[發(fā)明專利]一種通過(guò)過(guò)程控制富集亞硝態(tài)氮氧化菌顆粒污泥的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310412733.1
• 申請(qǐng)日: 2013-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103482831A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭永臻;董怡君;張宇坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F11/02
• 分類號(hào): C02F11/02
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過(guò)過(guò)程控制富集亞硝態(tài)氮氧化菌顆粒污泥的方法，屬于廢水生物脫氮技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

亞硝酸鹽為致癌物質(zhì)，且來(lái)源廣泛，主要存在于化工、醫(yī)藥、食品、橡膠工業(yè)、印染工業(yè)、紡織工業(yè)和電鍍行業(yè)等的生產(chǎn)廢水中。目前，常用處理亞硝酸鹽廢水的方法主要為化學(xué)方法，如次氯酸鈉法、尿素分解法、氯化銨分解法、氨基磺酸分解法、光催化氧化法等，而化學(xué)方法普遍存在反應(yīng)條件苛刻、產(chǎn)生二次污染及處理費(fèi)用較高的缺點(diǎn)。使用生物處理的方法較少，這是因?yàn)檩^高濃度的亞硝酸鹽會(huì)形成高濃度的游離亞硝酸，會(huì)對(duì)亞硝態(tài)氮氧化菌產(chǎn)生抑制作用，影響對(duì)亞硝酸鹽的處理效果，且亞硝態(tài)氮氧化菌生長(zhǎng)速率較低，難以持留，而通過(guò)對(duì)NOB進(jìn)行富集可以有效的解決這個(gè)問(wèn)題。

NOB為自養(yǎng)菌，以亞硝酸鹽為唯一能源，以CO₂為唯一碳源。大多數(shù)NOB適宜的生長(zhǎng)條件為：溫度25～30℃，pH范圍7.5～8.0，亞硝氮濃度2～30mmol/L。NOB主要分為四個(gè)屬：Nitrobacter、Nitrococcus、Nitrospina、Nitrospira，其中，Nitrobacter的菌株來(lái)自土壤和淡水樣品，其他三個(gè)屬的菌株基本上來(lái)自海洋樣品，具有較強(qiáng)的耐鹽能力。Nitrobacter菌株對(duì)亞硝酸鹽的耐受能力明顯強(qiáng)于其他三個(gè)屬，由于其長(zhǎng)期生活在缺乏亞硝酸鹽的自然生境中，因此Nitrobacter菌株的耐饑餓能力也很強(qiáng)。

好氧顆粒污泥是一種特殊形式的生物膜，具有顆粒直徑大、SVI值低、沉降速度高、生物量高等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)勢(shì)使生物反應(yīng)器可以保持非常高的生物量以及很好的沉降性能，在提高生物脫氮能力方面具有巨大潛能。好氧顆粒污泥多為以有機(jī)物為底物的細(xì)菌，而以無(wú)機(jī)物為底物的顆粒污泥較少存在。對(duì)亞硝態(tài)氮氧化菌顆粒污泥進(jìn)行富集，提高NOB對(duì)FNA的耐受能力，同時(shí)使污泥顆粒化，可以有效提高生物法處理高濃度亞硝酸鹽廢水的處理能力，且采用過(guò)程控制方法富集，提高富集效率，節(jié)約能源。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于解決生物法處理高濃度亞硝酸鹽廢水能力差且亞硝態(tài)氮氧化菌難以形成顆粒污泥的難題，提供一種過(guò)程控制富集亞硝態(tài)氮氧化菌顆粒污泥的方法。

本發(fā)明所提供的方法通過(guò)過(guò)程控制的方式富集亞硝態(tài)氮氧化菌，逐漸提高進(jìn)水亞硝態(tài)氮濃度馴化污泥，提高富集程度，同時(shí)以沉淀時(shí)間為選擇要素使污泥顆粒化，優(yōu)化污泥性能，實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽廢水生物方法的高效處理。

本發(fā)明采用的裝置包括反應(yīng)器系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）；

反應(yīng)器系統(tǒng)一次包括進(jìn)水箱9、進(jìn)水泵12、SBR裝置5、攪拌器19、空氣泵1、曝氣頭4、中間水箱6、污泥回流泵16、加熱裝置11；

自動(dòng)控制系統(tǒng)包括溫度傳感器21、DO傳感器18、ORP傳感器20、DO數(shù)據(jù)采集裝置23、ORP數(shù)據(jù)采集裝置24、溫度數(shù)據(jù)采集裝置25、可編程過(guò)程控制器22，數(shù)據(jù)采集裝置23、24、25采集的信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線輸入到可編程過(guò)程控制器22中進(jìn)行處理，由可編程過(guò)程控制器22發(fā)出的控制指令通過(guò)數(shù)據(jù)輸出線控制曝氣繼電器2、攪拌器19、加熱棒11，SBR排水繼電器17、中間水箱排水繼電器7、進(jìn)水泵12、回流泵16通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與可編程過(guò)程控制器22相連；

其特征在于，包括以下步驟（如圖2所示）：

Ⅰ設(shè)定反應(yīng)器進(jìn)水比為20%～30%，啟動(dòng)進(jìn)水泵將原水加入SBR中，同時(shí)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)和攪拌器，并在線監(jiān)測(cè)DO和ORP，進(jìn)水結(jié)束后，關(guān)閉進(jìn)水泵；

Ⅱ曝氣階段恒定曝氣量為0.10～0.20m³/h，同時(shí)為保證污水和污泥充分接觸一直開(kāi)啟攪拌器；通過(guò)DO、ORP測(cè)定儀采集數(shù)據(jù)，編程可編程過(guò)程控制器在收集DO、ORP數(shù)據(jù)信號(hào)，每分鐘計(jì)數(shù)一次，十分鐘計(jì)算一次DO的平均值，同時(shí)計(jì)算溶解氧移動(dòng)斜率變化（DO-MSC），其中n=5，在DO-MSC在0.02～0.1范圍內(nèi)，意味著反應(yīng)結(jié)束；通過(guò)可編程過(guò)程控制器輸出信號(hào)，關(guān)閉風(fēng)機(jī)和攪拌器，停止曝氣和攪拌；

Ⅲ通過(guò)可編程過(guò)程控制器計(jì)時(shí)，在沉淀1～10min后，進(jìn)入下一步工序；

Ⅳ設(shè)定反應(yīng)器排水比為20%～30%，通過(guò)可編程過(guò)程控制器控制，打開(kāi)出水電動(dòng)閥開(kāi)始排水，排水結(jié)束后，關(guān)閉閥門；

Ⅴ反應(yīng)器排水到中間水箱后，沉淀1～10min，設(shè)定中間水箱排水比為80%～90%排水結(jié)束后，關(guān)閉排水電動(dòng)閥；