一种启动厌氧氨氧化滤柱的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于污水处理及资源化领域。具体涉及在滤柱形式的反应器中启动厌氧氨 氧化工艺的方法。适合于高氨氮、低碳氮比的污废水处理。
【背景技术】
[0002] 厌氧氨氧化(ΑΝΑΜΜ0Χ)是一种全新的生物脱氮工艺，突破了传统生物脱氮局限。与 较传统脱氮工艺相比，厌氧氨氧化工艺具有不需外加碳源，节省62.5%的曝气量，污泥产量 少等优点。将厌氧氨氧化工艺应用于低C/N比城市生活污水，对于降低污水厂能耗，减少碳 排量，改善水环境等都有着重大的现实意义。该工艺符合低碳、高效、可持续的污废水处理 理念，是一种前景广阔的新工艺。
[0003] 厌氧氨氧化工艺的工艺形式主要包括活性污泥工艺、生物膜工艺和颗粒污泥工艺 等。尤其是基于生物膜的厌氧氨氧化滤柱，由于截留性能好，操作简便，耐冲击负荷强，总氮 去除负荷高，受到了广泛的关注。近年来，邱文新、田志勇、曾涛涛等诸多研究者采用滤柱生 物膜的形式实现了厌氧氨氧化工艺。
[0004] 厌氧氨氧化生物膜工艺所面临的困难之一就是启动时间长，一方面是由于厌氧氨 氧化菌倍增时间长达14d，从普通活性污泥中富集困难;另一方面是由于挂膜困难，接种菌 种存活率低。传统上向流厌氧氨氧化滤柱的启动接种方法将厌氧氨氧化菌从进水口打入， 由于水流和产生气流的共同作用，易造成污泥沉底和漏出的现象，沉底污泥和滤层漏出的 污泥均难以存活，降低了接种污泥的存活率。整个启动过程中，污泥沉底和滤料漏泥的现象 会导致接种微生物的死亡，而在底部上升流速的作用下，厌氧氨氧化污泥稳定分布在滤柱 中部，避免了这两种现象的发生，加速了滤柱挂膜的过程，提高了接种滤柱菌种的存活率， 缩短了反应器的启动时间。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种启动厌氧氨氧化滤柱的方法。其特征在于，包括如下步骤：
[0006] 在滤柱反应器中装填滤料。基质从底部进入，滤柱中保持0.05~0.2m/h的滤速。接 种的厌氧氨氧化污泥从滤柱中部进水口注入反应器，在此过程中保持厌氧氨氧化污泥注入 流量小于基质流量，污泥全部进入反应器后关闭中部进水口。采用合成废水作为基质， iVZ-Z4+ -况浓度为30~100mg/L，夏?2--汉浓度为30~100mg/L，基质pH通过NaHCO3调节在7 · 6 ~8.2之间。
[0007] 培养过程根据进水负荷的不同分为以下三个阶段：
[0008] 阶段I为循环进水阶段:污泥全部从中部打入反应器后，底部进水，滤池出水收集 并作为进水，循环进水挂膜，保持0.05~0.2m/h的滤速，直到滤柱出水悬浮固体颗粒物浓度 持续I d小于I Omg/L，滤料挂膜成功。
[0009] 阶段II为低负荷运行:反应器改为定负荷运行，初期采用低负荷运行反应器。水力 停留时间HRT为2~4h，滤速控制在0.1~0.3m/h。反应器连续7天以上总氮去除率超过80% 时，认为微生物已经适应了反应器的水力条件，滤柱初步启动成功。
[0010] 阶段π I为高负荷运行:基质浓度保持不变，将水力停留时间HRT缩短为1~2h，滤 速为0.2~0.6m/h。反应器连续7天总氮以上去除率大于80%时，厌氧氨氧化滤柱启动成功。
[0011] 本发明提供了一种启动厌氧氨氧化滤柱的方法，通过控制滤柱中的滤速，使中部 进入的污泥保持在反应器中部，减少了污泥沉底和漏出现象的发生，提高了接种污泥的存 活率，缩短了反应器的启动。
【附图说明】：
[0012] 图1是本发明中具体实例的滤柱装置示意图
[0014] 图2是本发明中具体实例启动厌氧氨氧化滤柱时进出水氮素的变化图
[0015] 图3是本发明中具体实例启动厌氧氨氧化滤柱时总氮去除率及总氮去除负荷的变 化图
【具体实施方式】
[0016] 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。
[0017]实施例
[0018] 本发明采用的反应器由有机玻璃精加工而成，总容积15L，有效容积5L，内径8cm。 承托层高5cm，滤料高80cm，有效体积5L，内部装填直径5~IOmm的火山岩填料。反应器采用 上向流，底部设有曝气装置和布水装置，整个反应器置于32°C的水浴中。
[0019] 试验用水为人工合成废水，以（NH4)2S〇4和NaNO2为基质，Λ圪和iVDf浓度 均50mg/L，投加 NaHC03250mg/L使pH控制在7.8~8.2之间，接种污泥为高纯度的厌氧氨氧化 菌。各培养阶段操作运行条件见表1。反应器运行时的1~3d挂膜，4~35d低负荷运行，第36d 将水力停留时间从3.33h降低为1.67h，36~44d高负荷运行。
[0020] 表1厌氧氨氧化滤柱各阶段运行工况
[0022] 第I阶段为循环进水阶段，基质从底部进入，基质流量为7.5L/h，滤速为0.15m/h， 出水收集并作为进水，循环进水挂膜。接种污泥从中部进入反应器，污泥流量为l.〇L/h，接 种污泥全部进入反应器后关闭中部进水口。运行到第3d时，出水悬浮固体颗粒物浓度持续 小于10mg/L，认为滤料初步挂膜成功。
[0023]第II阶段为低负荷运行阶段，反应器改为定负荷运行，初期采用较低负荷运行反 应器。水力停留时间HRT为2~4h，滤速控制在0.1~0.3m/h。第4，5，6d，反应器有较高的氮素 去除，是由于循环进水阶段后期，反应器中基质几乎被耗尽，从循环进水转向定负荷运行 时，进水基质浓度高，滤料会对基质有吸附作用，因此有较高的氨氮去除率和亚氮去除率。 到反应器运行到第7、8天时，不适应环境的细菌死亡，内源反硝化，氮素的去除率较高，出水 硝氮较低。随着反应器的运行，厌氧氨氧化菌适应滤柱环境，细菌增殖，总氮去除率和总氮 去除负荷不断提高。直到35d时，总氮去除率已稳定7天在80%以上，说明反应初步启动成 功。
[0024] 第III阶段为低负荷运行阶段，第36d将水力停留时间从3.33h降低到1.67h，进水 总氮负荷提高一倍，滤速为〇. 48m/h。第36，37d时，起初由于条件的改变，厌氧氨氧化菌活性 降低，总氮去除率从80%降低到33%。随后的运行中，厌氧氨氧化菌活性逐渐提高。反应器 运行到52d时，总氮去除率已连续7d在80%以上，厌氧氨氧化滤柱启动成功。
【主权项】
1. 一种启动厌氧氨氧化滤柱的方法，其特征在于，包括如下步骤： 在滤柱反应器中装填滤料;基质从底部进入，滤柱中保持0.05~0.2m/h的滤速;接种的 厌氧氨氧化污泥从滤柱中部进水口注入反应器，在此过程中保持厌氧氨氧化污泥注入流量 小于基质流量，污泥全部进入反应器后关闭中部进水口；采用合成废水作为基质，Μ巧-W 浓度为30~lOOmg/L，.萬W浓度为30~lOOmg/L，基质抑通过化HC03调节在7.6~8.2之 间； 培养过程根据进水负荷的不同分为W下Ξ个阶段： 阶段I为循环进水阶段:污泥全部从中部打入反应器后，底部进水，滤池出水收集并作 为进水，循环进水挂膜，保持0.05~0.2mA的滤速，直到滤柱出水悬浮固体颗粒物浓度持续 Id小于lOmg/L，滤料挂膜成功； 阶段II为低负荷运行：水力停留时间HRT为2~4h，滤速控制在0.1~0.3m/h;反应器连 续7天W上总氮去除率超过80%时，认为微生物已经适应了反应器的水力条件，滤柱初步启 动成功； 阶段III为高负荷运行:基质浓度保持不变，将水力停留时间HRT缩短为1~化，滤速为 0.2~0.6mA;反应器连续7天W上总氮去除率大于80%时，厌氧氨氧化滤柱启动成功。
【专利摘要】一种启动厌氧氨氧化滤柱的方法属于污水处理级资源化领域。其步骤为：在滤柱反应器中装填滤料。基质从底部进入，使滤柱保持0.05～0.2m/h的滤速，接种的厌氧氨氧化污泥从滤柱中部进水口注入反应器。首先循环进水挂膜，随着滤料对污泥的截留，出水悬浮固体颗粒物不断降低，污泥被稳定截留在反应器中；随后在低负荷条件下启动厌氧氨氧化滤柱，随着接种污泥对滤柱反应条件不断适应，反应器的处理能力不断提高；最后进入高负荷培养阶段，采用保持进基质浓度不变、缩短水力停留时间的方式来提高进水负荷，提高反应器处理能力。本发明加速了滤柱挂膜的过程，提高了接种滤柱菌种的存活率，缩短了反应器的启动时间。
【IPC分类】C02F101/16, C02F3/28
【公开号】CN105540831
【申请号】CN201510921361
【发明人】李冬, 赵世勋, 关宏伟, 张艳辉, 曾辉平, 张 杰
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月12日