[發明專利]一種實現低碳氮比高濃度含氮廢水穩定生物亞硝化的方法

有效

• 申請號: 200810303068.1
• 申請日: 2008-07-25
• 公開（公告）號: CN101323486A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 魏琛;姚曉園;陸天友;楊星宇;張晚涼;李宏;高俊敏;鐘仁超;秦禮琦;唐翌;王萍;雷文俊
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所
• 代理人: 劉楠

技術領域

本發明屬于廢水生物處理技術領域，涉及一種低碳氮比高濃度含氮廢水生物亞硝化的方法，即實現穩定、連續亞硝化的方法。

背景技術

垃圾滲濾液、污泥消化上清液及某些食品加工廠廢水等高濃度含氮廢水，其有機污染物(COD)濃度可達1000~10000mg/L、氨氮(NH₄⁺-N)濃度可達1000~8000mg/L。這類低C/N比高濃度含氮廢水以傳統的完全硝化反硝化工藝進行脫氮處理，會由于反硝化所需碳源不足而導致脫氮效果不佳。亞硝酸型生物脫氮工藝的出現解決了這一難題，它具有簡化處理流程、節約能耗、減少反應器容積和處理占地等優勢，能極大地拓展生物脫氮工藝的應用范圍、強化脫氮處理效果，特別是對于低C/N比的高濃度含氮廢水而言，亞硝酸型生物脫氮工藝的優勢更為明顯。

亞硝酸型生物脫氮工藝大致可分為兩類，第一步都是通過亞硝酸菌將廢水中的NH₄⁺-N氧化為亞硝酸鹽氮(NO₂^--N)，第二步區別為：一類方法是通過反硝化菌在碳源的參與下將NO₂^--N反硝化為氮氣(N₂)而從水中去除，另一類是通過厭氧氨氧化菌將NH₄⁺-N與NO₂^--N反應生成N₂而從水中去除，這兩類方法都同樣可以達到廢水生物脫氮目的。就這些脫氮工藝而言，如何將NH₄⁺-N的氧化停留在NO₂^--N階段是工藝關鍵，即如何維持穩定、連續的亞硝化狀態是后續脫氮步驟成功的基礎。

目前普遍認為亞硝化現象出現的原因是硝酸菌受到抑制或洗出，而亞硝酸菌保持相應的活性而導致NO₂^--N的積累。已經報道的影響亞硝化的控制因素主要有溫度、pH、游離氨(FA)濃度、氮負荷、溶解氧(DO)濃度、有害物質、抑制劑及泥齡等。荷蘭Delft工業大學Kluyver生物技術實驗室開發的SHARON工藝利用高溫(32～35℃)下亞硝酸菌和硝酸菌生長速率不同，洗出硝酸菌而實現亞硝化，但該工藝只能應用于高溫廢水，從而局限了它的應用。郝春明于2005年6月《能源環境保護》(第19卷第3期)中提出亞硝酸鹽的積累與溫度、DO和污泥齡應該存在一定的數學關系的看法，但并未對此進行研究；張小玲于2003年7月《中國給水排水》(第19卷第7期)中提出以NH₄⁺-N濃度為260mg/L的廢水進行亞硝化試驗，試驗中保持系統污泥齡為30d，反應器中出現NO₂^--N的積累，但系統運行50d后發生污泥膨脹，導致污泥流失，硝化率下降，因此得出必須控制合適的污泥齡以維持持久的亞硝酸積累的結論，但并未對污泥齡的影響進行進一步研究；范建華于2007年2月《中國給水排水》(第23卷第3期)中提出城市生活污水控制污泥齡11d可實現穩定的亞硝酸鹽型同步硝化反硝化，但未考察長期運行效果。

根據發明人的長期研究結果，低NH₄⁺-N濃度系統(如城市生活污水)長期運行會使硝酸菌逐漸適應亞硝化條件，恢復活性，使亞硝化現象不可逆消失，但若要保持污泥的更新率以避免適應性出現，又會出現污泥流失導致系統崩潰。目前國內外各類文獻對亞硝化現象的理論解釋還處于探索階段，無法給出一個統一的結論，長久穩定地維持NO₂^--N積累的途徑還有待探索。