专利名称：厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法
技术领域：
本发明属于水处理领域；具体涉及厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法。
背景技术：
厌氧氨氧化(Anammox)菌ΑΝΑΜΜ0Χ菌利用亚硝酸盐作为电子受体氧化氨氮,利用无机碳作为碳源，无需有机物作为碳源，从而实现自养生物脱氮的目的。可节省60%的曝气量，100%的有机碳源，从而可以充分利用水中的有机物去产生能源物质一甲烷。同时，厌氧氨氧化菌生长缓慢，世代时间在11天左右，对环境极其敏感，因此现有厌氧氨氧化反应器普遍存在启动时间长、运行条件控制难、处理效率差、氮负荷低等问题。颗粒污泥是菌体自凝形成具有良好沉降性能的颗粒状微生物聚集体，是实现反应器高效运行的前提和保障。因此如何快速培养高效厌氧氨氧化颗粒污泥具有重要的现实意义
发明内容
本发明要解决高效厌氧氨氧化颗粒污泥培养困难、培养时间长的技术问题；而提供了厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法。本发明中厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法是按下述步骤进行的步骤一、将好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化种泥同时接种于EGSB反应器内，好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化种泥体积之和占反应器总体积的28°/Γ35%，好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化种泥的体积比为1: (2. O 2. 3);步骤二、将溶解氧浓度为O O. 8mg/L、pH值为7. 5 8. 3的含氮模拟废水以3. Om/h的上升流速通入EGSB反应器内，在30 35°C下运行，控制HRT为12h ;检测EGSB反应器进水及出水的氨氮和亚硝酸盐氮的浓度，保持水力停留时间为12h，出现氨氮和亚硝酸盐氮同步去除率80%以上时，逐渐提高含氮模拟废水中氨氮的浓度，控制模拟废水中亚硝酸盐氮与氨氮的浓度比值在广1. 32 :1，直至含氮模拟废水中亚硝酸盐氮的浓度提高到200mg/L以上且水处理反应所去除亚硝酸盐氮与所去除氨氮的比值为1. 3(Tl. 32、所生成硝酸盐氮与所去除氨氮的比值为O. 25、. 27，启动完成；步骤三、启动完成后在保持EGSB反应器内氨氮和亚硝酸盐氮的进水浓度稳定，出现氨氮和亚硝酸盐氮同步去除率80%以上时，逐步缩短水力停留时间，控制模拟废水中亚硝酸盐氮与氨氮的浓度比值在广1. 32 :1，直至水力停留时间缩短为2. 6小时；即完成了厌氧氨氧化颗粒污泥的培养。厌氧氨氧化颗粒污泥粒径分布为O.1 1. 59mm,平均粒径为O. 56mm,比重均大于
Io本发明接种污泥采用混合污泥，好氧颗粒污泥丰富了反应器内的菌群结构，对厌氧氨氧化菌造成了一定的生存压力，加快了厌氧氨氧化菌的富集生长，同时好氧颗粒污泥在反应器内随着水流的不断翻滚有利于厌氧氨氧化颗粒污泥的形成。而相同条件下，只接种含有厌氧氨氧化菌活性污泥的反应器，启动并稳定运行115天，仍无明显厌氧氨氧化颗粒污泥的形成。本发明方法通过有效控制进水溶解氧，并采取模拟废水进水氨氮与亚硝酸盐氮浓度升高，随后逐渐缩短水力停留时间(Hydraulic Retention Time,HRT)的方式提高膨胀颗粒污泥床反应器(Expanded Granular Sludge Bed, EGSB)的运行总氮负荷,有利于厌氧氨氧化菌的富集培养和对氮的去除速率不断提高。本发明方法20天左右成功启动反应器，80天左右获得厌氧氨氧化颗粒污泥。反应器运行第89d左右，厌氧氨氧化颗粒污泥对总氮负荷去除率达到4. 758kgN/m3 · d左右。
图1是具体实施方式
九对氨氮的去除效果图；图2是具体实施方式
九对亚硝酸盐氮的去除效果图；图3是具体实施方式
九对进水总氮的去除效果图；图4是具体实施方式
九厌氧氨氧化颗粒污泥SEM图片(80d);图5是具体实施方式
九厌氧氨氧化颗粒污泥粒径分布(80d)。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式中厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法是按下述步骤进行的步骤一、将好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化种泥同时接种于EGSB反应器内，好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化种泥体积之和占反应器总体积的28°/Γ35%，好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化种泥的体积比为1: (2. O 2. 3);步骤二、将溶解氧 浓度为O O. 8mg/L、pH值为7. 5 8. 3的含氮模拟废水以3. Om/h的上升流速通入EGSB反应器内，在30 35°C下运行，控制HRT为12h ;检测EGSB反应器进水及出水的氨氮的浓度，保持水力停留时间为12h，出现氨氮和亚硝酸盐氮同步去除率80%以上时，逐渐提高含氮模拟废水中氨氮和亚硝酸盐氮的浓度，控制模拟废水中亚硝酸盐氮与氨氮的浓度比值在广1. 32 :1，直至含氮模拟废水中亚硝酸盐氮的浓度提高到200mg/L以上且水处理反应所去除亚硝酸盐氮与所去除氨氮的比值为1. 3(Tl. 32、所生成硝酸盐氮与所去除氨氮的比值为O. 25、. 27，启动完成；步骤三、启动完成后在保持EGSB反应器内氨氮和亚硝酸盐氮进水浓度稳定，出现氨氮和亚硝酸盐氮同步去除率80%以上时，逐步缩短水力停留时间，控制模拟废水中亚硝酸盐氮与氨氮的浓度比值在广1. 32 :1，直至水力停留时间缩短为2. 6小时；即完成了厌氧氨氧化颗粒污泥的培养。本实施方式方法20天左右成功启动反应器，80天左右获得厌氧氨氧化颗粒污泥。反应器运行第89d左右，厌氧氨氧化颗粒污泥对总氮负荷去除率达到4. 758kgN/m3 ·(!左右。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是所述含氮模拟废水中 KHCO3 的浓度为 1000mg/L、KH2PO4 的浓度为 50mg/L、MgSO4 · 7H20 的浓度为 200mg/L、CaCl2 ·2Η20 的浓度为 151mg/L、ZnS04 ·7Η20 的浓度为 430mg/L、CoCl2 ·6Η20 的浓度为 240mg/L、CuSO4 · 5H20 的浓度为 250mg/L、H3BO4 的浓度为 14mg/L、MnCl2 · 4H20 的浓度为 990mg/L、NaSeO4 · IOH2O 的浓度为 210mg/L、NiCl · 6H20 的浓度为 190mg/L、NaMoO4 · 2H20 的浓度为220 mg/L、维生素B6盐酸盐的浓度为10mg/L、维生素BI盐酸盐的浓度为5mg/L、维生素B2的浓度为5mg/L、烟酸的浓度为5mg/L、泛酸的浓度为5mg/L、对氨基苯甲酸的浓度为5mg/L、硫辛酸的浓度为5mg/L、维生素H的浓度为2mg/L、叶酸的浓度为2mg/L、维生素B12的浓度为O.1 mg/L，含氮模拟废水氨氮以NH4Cl的形式添加、亚硝酸盐氮以NaNO2的形式添加。其它步骤和参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
二不同的是步骤一所述含氮模拟废水中NH4Cl的初始浓度为19. 5 23. 6mg/L、NaNO2的初始浓度为31. 3 32. 4mg/L。其它步骤和参数与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是步骤三中逐步增大回流比，提高反应器内上升流速，最终反应器内上升流速提高至9. Om/h。其它步骤和参数与具体实施方式
一至三之一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是厌氧氨氧化颗粒污泥培养过程中EGSB反应器内污泥分层，或底部污泥浓度明显大于上部污泥浓度，则增大回流比，提高反应器内上升流速，上升流速提高为15. O m/h、上升流速提高时间为3 5min。其它步骤和参数与具体实施方式
一至四之一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是厌氧氨氧化颗粒污泥培养过程中每12小时调整回流比I次，控制反应器上升流速15m/h，调整时间为3 5min。其它步骤和参数与具体实施方式
一至五之一相同。本实施方式通过增加上升流速来进行水力扰动，对EGSB反应器进行水力扰动，有利于厌氧氨氧化菌对基质底物的充分接触，加快厌氧氨氧化菌的富集培养，同时流速的突然增大，利于厌氧氨氧化菌体自凝，加快厌氧氨氧化颗粒污泥的形成；使其在短期内达到高效的总氮去除速率，并稳定运行。
具体实施方式
七本实施方式中厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法是按下述步骤进行的`步骤一、将好氧颗粒污泥(取自同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室运行稳定的SBR反应器)和厌氧氨氧化种泥同(取自同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室运行稳定的SBBR反应器)时接种于EGSB反应器内，好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化种泥体积之和占反应器总体积的30%左右，好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化种泥的体积比为1:2 ；步骤二、将溶解氧浓度为O O. 8mg/L、pH值为7. 5 8. 3的含氮模拟废水(成分及含量见表1-3)以3. Om/h的上升流速通入EGSB反应器内，在30 35°C下运行，控制HRT为12h ;检测EGSB反应器进水及出水的氨氮和亚硝酸盐氮的浓度，保持水力停留时间为12h，出现氨氮和亚硝酸盐氮同步去除率80%以上时，提高含氮模拟废水中氨氮的浓度，控制模拟废水中亚硝酸盐氮与氨氮的浓度比值在广1. 32 :1，直至含氮模拟废水中亚硝酸盐氮的浓度提高到226. 8mg/L且水处理反应所去除亚硝酸盐氮与所去除氨氮的比值为1. 32、所生成硝酸盐氮与所去除氨氮的比值为O. 26，启动完成；步骤三、启动完成后在保持EGSB反应器内氨氮和亚硝酸盐氮进水浓度稳定，出现氨氮和亚硝酸盐氮同步去除率80%以上时，逐步缩短水力停留时间，控制模拟废水中亚硝酸盐氮与氨氮的浓度比值在广1. 32 :1，直至水力停留时间缩短为2. 6小时；即完成了厌氧氨氧化颗粒污泥的培养。本实施方式EGSB反应器运行过程中含氮模拟废水进水氨氮浓度和进水亚硝酸盐氮浓度及HRT如表4所示。本实施方式EGSB反应器运行过程中上升流速的变化如表5所示。本实施方式厌氧氨氧化颗粒污泥培养过程中每12小时调整回流比I次，控制反应器上升流速15m/h,调整时间为3min。厌氧氨氧化颗粒污泥培养过程中EGSB反应器内污泥分层，或底部污泥浓度明显大于上部污泥浓度，则增大回流比，提高反应器内上升流速，上升流速提高为15.0 m/h、上升流速提高时间为4min。本实施方式得到的厌氧氨氧化颗粒污泥的粒径分布为O.1 1. 56mm,平均粒径为O. 54mm,比重均大于I。本实施方式方法20天成功启动反应器，80天左右获得厌氧氨氧化颗粒污泥。反应器运行第89d，厌氧氨氧化颗粒污泥对总氮负荷去除率达到4. 758kgN/m3 · d左右。表I 模拟含氮废水培养成分
权利要求
1.厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法，其特征在于厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法是按下述步骤进行的 步骤一、将好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化种泥同时接种于EGSB反应器内，好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化种泥体积之和占反应器总体积的28°/Γ35%，好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化种泥的体积比为I (2. O 2.3); 步骤二、将溶解氧浓度为O O. 8mg/L、pH值为7. 5 8. 3的含氮模拟废水以3. Om/h的上升流速通入EGSB反应器内，在30 35°C下运行，控制HRT为12h ;检测EGSB反应器进水及出水的氨氮和亚硝酸盐氮的浓度，保持水力停留时间为12h，出现氨氮和亚硝酸盐氮同步去除率80%以上时，逐渐提高含氮模拟废水中氨氮的浓度，并控制模拟废水中亚硝酸盐氮与氨氮的浓度比值在广1. 32 :1，直至含氮模拟废水中亚硝酸盐氮的浓度提高到200mg/L以上且水处理反应所去除亚硝酸盐氮与所去除氨氮的比值为1. 3(Tl. 32、所生成硝酸盐氮与所去除氨氮的比值为O. 25、. 27，启动完成； 步骤三、启动完成后在保持EGSB反应器内氨氮和亚硝酸盐氮的进水浓度稳定，出现氨氮和亚硝酸盐氮同步去除率80%以上时，逐步缩短水力停留时间，控制模拟废水中亚硝酸盐氮与氨氮的浓度比值在广1. 32 :1，直至水力停留时间缩短为2. 6小时；即完成了厌氧氨氧化颗粒污泥的培养。
2.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法，其特征在于所述含氮模拟废水中KHCO3的浓度为1000mg/L、KH2PO4的浓度为50mg/L、MgSO4 · 7H20的浓度为200mg/L、CaCl2 ·2Η20 的浓度为 151mg/L、ZnS04 ·7Η20 的浓度为 430mg/L、CoCl2 ·6Η20 的浓度为 240mg/L、CuSO4 · 5H20 的浓度为 250mg/L、H3BO4 的浓度为 14mg/L、MnCl2 · 4H20 的浓度为 990mg/L、NaSeO4 · IOH2O 的浓度为 210mg/L、NiCl · 6H20 的浓度为 190mg/L、NaMoO4 · 2H20 的浓度为220 mg/L、维生素B6盐酸盐的浓度为10mg/L、维生素BI盐酸盐的浓度为5mg/L、维生素B2的浓度为5mg/L、烟酸的浓度为5mg/L、泛酸的浓度为5mg/L、对氨基苯甲酸的浓度为5mg/L、硫辛酸的浓度为5mg/L、维生素H的浓度为2mg/L、叶酸的浓度为2mg/L、维生素B12的浓度为O.1 mg/L，含氮模拟废水氨氮以NH4Cl的形式添加、亚硝酸盐氮以NaNO2的形式添加。
3.根据权利要求2所述的厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法，其特征在于步骤一所述含氮模拟废水中NH4Cl的初始浓度为19. 5 23. 6mg/L、NaNO2的初始浓度为31. 3 32. 4mg/L。
4.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法，其特征在于步骤三中逐步增大回流比，提高反应器内上升流速，最终反应器内上升流速提高至9. 0m/h。
5.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法，其特征在于厌氧氨氧化颗粒污泥培养过程中EGSB反应器内污泥分层，或底部污泥浓度明显大于上部污泥浓度，则增大回流比，提高反应器内上升流速，上升流速提高为15. O m/h、上升流速提高时间为3 5min。
6.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法，其特征在于厌氧氨氧化颗粒污泥培养过程中每12小时调整回流比I次，控制反应器上升流速15m/h，调整时间为3 5min。
全文摘要
厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法，属于水处理领域。本发明要解决现有高效厌氧氨氧化颗粒污泥培养困难、培养时间长的技术问题。本发明方法如下一、将好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化种泥同时接种于EGSB反应器内；二、将含氮模拟废水通入EGSB反应器内，保持水力停留时间为12h，出现氨氮和亚硝酸盐氮同步去除率80%以上时，逐渐提高进水中氨氮和亚硝酸盐氮的浓度至成功启动；三、然后保持氨氮和亚硝酸盐氮的进水浓度稳定，出现氨氮和亚硝酸盐氮同步去除率80%以上时，逐步缩短水力停留时间直至2.6小时；即完成厌氧氨氧化颗粒污泥的培养。本发明方法20天左右成功启动反应器，89天左右获得高效厌氧氨氧化颗粒污泥。
文档编号C02F3/28GK103043788SQ201310001899
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者高大文, 丛岩, 袁青, 黄晓丽, 陶彧, 任南琪 申请人:哈尔滨工业大学