专利名称：甜菜碱在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及甜菜碱的新用途一作为添加剂在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用。
背景技术：
由于人类活动的影响，氮素在水体中过多积累，导致了严重的水体富营养化现象， 严重影响了生态系统安全。厌氧氨氧化是一种新型生物脱氮工艺，是指在厌氧条件下，以亚硝酸盐为电子受体，将氨氧化为氮气的生物反应。厌氧氨氧化工艺不仅可以省去传统脱氮过程中硝化反应的充氧能耗，和反硝化反应中需要添加有机外源电子供体，还改善硝化反应产酸，反硝化产碱而均需中和的状况。减少了化学试剂的需求量，防止可能出现的二次污染，可比传统生物脱氮工艺节省40%的运行费用。厌氧氨氧化工艺还具有很高的容积效率，实验室小试研究表明，该工艺最大容积负荷可达12^g-N/(m3 · d)。能够进行厌氧氨氧化工艺的温度范围为6 43°C，最适温度在35°C左右。然而由于季节的交替和地理位置的不同，一般废水的温度都处于常温(通常为15 25°C，或者更低)。温度的降低会导致厌氧工艺处理负荷和处理效率大幅降低，污泥沉降性下降，严重影响了系统的正常运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种常温下快速实现高效稳定运行厌氧氨氧化工艺的新途径，以克服常温条件下厌氧氨氧化反应器驯化时间长的不足。该方法操作简单灵活，只需结合厌氧氨氧化反应器进水温度的变化，适时添加一定的甜菜碱，从而实现较高的去除效率。本发明采用的技术方案是甜菜碱作为添加剂在维持厌氧氨氧化系统常温条件下稳定运行中的应用。所述常温条件，是指对系统进水温度不加控制(现有厌氧氨氧化工艺的最适温度为35°C )，即废水温度为15 25°C，或者更低。所述厌氧氨氧化系统可在35°C左右温度下按照常规方法启动，具体过程可如下 接种已稳定运行的厌氧氨氧化反应器内的污泥，置于恒温室内培养，采用nh4+-N和NO2_-N比例为1 1 1 1.3的进水，控制进水温度为35 士 rc，启动初期基质浓度控制在70 100mg/L，水力停留时间为ld，经过1个月的运行，完成了厌氧氨氧化工艺的启动，并通过增加进水基质浓度和缩短水力停留时间的方法，提高反应器氮负荷，基质浓度的调节为 NH/-N，N02_-N各增加^mg/L 36mg/L，HRT为每次减小2 0.釙。厌氧氨氧化系统按照上述方法启动之后将其再移出恒温室，添加甜菜碱于常温条件下运行。具体的，所述应用为启动厌氧氨氧化系统，将甜菜碱加入废水中作为厌氧氨氧化系统进水，对进水水温不加控制，运行厌氧氨氧化系统，对废水进行处理。优选的，所述甜菜碱在废水中的添加量为1 5mmol/L。
所述废水为常规适用于厌氧氨氧化工艺的废水，优选的，所述废水中NH/-N和 NO2--N物质的量之比为1 1 1. 3。本发明的有益效果主要体现在采用添加外源甜菜碱的方法，可提高厌氧氨氧化工艺在常温下运行的性能；实验证明，该方法可以有效缩短厌氧氨氧化工艺处理常温废水所需的启动时间，提高其去除效率，增强反应器的稳定性。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此实施例1 厌氧氨氧化工艺的启动取已稳定运行的厌氧氨氧化反应器内的污泥接种于升流式厌氧反应器(体积为 2. 5L)，在35°C下培养，并控制进水温度为30士 1°C。进水采用模拟废水，其组成为=KH2PO4 IOmg · ΙΛ CaCl2 · 2H20 5. 6mg/L, MgSO4 · 7H20 300mg/L, KHC031250mg/L，微量元素溶液 I、微量元素溶液II各1. 25mL/L。其中，微量元素溶液I组成为EDTA 5000mg/L, FeS0450 00mg/ L，溶剂为水；微量元素溶液 II 组成为=EDTA 15000mg/L, H3BO414mg/L, MnCl2 · 4H20 990mg/ L, CuSO4 · 5H20 250mg/L, ZnSO4 · 7H20430mg/L, NiCl2 · 6H20 190mg/L, NaMoO4 · 2H20 220mg/ L, NaSeO4 · 10H20210mg/L，溶剂为水。NH4+_N 和 NOf-N 由(NH4)2SO4 和 NaNA 按需提供。NH4+-N和Ν02_-Ν浓度比例为1:1。最初NH4+-N和Ν02_-Ν浓度都设置为70mg/L， HRT为12h，经过1个月的培养，出现了明显的厌氧氨氧化现象，实现了厌氧氨氧化工艺的启动。并以28mg/LNH4+-N、NO2--N为梯度提高进水基质浓度，并注意控制出水Ν02__Ν浓度小于 100mg/L。将进水基质浓度调至210mg/L后，调节HRT由1 调至池，提高厌氧氨氧化活性。厌氧氨氧化工艺的常温运行将已经成功启动的厌氧氨氧化反应器用于处理常温废水，水温不加控制 (20士5°C )。进水仍然采用模拟废水，组成同前，甜菜碱由无水甜菜碱提供。NH4+-N和Ν02_-Ν 浓度都设置为210mg/L，先将水力停留时间设置为他，通过添加一定量甜菜碱，保持进水中甜菜碱浓度为3 4mmol/L，总氮容积负荷达到1. 68kg/ (m3 · d)。以出水Ν02__Ν浓度小于 30mg/L为标准，将水力停留时间以Ih为梯度，调至2h，经过18d的调试，总氮去除率达到了 88. 9%。
权利要求
1.甜菜碱作为添加剂在维持厌氧氨氧化系统常温条件下稳定运行中的应用。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述应用为启动厌氧氨氧化系统，在废水中加入甜菜碱作为厌氧氨氧化系统进水，对进水水温不加控制，运行厌氧氨氧化系统，对废水进行处理。
3.如权利要求2所述的应用，其特征在于所述甜菜碱在废水中的添加量为1 5mmol/L0
4.如权利要求2所述的应用，其特征在于所述废水中NH4+-N和Ν02_-Ν物质的量之比为 1 1 1. 3。
全文摘要
本发明提供了甜菜碱作为添加剂在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用。本发明采用添加外源甜菜碱的方法，可提高厌氧氨氧化工艺在常温下运行的性能；实验证明，该方法可以有效缩短厌氧氨氧化工艺处理常温废水所需的启动时间，提高其去除效率，增强反应器的稳定性。
文档编号C02F3/28GK102276059SQ20111013690
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者俞津津, 柳林发, 秦泽峰, 金仁村, 阳广凤, 马春 申请人:杭州师范大学