专利名称：一种适用于城市生活污水sbr亚硝化启动方法
技术领域：
本发明属于城市污水处理与资源化领域。具体涉及专用于常温条件下城市生活污水SBR亚硝化启动的方法。
背景技术：
废水中氮的去除主要包括物理法、化学法及生物脱氮法，与物理化学脱氮技术相t匕，生物脱氮技术具有工艺简单、成本低廉、较易推广，且不易造成二次污染等优点，因此，越来越受到人们的青睐。传统的生物脱氮工艺是通过氨化作用将水中的有机氮转化为氨氮，然后通过硝化反应将氨氮转化为硝态氮，再由反硝化作用将硝态氮还原为氮气从水中逸出。然而，传统的硝化/反硝化生物脱氮工艺存在流程长、供氧量高、需要外加碳源、污泥产量高等问题，以上问题将会大大增加基建投资和运行费用。因此，以短程硝化(nh4+-no2_)为核心的短程脱氮技术成为了当前含氮废水处理的研究热点，例如短程硝化反硝化技术、短程硝化-厌氧氨氧化技术等。短程硝化技术是把硝化反应过程控制在NO2-生成阶段，阻止勵2_被进一步氧化为no3_。其与厌氧氨氧化技术组合而成的自养脱氮工艺比传统的全程硝化技术减少了 25%的需氧量、100%的碳源及50%的污泥产量。因此短程硝化以其诸多的优点，在废水处理领域中受到越来越广泛的关注。而短程硝化的实现与稳定运行是广大学者研究的关键问题。近几年来，短程硝化被应用于污泥硝化上清液、焦化废水、城市垃圾填埋场渗滤液、高氨氮味精废水等高氨氮浓度废水的处理，而且取得了很好的处理效果。在处理低氨氮的生活污水方面，也有一些成功的案例。但是这些研究大部分都是在高氨氮浓度的条件下，利用高游离氨的有利条件实现了短程硝化的启动。在处理低氨氮浓度的生活污水时，这种启动方式不仅需要人为添加大量含氨试剂，在转为处理低氨氮污水时还可能出现运行不稳定的状况。而低氨氮浓度条件下的启动方式不仅节省了外加试剂，还能保证后续处理效果的稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对城市生活污水，即常温、低氨氮条件下，由普通硝化污泥启动亚硝化的方法。本发明提供一种常温条件下城市生活污水SBR亚硝化启动方法，其特征在于:一种适用于常温城市生活污水SBR亚硝化启动方法，其特征在于:接种硝化污泥，置于SBR反应器内，通入城市生活污水，在DO=0.80-1.00mg/L条件下运行10-15天，然后再降低溶解氧至0.30-0.50mg/L，运行20-30天，并且保持此阶段的氨氧化率，即进出水氨氮差值与进 水氨氮的比值为40% _70%，在此条件下持续驯化污泥，计算亚硝化率，即反应积累的亚硝酸盐与积累的亚硝酸盐与硝酸盐之和的比值，以及COD去除率，即进出水COD浓度差值与进水COD浓度的比值，亚硝化率达到90%以上及COD去除率达80%以上，即可成功启动亚硝化。
本发明所提供的亚硝化启动的方法，是在常温、低氨氮条件下，以实际城市污水为基础用水，通过 DO=0.80-1.00mg/L (10-15 天)-DO=0.30-0.50mg/L (20-30 天)的曝气控制策略及氨氧化率(40%-70%)的控制策略，以序批式生物反应器(SBR)方式来实现城市污水的亚硝化。具体步骤如下:步骤1:反应器搭建反应器采用SBR反应器，反应器装有曝气装置，可以通过调节曝气量来控制反应器废水中的溶解氧浓度。反应器设置简单的自动控制装置，自动实现进水、反应、沉淀、排水流程。步骤2:接种污泥接种普通硝化污泥，置于SBR反应器中，通入城市生活污水，开始曝气，并控制溶解氧为2.0-3.0mg/L。此步骤旨在让接种污泥适应新环境，每天进行2个周期，进行2天共4个周期。步骤3:启动亚硝化控制DO浓度为0.80-1.00mg/L,使AOB和NOB均可得到快速增殖，运行10-15天(20-30个周期)，使出水氨氮有剩余。后控制DO浓度为0.3-0.5mg/L,氨氧化率为40%_70%，运行20-30天(40-60个周期)，以富集AOB，抑制NOB，最终将NOB淘汰出系统，以亚硝化率I天持续大于90%，COD去除率大于80%作为生活污水SBR亚硝化启动成功的标志。与传统方法相比，本发明的优势在于:第一，在常温低氨氮条件下，即实际城市生活污水水质条件下，通过控制溶解氧及氨氧化率即实现了亚硝化的启动。不需投加氨氮及升高温度，节省运行费用。第二，利用A0B、NOB两种细菌的比生长速率不同，通过高氧、限氧及控制氨氧化率的方式，实现了启动亚硝化目的，此策略尤其适合初始污泥中AOB含量少不易启动的污泥。第三，可以同步实现生活污水SBR反应器亚硝化及去除COD的目的。以下结合具体实施方式
对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围并不局限于此。
图1是本发明中反应器氮素转化效果图，其中A亚硝酸盐氮为进出水亚硝酸盐氮浓度差值硝酸盐氮为进出水硝酸盐氮浓度差值。
具体实施例方式试验以某小区生活污水为基础用水，具体水质如下:C0D=300-400mg/L, B0D5=120-150mg/L, SS=76_114mg/L，TP = 5.75-6.30mg/L, NH4+-N=75_90mg/L，NOf-N ( 0.25mg/L，NOf-N ( 1.5mg/L，TP ( lmg/L，pH=7.0-7.8，碱度为 550.59-610.78mg/L (以 CaCO3 计)。具体处理如下:在初期的污泥驯化 中，首先控制DO浓度为0.8-1.0mg/L运行IOd (20个周期)，使A0B、NOB均可得到快速增殖，从第Ild开始进行限氧，控制DO浓度至0.3-0.5mg/L,并且控制氨氧化率在50%左右，利用低DO及氨氧化率的双重控制以富集A0B、淘汰N0B。图1为启动阶段三氮浓度、氨氧化率及亚硝化率的变化趋势图。由图1可知，在前IOd的运行中，出水中并没有出现亚硝酸盐氮的积累，氨氮全部转化为硝酸盐氮，后降低DO及氨氧化率，至第29d时出现了亚硝酸盐氮的积累，亚硝化率为43%，至第40d时，亚硝化率达92.67%。于是第41d开始，将氨氧化率控制在80%以上，接下来的3d的适应(亚硝化率稍有下降)期后，亚硝化率一直连续7d稳定在90%以上，标志着生活污水SBR亚硝化实现了成功启动。启动过程中前期DO为0.8-1.0mg/L的条件下，虽然AOB、NOB均得到快速增殖，但由于转化Ig氨氮可产生0.146g的AOB和0.020g的N0B，A0B的产率为NOB产率的7.3倍，因此AOB的增殖速度要远高于N0B,也可将适应于低氧的NOB淘汰出系统。后降低溶解氧至
0.30-0.50mg/L时，由于AOB对溶解氧的亲和力(D0半饱和常数为1.2-1.4mg/L)大于NOB(D0半饱和常数为0.2-0.4mg/L),因此对DO具有更强亲和力的大量AOB优先获得溶解氧，NOB由于缺少溶解氧使硝化作用减弱，从而限制了硝酸盐的产生，有利于亚硝酸盐的积累；另外，由于硝化过程分为两步完成，首先AOB将NH4+-N转化为NO2--N,然后NOB将N02__N转化为N03_-N。因此将氨氧化率控制在50%左右(均值为58.4%),可以使出水保留约占进水一半的氨氮，于是NOB生长所需基质亚氮一直低于AOB生长所需基质氨氮，也有利于富集A0B、抑制N0B。在启动过程中，COD去除率一直较高，大于80%，出水COD均在50mg/L以下，符合城市污水处理厂一级A标准。因此，通过控制DO=0.80-1.00mg/L (10-15 天)-DO=0.30-0.50mg/L (20-30 天)的
曝气控制策略及氨氧化率(40%-70%)的控制策略实现了常温城市生活污水SBR亚硝化的启动，并且具有很好的COD去除 效果。
权利要求
1.一种适用于城市生活污水SBR亚硝化启动方法，其特征在于: 接种硝化污泥，置于SBR反应器内，通入城市生活污水，在DO=0.80-1.00mg/L条件下运行10-15天，然后再降低溶解氧至0.30-0.50mg/L，运行20-30天，并且保持此阶段的氨氧化率，即进出水氨氮差值与进水氨氮的比值为40%-70%，在此条件下持续驯化污泥，计算亚硝化率，即反应积累的亚硝酸盐与积累的亚硝酸盐与硝酸盐之和的比值，以及COD去除率，即进出水COD浓度差值与进水COD浓度的比值，亚硝化率达到90%以上及COD去除率达80%以上，即可成功启动 亚硝化。
全文摘要
一种适用于城市生活污水SBR亚硝化启动方法属于城市污水处理与资源化领域。在常温条件下接种全程硝化污泥，使用城市生活污水为研究对象，在初期的污泥驯化中，首先控制DO浓度为0.8-1.0mg/L运行10d(20个周期)，使AOB、NOB均可得到快速增殖，从第11d开始进行限氧，控制DO浓度至0.3-0.5mg/L，并且控制氨氧化率在50%左右，经44d亚硝化率达到90%以上，COD去除率达80%以上，成功实现了常温生活污水SBR亚硝化的启动。
文档编号C02F3/12GK103102008SQ20131005905
公开日2013年5月15日 申请日期2013年2月25日 优先权日2013年2月25日
发明者李冬, 苏东霞, 张功良, 张肖静, 梁瑜海, 周元正, 张玉龙, 吴青, 苏庆岭, 张翠丹, 门绚, 杨胤, 何永平, 范丹, 罗亚红, 曾辉平, 张 杰 申请人:北京工业大学