：第一步，配水氨氮濃度100±10mg/L， 堿度以CaCO3計(jì)1000±100mg/L，同時(shí)引入生活污水，且V配:V生活=2： 1，運(yùn)行10天;第二步，配水不變，V配:V生活=1：2，運(yùn)行10天;第 三步，全部引入生活污水，該階段以亞氮積累率維持在95%以上，出 水NO2--N/NH4+-N達(dá)到1.0～1.3，并保持穩(wěn)定運(yùn)行20天以上時(shí)，認(rèn)為 成功啟動(dòng)亞硝化;本階段中，溫度20～25℃，HRT為4～5h，為 0.2～0.5mg/L。

　　說明書

　　一種膜生物反應(yīng)器處理生活污水亞硝化快速啟動(dòng)的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種實(shí)用型的污水生物脫氮技術(shù)，即采用膜生物反應(yīng)器，通 過控制污水中氨氮氧化為亞氮的比例，實(shí)現(xiàn)部分亞硝化，為城市生活污水的 厭氧氨氧化(ANAMMOX)工藝提供適宜的進(jìn)水以實(shí)現(xiàn)自養(yǎng)脫氮。

　　背景技術(shù)

　　我國是全球人均水資源最貧乏的國家之一，特別是近幾十年來，隨著城 市化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，更加劇了水資源危機(jī)，給人們的生產(chǎn)生活帶來了 嚴(yán)重的災(zāi)難，而氮磷的污染更成為污水處理的重中之重。現(xiàn)在大多數(shù)污水廠 仍依靠傳統(tǒng)的硝化反硝化進(jìn)行脫氮，其面臨著碳源不足以及脫氮和除磷爭奪 碳源的問題，導(dǎo)致出水N、P不達(dá)標(biāo)。

　　ANAMMOX技術(shù)是目前最經(jīng)濟(jì)的污水生物脫氮途徑，它是微生物在厭氧 或缺氧條件下以氨氮為電子供體，亞硝酸鹽氮為電子受體，將其轉(zhuǎn)化為氮?dú)?的過程。與傳統(tǒng)硝化反硝化脫氮相比，厭氧氨氧化具有耗氧量低、運(yùn)行費(fèi)用 低、無需外加碳源、容積負(fù)荷高等優(yōu)點(diǎn)。無論在經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行，還是脫碳效果 上，ANAMMOX技術(shù)都具有較高的應(yīng)用價(jià)值和開發(fā)潛力。

　　而作為ANAMMOX工藝前體工藝的亞硝化工藝是實(shí)現(xiàn)ANAMMOX工藝 穩(wěn)定脫氮的關(guān)鍵。亞硝化是在有氧條件下，通過氨氧化菌(AOB)將氨氮轉(zhuǎn) 化為亞硝酸鹽氮的過程。通過控制運(yùn)行條件，實(shí)現(xiàn)出水NO2--N/NH4+-N為 1.32:1，為ANAMMOX工藝提供進(jìn)水。

　　膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor，MBR)是近年來新興的污水處理 反應(yīng)器，其不但可使反應(yīng)器內(nèi)保持較高的生物濃度，同時(shí)具有較強(qiáng)的耐沖擊 負(fù)荷的能力，且處理水質(zhì)好。如能將MBR與生活污水亞硝化相結(jié)合，通過探 索其影響因素并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，將為全程自養(yǎng)脫氮提供技術(shù)和參數(shù)支持。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于采用膜生物反應(yīng)器，通過改變運(yùn)行參數(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)對 生活污水亞硝化的穩(wěn)定運(yùn)行，為ANAMMOX工藝提供適宜比例的進(jìn)水，同時(shí) 為我國水環(huán)境污染治理和恢復(fù)提供理論和參數(shù)指導(dǎo)。

　　本發(fā)明是在常溫(23℃～25℃)條件下，首先以高氨氮間歇運(yùn)行的方式來 實(shí)現(xiàn)常溫亞硝化的快速啟動(dòng)，之后轉(zhuǎn)為連續(xù)流運(yùn)行，采用逐步降低基質(zhì)的方 法使氨氮濃度接近生活污水，然后按比例逐步引入生活污水，通過調(diào)節(jié)HRT、 曝氣量等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)常溫生活污水MBR半亞硝化，具體操作步驟如下：

　　1高氨氮SBR啟動(dòng)階段

　　將取自城市污水廠的回流污泥投入反應(yīng)器裝置中，其MLSS為10.7g/L， MLVSS為6.3g/L。采用高氨氮SBR限氧低DO的運(yùn)行策略對硝化污泥進(jìn)行馴 化，常溫條件下運(yùn)行，進(jìn)水氨氮濃度為200±10mg/L，堿度2000±100mg/L(以 CaCO3計(jì))，pH為7.8～8.0，DO≤0.5mg/L，污泥齡20d。運(yùn)行參數(shù)為：進(jìn)水 5min，曝氣4.5h，沉淀30min，排水5min，換水比83.3%，每天運(yùn)行4個(gè)周 期，此階段亞氮積累率不斷上升。為更好地富集AOB菌，抑制NOB菌，以 亞氮積累率超過90%且穩(wěn)定運(yùn)行15個(gè)周期以上為結(jié)束標(biāo)志。

　　2SBR轉(zhuǎn)連續(xù)流運(yùn)行階段

　　高氨氮SBR啟動(dòng)成功之后，反應(yīng)器改為連續(xù)流運(yùn)行。在此階段，反應(yīng)器 中安裝在線pH、DO等儀器，實(shí)時(shí)監(jiān)測反應(yīng)器內(nèi)的參數(shù)。

　　3降基質(zhì)階段

　　反應(yīng)器運(yùn)行方式改為連續(xù)流后，逐步降低基質(zhì)濃度，共分三個(gè)階段：第 一階段，進(jìn)水氨氮濃度為200±10mg/L，堿度2000±100mg/L(以CaCO3計(jì))， 運(yùn)行10天;第二階段，進(jìn)水氨氮濃度降為150±10mg/L，堿度1500±100mg/L (以CaCO3計(jì))，運(yùn)行10天;第三階段，進(jìn)水氨氮濃度降為100±10mg/L， 堿度1000±100mg/L(以CaCO3計(jì))，運(yùn)行10天。本階段中，溫度20～25℃， HRT為4～5h，DO為0.2～0.5mg/L;

　　4生活污水引入階段

　　生活污水的引入也是分三個(gè)階段進(jìn)行，因?qū)嶒?yàn)所用生活污水的氨氮濃度 約為100mg/L，因此配水時(shí)，氨氮濃度也定為100mg/L。第一階段，配水氨氮 濃度100±10mg/L，堿度1000±100mg/L(以CaCO3計(jì))，同時(shí)引入生活污水， 且V配:V生活=2：1，運(yùn)行10天;第二階段，配水不變，V配:V生活=1：2，運(yùn)行 10天;第三階段，全部引入生活污水。本階段中，溫度20～25℃，HRT為4～5h， DO為0.2～0.5mg/L;

　　本發(fā)明與傳統(tǒng)城市污水脫氮處理方法相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1)本發(fā)明將膜生物反應(yīng)器與部分亞硝化工藝相結(jié)合，解決了傳統(tǒng)活性 污泥法不易培養(yǎng)長泥齡微生物、處理負(fù)荷低等問題，且最終應(yīng)用于城市生 活污水中，運(yùn)行穩(wěn)定，工藝流程短且處理效率高，能夠?yàn)锳NAMMOX工藝 提供適宜比例的進(jìn)水。

　　2)本發(fā)明對硝化污泥采用SBR高氨氮預(yù)馴化的方法，快速啟動(dòng)了亞硝 化并且具有較高的活性，然后轉(zhuǎn)為連續(xù)流，并通過降基質(zhì)、按比例引入生 活污水等步驟，思路清晰，操作簡便，實(shí)現(xiàn)了常溫城市生活污水部分亞硝 化的快速穩(wěn)定運(yùn)行。