[發明專利]一種全程自養脫氮工藝的啟動及運行方法

有效

• 申請號: 201310075311.X
• 申請日: 2013-03-09
• 公開（公告）號: CN103172174A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 李冬;楊卓;梁瑜海;高偉楠;崔少明;吳青;蘇慶嶺;楊胤;何永平;張翠丹;張玉龍;周元正;門絢;曾輝平;張杰
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F101/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明屬于水環境恢復與再生領域。具體涉及用于常溫、高氨氮污水生物膜法全程自養脫氮（CANON）工藝啟動及高負荷運行的方法。

背景技術

現如今，氮素污染已成為水體污染的主要因素之一。“十二五”期間，我國環保部將氨氮列為限制性控制指標之一，氮素治理已迫在眉睫。目前，污水處理廠的脫氮工藝多基于傳統硝化反硝化原理，它雖在生物脫氮領域發揮了重要作用，但其存在著工藝流程長，動力能耗大，污泥產量高等缺點。

近年來，基于脫氮新途徑的提出，一系列的生物脫氮新工藝應運而生。1999年，Third等首先提出了CANON(Completely?Autotrophic?Nitrogen?Removal?Over?Nitrite)工藝，這一新型脫氮工藝中，好氧氨氧化菌（AOB）與厭氧氨氧化（Anammox）菌起主要作用，二者處于同一反應器中，AOB位于填料或污泥絮體的外層，以氧氣作電子受體，將NH4⁺-N氧化為NO₂^--N；Anammox菌位于填料或污泥絮體的內層，以亞硝酸化產生的NO₂^-作電子受體，與剩余的NH₄⁺共同轉化為N₂而釋出，并產生少量的NO₃^--N。同傳統脫氮工藝相比，CANON工藝具有脫氮路徑短，節省曝氣量，處理低碳氮比有機廢水無需投加有機碳源等優點，為生物脫氮技術提供新思路，具有顯著的研究應用價值。

目前，全程自養脫氮工藝主要被用于處理高氨氮廢水，如垃圾滲濾液，污泥消化液等。然而由于其集合好氧氨氧化菌與厭氧氨氧化菌兩種生長環境截然相反的菌種于一個反應器內，且厭氧氨氧化菌時代周期長達10.6d，因此，實現全程自養脫氮工藝的快速啟動，以及調節反應器運行參數使反應器內部環境適宜兩大菌種共存并得到較高氮素去除負荷成為此工藝所需要克服的難點所在。

發明內容

本發明目的在于提供一種處理高氨氮廢水的生物膜法全程自養脫氮工藝的快速啟動及高負荷運行的方法。

本發明采用上向流的火山巖填料生物濾池反應器，其外部利用水浴控制恒溫24～28℃，底部裝有曝氣裝置，由轉子流量計控制曝氣量大小。通過水力停留時間與曝氣量的調節實現CANON工藝的快速啟動及高負荷運行。

本發明實例中，對于反應器基本狀況進行了具體描述，但本方法并不局限于此參數反應器，且對于污泥的活性與接種量無限制性要求，一切火山巖填料的生物濾柱皆可應用此方法。

方法的具體步驟如下：

采用上向流的火山巖填料生物濾池反應器，整個實驗過程控制溫度24～28℃，包括如下步驟：

1）反應器內部裝填火山巖填料，填料粒徑分為兩種，下部濾料粒徑為10～14mm，上部濾料粒徑為8～10mm，下部與上部填料的裝填高度比為1.2～1.5；

2）向反應器內部接種污泥：質量比為5～6的亞硝化與厭氧氨氧化混合污泥，污泥濃度為5～15g/L；

3）反應器的掛膜方法：首先采用進出水循環的SBR運行方式，不曝氣，利用人工模擬配水，控制進水氨氮濃度190～210mg/L，亞硝酸鹽氮濃度190～210mg/L，HRT30～40h，待無污泥流失轉為連續流限制曝氣運行方式，利用人工模擬配水，控制進水氨氮濃度290～320mg/L，亞硝酸鹽氮濃度90～120mg/L，堿度以CaCO₃計為1200～1300mg/L，曝氣量為0.05～0.15L/min，HRT9～11h，當總氮去除負荷超過SBR階段的最高總氮去除負荷，且總氮去除率連續7d以上超過65%時，認為反應器掛膜成功；

4）全程自養脫氮啟動方法：采用連續流限制曝氣策略，利用人工模擬配水，控制進水氨氮濃度380～420mg/L，堿度以CaCO₃計為1800～2000mg/L，曝氣量為0.15～0.3L/min，HRT7～8h，當總氮去除率連續7d以上大于70%，總氮去除與硝氮生成的質量比為8～10，總氮去除負荷超過1k_g·m^-3·d^-1時認為全程自養脫氮工藝啟動成功；