[發(fā)明專利]一種常溫高氨氮全程自養(yǎng)脫氮工藝啟動及高效運行方法

有效

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• 申請日: 2013-11-17
• 公開（公告）號: CN103601297A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 李冬;蘇慶嶺;吳青;梁瑜海;曾輝平;張杰
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 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(fā)明屬于水環(huán)境恢復與再生領域。具體涉及用于各種常溫、高氨氮污水生物膜法全程自養(yǎng)脫氮（CANON）工藝啟動及高效運行的方法。

背景技術

全程自養(yǎng)脫氮工藝是指在好氧條件下，首先好氧氨氧化菌以O₂為電子受體，以NH₄⁺-N為電子供體將NH₄⁺氧化為NO₂^--N，同時厭氧氨氧化細菌以NO₂^--N為電子受體,將NH₄⁺-N直接氧化為N₂的過程。該工藝為全程自養(yǎng)脫氮過程，能處理只含有NH₄⁺-N的污水，同傳統(tǒng)的脫氮過程相比，無需外加碳源，能夠節(jié)約大量能耗，且污泥產量小，具有廣闊的應用前景。

自從荷蘭代爾夫特發(fā)現厭氧氨氧化技術并基于厭氧氨氧化技術開發(fā)出CANON等全程自養(yǎng)脫氮工藝后，全程自養(yǎng)脫氮工藝在荷蘭、德國和亞洲的許多地方得到了廣泛的應用，其反應器形式多種多樣，處理效果差異大，但均高于傳統(tǒng)的生物脫氮途徑。

近年來，國內外對于全程自養(yǎng)脫氮工藝進行了深入的研究并取得了一定的成果。日本的Furukawa等人在反應條件為中高溫30-35℃，氨氮濃度為600-1000mg/L，pH=7.5，分別獲得了較高的總氮去除負荷和總氮去除率，達到了0.83kg·m^-3·d^-1和91%；瑞典的J.D.Villegas等在溫度為30℃，pH為7.5，DO為1～3mg/L條件下采用10倍稀釋厭氧消化液NH₄⁺-N=2.5g/L，采用CSTR（帶有Biofilm載體）反應器接種具有亞硝化活性污泥在40天有明顯總氮損失，之后不斷降低稀釋倍數，最終總氮去除負荷可達0.33kg·m^-3·d^-1，總氮去除率可達80%；西班牙的Vazquez-Padin等采用SBR反應器，最終去除效果為80%，去除負荷平均為0.5kg·m^-3·d^-1。可見目前全程自養(yǎng)脫氮工藝主要應用于高溫高氨氮領域，并且普遍存在著處理負荷較低的問題，對于常溫高氨氮污水的處理還有待進一步研究。

發(fā)明內容

本發(fā)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(yǎng)脫氨工藝啟動及高效運行的方法。

本發(fā)明中，首先提高進水基質濃度，使反應器對于高氨氮基質環(huán)境充分適應，之后再提高進水負荷，使反應器達到更高的處理能力，在過程中，濾池對于由于進水流量和上升氣速增加帶來的高流速適應較其對于變化基質環(huán)境的適應更為重要。

本發(fā)明適用于16-24℃常溫條件，從處理高溫中高氨氮的全程自養(yǎng)脫氮工藝，成功啟動處理常溫高氨氮污水的全程自養(yǎng)脫氮生物濾池；總氮去除率即氮素減少量與進水氮素總質量之比，總氮去除負荷即單位體積反應器每天所去除的氮素質量；方法的具體步驟如下：

步驟一：反應器掛膜階段

反應器采用火山巖填料，接種CANON濾柱反沖洗出來的絮狀污泥。進水總氮質量濃度380-420mg/L，氨氮與亞硝酸鹽氮質量濃度比為1:1，CaCO₃堿度質量濃度800-1000mg/L。采用間歇運行方式，設一臺蠕動泵，泵速70-130rpm/min，從反應器上部抽水，經底部回流進反應器，運行4-6周期，每周期1天。當總氮去除率超過50%并穩(wěn)定運行3天以上認為掛膜成功。

步驟二：變基質啟動階段