一种硫氰酸盐污染的厌氧氨氧化颗粒污泥的活化方法与流程

文档序号:17568376发布日期:2019-05-03 19:04阅读:597来源:国知局

本发明涉及一种受硫氰酸盐污染的厌氧氨氧化颗粒污泥的活化方法,属于废水生物处理技术领域。

(二)

背景技术:

厌氧氨氧化工艺因其高效低耗的优势,在废水生物脱氮领域具有广阔的应用前景。该工艺在实际废水处理过程中的应用已成为国内外的热点。但是,实际废水成分复杂,畜禽养殖废水中含有重金属离子和抗生素,垃圾渗滤液中重金属含量高,焦化和石化废水中含有氰化物、硫氰化物、焦油、酚类等。上述这些障碍因子是制约厌氧氨氧化工艺在高浓度氨氮工业废水处理领域的应用的关键因素。其中,焦化废水中硫氰酸盐对蛋白质有较强的结合能力,损坏蛋白质,导致厌氧氨氧化菌相关性的酶失活。因此,反应器脱氮性能不稳定,制约了该工艺在实际焦化废水处理工程中的应用。

针对此问题,本发明利用铁是微生物生长的必需元素之一,作为许多含铁蛋白的成分,几乎参与了所有重要的代谢反应;同时,三价铁离子可以与硫氰酸根离子发生络合反应,产生无毒的Fe(SCN)nn-3(n=1,…,6)的特点,及时去除污泥表明吸附的硫氰酸根离子,并快速激活受损的厌氧氨氧化污泥,提高反应器的脱氮性能。

(三)

技术实现要素:

本发明目的是提供一种硫氰酸盐污染的厌氧氨氧化颗粒污泥的活化方法,解决现有厌氧氨氧化工艺在高浓度氨氮工业废水处理中的制约问题。

本发明采用的技术方案是:

本发明提供一种硫氰酸盐污染的厌氧氨氧化颗粒污泥的活化方法,所述方法为:采用升流式厌氧污泥床反应器,接种硫氰酸盐污染的厌氧氨氧化颗粒污泥,以含三价铁盐的模拟废水为进水,在9.6~17.3℃、pH 7.2~7.4、水力停留时间为3~5h、避光和厌氧条件下运行30~60天,反应器中颗粒污泥的活性增加40%以上,获得活化的厌氧氨氧化颗粒污泥;

所述模拟废水组成:氨氮70~280mg·L-1,亚硝氮70~280mg·L-1,无机盐浓缩液50mL·L-1,微量元素Ⅰ1.25~1.5mL·L-1和微量元素Ⅱ1.25~1.5mL·L-1,溶剂为蒸馏水;

所述无机盐浓缩液终浓度组成为:

NaH2PO4 0.2g·L-1,MgSO4·7H2O1.172g·L-1,CaCl2 0.113g·L-1,NaHCO3 16.8g·L-1,溶剂为蒸馏水;

所述微量元素Ⅰ终浓度组成为:EDTA 5.00g·L-1,FeSO4 9.14g·L-1,溶剂为蒸馏水;

所述微量元素Ⅱ终浓度组成为:EDTA 15.0g·L-1,ZnSO4·7H2O 0.430g·L-1,CoCl2·6H2O 0.240g·L-1,MnCl2·4H2O 0.990g·L-1,CuSO4·5H2O 0.250g·L-1,NaMoO4·2H2O 0.220g·L-1,NiCl2·6H2O 0.210g·L-1,H3BO4 0.014g·L-1,溶剂为蒸馏水。

进一步,所述三价铁盐添加终浓度为5~15mg·L-1

进一步,所述硫氰酸盐污染的厌氧氨氧化颗粒污泥悬浮固体浓度和挥发性悬浮固体浓度分别为10~40g·L-1和5~35g·L-1

进一步,所述硫氰酸盐污染的厌氧氨氧化颗粒污泥是指受浓度为10~130mgSCN-·L-1抑制14~90天的厌氧氨氧化颗粒污泥,所述受硫氰酸盐污染的厌氧氨氧化颗粒污泥活性为污染前厌氧氨氧化颗粒污泥活性的25%~80%。

进一步,所述进水中氨氮和亚硝氮的质量浓度之比为1:1。

进一步,所述反应器运行过程中,连续三天出水中NO2--N的浓度小于70mg·L-1,通过下列方法之一调节反应器运行:I.减小反应器的水力停留时间,调整幅度为原水力停留时间的10~20%;II.增加进水中NH4+-N和NO2--N的浓度,增加幅度为28~70mg·L-1;当反应器连续三天出水中NO2--N的浓度大于70mg·L-1时停止进一步负荷提升,通过下列方法之一调节反应器运行:I.减小反应器的水力停留时间,调整幅度为原水力停留时间的10%;II.减小进水中NH4+-N和NO2--N的浓度,减小幅度为28~70mg·L-1

进一步,所述三价铁盐添加终浓度为10mg·L-1

与现有技术相比,本发明的优点主要体现在:本发明可以有效活化受硫氰酸盐抑制的厌氧氨氧化颗粒污泥,使污泥活性增加40%以上,高效去除颗粒污泥表面吸附的硫氰酸盐,快速激活厌氧氨氧化颗粒污泥的脱氮性能,为厌氧氨氧化脱氮工艺处理焦化废水的应用奠定基础。

(四)具体实施方式

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:

取2个有效体积为1L的升流式厌氧污泥床反应器R0(对照组)和R1(实验组),接种实验室受硫氰酸盐污染的厌氧氨氧化颗粒污泥,接种所用颗粒污泥受硫氰酸盐抑制前后活性分别是297.4±1.19mg N·g-1VSS·d-1和100.7±12.45mg N·g-1VSS·d-1。其中R0为对照组,进水为不含Fe(III)的模拟废水,R1为实验组,进水为含Fe(III)(以FeCl3的形式添加)的模拟废水,其中Fe(III)的优选浓度为10mg·L-1,其它运行条件和R0保持一致。接种硫氰酸盐污染的厌氧氨氧化颗粒污泥后,反应器中以悬浮固体浓度和挥发性悬浮固体浓度表征的颗粒污泥浓度,分别为24g·L-1和16g·L-1。在整个活化过程中,反应器的水力停留时间为4h,反应器运行温度为9.6~17.3℃、进水pH 7.2~7.4、避光和厌氧条件下,以含有氨氮和亚硝氮的模拟废水为进水,所述的模拟废水成分为:70~280mg·L-1基质NH4+-N、70~280mg·L-1基质NO2--N,无机盐浓缩液,微量元素Ⅰ和微量元素Ⅱ,溶剂为蒸馏水。

所述无机盐浓缩液成分为:NaH2PO40.2g·L-1,MgSO4·7H2O 1.172g·L-1,CaCl20.113g·L-1,NaHCO316.8g·L-1,溶剂为蒸馏水;

所述微量元素Ⅰ(mg·L-1)成分为:EDTA 6.25,FeSO411.43,溶剂为蒸馏水;

所述微量元素Ⅱ(mg·L-1)成分为:EDTA 18.75,ZnSO4·7H2O 0.54,CoCl2·6H2O 0.30,MnCl2·4H2O 1.24,CuSO4·5H2O 0.31,NaMoO4·2H2O 0.28,NiCl2·6H2O 0.26,H3BO40.02,溶剂为蒸馏水;

反应器进水基质NH4+-N和NO2--N最初浓度设置为70mg·L-1,运行至第19天,反应器R0和R1的出水NO2--N的浓度分别到达2.1mg·L-1和0.7mg·L-1,出水NO2--N的浓度远低于70mg·L-1,反应器运行至第26天时,进水基质NH4+-N和NO2--N浓度增加至98mg·L-1,第31天时,进水基质NH4+-N和NO2--N浓度为140mg·L-1,连续三天以上反应器R0和R1的出水NO2--N的浓度均小于20mg·L-1;进一步增加进水基质NH4+-N和NO2--N浓度至210mg·L-1,反应器出水逐渐增加70mg·L-1以上,第43天,降低反应器进水浓度至140mg·L-1,R0和R1的出水NO2--N的浓度分别为39mg·L-1和35.1mg·L-1。反应器连续运行49天时,测定反应器R0和R1中厌氧氨氧化污泥活性分别增加到156.1±28.0mg N·g-1VSS·d-1和183.3±36.1mg N·g-1VSS·d-1,与受抑制颗粒污泥活性相比,R0和R1反应器颗粒污泥活性增加的百分比分别是55.01%和82.02%。历经相同的培养时间,添加Fe(III)的试验组颗粒污泥活性恢复较快,且反应器持续稳定运行。

按照上述方法在室温下通过向进水中添加Fe(III),快速活化受硫氰酸盐抑制的厌氧氨氧化颗粒污泥,提高污泥脱氮性能。

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