一种利用二氧化锰快速启动厌氧氨氧化工艺的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用二氧化锰快速启动厌氧氨氧化工艺方法，所述方法为：在用作厌氧氨氧化工艺启动的EGSB反应器底部，添加适量二氧化锰粉末，与接种污泥混合，逐渐提高运行负荷，严格控制运行条件；通过本发明启动的厌氧氨氧化污泥，其容积效能更大，厌氧氨氧化活性更高，具有高效稳定的脱氮性能。
【专利说明】
一种利用二氧化锰快速启动厌氧氨氧化工艺的方法
技术领域
[0001] 本发明属于污水生物处理技术领域，涉及一种利用二氧化锰快速启动厌氧氨氧化 工艺的方法。
【背景技术】
[0002] 相较于传统生物脱氮工艺，厌氧氨氧化工艺具有运行费用低，污泥产量少，运行负 荷高等优势，自发现之处便受到广泛重视。然而，功能微生物生长缓慢，污泥产率系数低，极 大限制了厌氧氨氧化工艺的应用。国内外关于厌氧氨氧化的快速启动，主要集中在:接种污 泥的选取，反应器的设计和改进，运行策略的优化等方面。
[0003] 厌氧膨胀颗粒床反应器(EGSB)是以上流式厌氧污泥床反应器(UASB)为基础开发 的第三代厌氧反应器，相较于传统UASB反应器，其设置有回流系统，提高了生化反应速率， 因而极大提高了处理能效。ESGB具有较高生物持留，充分的泥水混合条件的特点，非常适用 于厌氧氨氧化工艺的启动。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题是提供一种利用二氧化锰快速启动厌氧氨氧化工艺的方 法。
[0005] 本发明的技术方案是:一种利用二氧化锰快速启动厌氧氨氧化工艺的方法，以反 硝化污泥作接种污泥，以合成含氮废水作培养液，连续运行110天以上。控制反应器运行条 件，筛选掉杂生菌种，促进厌氧氨氧化菌的生长和富集，增强厌氧氨氧化活性，进而为优化 厌氧氨氧化工艺启动提供技术指导。其具体步骤如下：
[0006] 步骤一:在厌氧膨胀颗粒床反应器(EGSB)内填充反硝化污泥，反应器底部形成活 性污泥区，同时加入30g经活化的二氧化锰粉末，通过保温层控制运行温度在35±2°C。
[0007] 步骤二：反应器内污泥浓度为20g/L，通过蠕动栗连续进水。合成含氮废水预先经 高纯氮气至溶解氧浓度小于0.3mg/L，pH调整在7.5 ± 0.2，其组分为:氨氮30-300mg/L，亚硝 酸盐氮 30_400mg/L，碳酸氢钠490_510mg/L，磷酸二氢钾 30_40mg/L，硫酸铁 2 · 5-4 · 5mg/L。
[0008] 步骤三:EGSB反应器经3-4月的驯化，表现出稳定的厌氧氨氧化活性，总氮去除率 在80%以上，出水水质稳定，110天基质氮负荷为110〇11^/(1^.(1)，远高于空白组605.511^/ (L · d) 〇
[0009] 尤为重要的是，在所述反应器底部填充30g二氧化锰粉末，其纯度3 99.9%，粒径 为 4-7μηι〇
[0010] 进一步地，所述合成废水的主要组分为：氨氮30-300mg/L，亚硝酸盐氮30-400mg/ 1^，碳酸氢钠49〇-51〇11^/1，磷酸二氢钾3〇-4〇11^/1，氨氮与亚硝酸盐氮的投加比在1 :1.32。
[0011] 进一步地，所述微量元素浓缩液I和π各1.25mg/L，微量元素浓缩液I的组成（g/ L):EDTA 5，FeS〇4 5;微量元素浓缩液Π 的组成（g/L)为:EDTA 15，H3B〇4〇.〇14，MnCl2,4H2〇 0.99,CuSO4· 5H20 0.25,ZnSO4· 7H20 0.43,NiCl2 · 6H20 0.19,NaSeO4· IOH2O 0.21, NaMoO4· 2H20 0.22〇
[0012]本发明的有益效果体现在以下两点：
[0013] (1)锰元素在厌氧氨氧化的生长和代谢中起到关键作用，其对厌氧氨氧化的影响 最初在海洋生态学中发现，富含锰元素的沉积物中表现出极强的厌氧氨氧化活性。本发明 则证明了反应器中填充二氧化锰粉末，有利于厌氧氨氧化菌的富集，极大高了反应器内基 质氮负荷。
[0014] (2)通过本方法启动得到的厌氧氨氧化混合培养物，具有更高的容积效能和厌氧 氨氧化活性，反应器具有高效、稳定的脱氮性能。
【附图说明】
[0015] 图1为空白组和添加二氧化锰粉末组，反应器进出水基质浓度图，其中A为空白组， B为实施例(二氧化锰粉末投加30g)。
[0016] 图2为反应器的基质氮负荷对比，其中A为空白组，B为实施例（二氧化锰粉末投加 30g) 〇
[0017] 图3为本发明反应器工作示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和具体的实例对本发明作进一步说明。
[0019] 下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法;所述试剂和材料，如 无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0020] 实施例1
[0021] -种快速启动厌氧氨氧化工艺的方法，包括如下步骤：
[0022] (1)接种污泥:选取南京某市政污水厂氧化沟工艺反硝化污泥作接种污泥，初始污 泥浓度为20g/L
[0023] (2)EGSB反应器：由PVC(聚氯乙烯)材料制成，其有效容积为1.6L
[0024] (3)合成废水的主要组分及浓度
[0026] (4)运行条件:反应器运行温度在33°C，进水pH控制在7.3，溶解氧低于0.3mg/L，反 应器柱身以黑布遮光
[0027] (5)运行方式:采取连续运行，水力停留时间（HRT)设定为1天，合成废水氨氮和亚 硝酸盐氮的浓度逐步提升，其比例控制在1:1.2左右，每日测定进出水氨氮，硝酸盐氮，亚硝 酸盐氮的浓度，pH值。
[0028] 实施例2
[0029] (1)接种污泥:选取南京某市政污水厂氧化沟工艺反硝化污泥作接种污泥，初始污 泥浓度为20g/L
[0030] (2)EGSB反应器：由PVC(聚氯乙烯)材料制成，其有效容积为1.6L，反应器底部填充 有二氧化锰粉末。
[0031] (3)合成废水的主要组分及浓度
[0033] (4)运行条件:反应器运行温度在37°C，进水pH控制在7.7，溶解氧低于0.3!1^/1，反 应器柱身以黑布遮光
[0034] (5)运行方式:采取连续运行，水力停留时间（HRT)设定为1天，合成废水氨氮和亚 硝酸盐氮的浓度逐步提升，其比例控制在1:1.4左右，每日测定进出水氨氮，硝酸盐氮，亚硝 酸盐氮的浓度，pH值。
[0035]以上示意性地对本发明创造及实施方式进行了描述，该描述并没有限制性，附图 中所示也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的 普通技术人员受其启发，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方 案及装置相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。
【主权项】
1. 一种利用二氧化锰快速启动厌氧氨氧化工艺的方法，其特征在于，所述方法包括以 下步骤： 步骤一:在厌氧膨胀颗粒床反应器(EGSB)内接种反硝化污泥，反应器底部形成活性污 泥区，同时加入30g经活化的二氧化锰粉末，通过保温层控制运行温度在35±2°C。 步骤二:反应器内污泥浓度为20g/L，通过蠕动栗连续进水。合成废水预先经高纯氮气 至溶解氧浓度小于〇 . 3mg/L，pH调整在7.5 ± O . 2，其组分为:氨氮30-300mg/L，亚硝酸盐氮 30 -400mg/L，碳酸氢钠490-510mg/L，磷酸二氢钾30-40mg/L，其他微量元素若干。基质浓度 (氨氮及亚硝酸盐氮）最初控制在40mg/L，而后逐渐提升，其比例控制在NHAMV=I :1.2-1.4,反应器水力停留时间(HRT)为1天。 步骤三:EGSB反应器经3-4月的驯化，表现出稳定的厌氧氨氧化活性，总氮去除率在 80%以上，出水水质稳定，110天基质氮负荷为1100mg/(L · d)，远高于空白组605.5mg/(L · d) 〇2. 根据权利要求1所述的快速启动厌氧氨氧化的方法，其特征在于反应器底部填充30g 二氧化锰粉末。3. 根据权利要求1所述的快速启动厌氧氨氧化的方法，其特征在于，所述合成废水的主 要组分为:氨氮30_300mg/L，亚硝酸盐氮30_400mg/L，碳酸氢钠500mg/L，磷酸二氢钾35mg/ L，氨氮与亚硝酸盐氮的投加比在1:1.32。尤为重要的是，反应器填充有二氧化锰粉末。4. 根据权利要求1所述的快速启动厌氧氨氧化的方法，其特征在于，所述微量元素浓缩 液I和Π 各1.25mg/L，微量元素浓缩液I的组成(g/L):EDTA 5，FeS〇4 5;微量元素浓缩液Π 的组成（g/L)为：EDTA 15，H3B〇4 0.014，MnCl2.4H2〇0.99，CuS〇4,5H2〇 0.25，ZnS〇4,7H20 0.43,NiCl2 · 6H2O 0.19,NaSeO4 · IOH2OO.21 ,NaMoO4 · 2H20 0.22〇
【文档编号】C02F3/28GK105923764SQ201610483264
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】许柯, 毛念佳, 任洪强, 耿金菊, 丁丽丽, 李颖瑜
【申请人】南京大学