[發明專利]一種基于MBBR的厭氧氨氧化好氧限氧啟動方法

有效

• 申請號: 201310698789.8
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103708614A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 吳迪;宋美芹;王江寬;劉曙;于振濱
• 申請（專利權）人: 青島思普潤水處理有限公司
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/28
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明屬于污水處理領域，具體涉及一種基于MBBR的厭氧氨氧化好氧限氧啟動方法。

背景技術

自然界存在氮素循環，并保持平衡。近年來，由于人為的原因，氮素循環遭到了破壞，導致了中間產物積累，造成水體的富營養化日益嚴重，湖泊“水華”及近海“赤潮”時有發生，且有愈演愈烈之勢。水體富營養化已經危及農業、漁業、旅游業等諸多行業，并對飲水衛生和食品安全構成巨大威脅。因此，脫氮已經成為污水處理中的重要主題。在上個世紀，人們以硝化和反硝化作用為基礎，構建的廢水生物脫氮的技術體系在廢水脫氮方面起到一定的作用，但存在諸多問題，如：流程長，脫氮效率低，基建投資高；供氧量大，運行費用高；反硝化過程往往需要外加碳源；并且存在于除磷工藝存在碳源爭奪等問題。因此，新的生物脫氮理論和技術應運而出，并得到迅速發展，如：同時硝化反硝化技術、短程硝化反硝化技術、厭氧氨氧化技術等，其中以厭氧氨氧化為基礎建立的SHRANON-ANAMOX、CANON、DENAMMOX等工藝最受矚目。

厭氧氨氧化（Anaerobic?Ammonium?Oxidation，簡稱ANAMMOX），是以NO₂^--N為電子受體，CO₂為無機碳源，在厭氧條件下，將NH₄⁺-N氧化成N₂的生物過程。ANAMMOX工藝相比較傳統硝化-反硝化工藝具有節約50%的曝氣量和100%的有機碳源等優點，所以一經發現就引起了眾多研究者的廣泛興趣。然而，ANAMMOX菌生長速率低（最高生長速率為0.0027h^-1），世代周期長（11d），世界第一座ANAMMOX生物脫氮工程案例啟動時間長達3.5年，因此啟動時間長是制約ANAMMOX工藝推廣的限制因素。

分析原因，首先，雖然厭氧氨氧化菌(AAOB)廣泛存在，浮霉狀菌、硝化菌、反硝化菌均可作為種源，但由于AAOB細胞濃度低，不表達厭氧氨氧化活性，只有當細胞濃度>10¹⁰-10¹¹個/mL以上時才顯現厭氧氨氧化活性；其次，很多細菌雖具有ANAMMOX活性，但需特定條件才會表達，當條件適宜時，其代謝方式轉變為ANAMMOX過程；再次，厭氧氨氧化過程是產氣過程，啟動初期，污泥容易上浮、流失，細胞濃度難以富集增長，既增加了啟動難度，也大大延長了啟動周期。可以看出，厭氧氨氧化啟動的關鍵在于啟動期污泥的持留和富集。

活性污泥法泥水分離效果差，對于厭氧氨氧化的啟動不利；生物濾池、接觸氧化等雖然持留效果較好，但較長的啟動過程中容易堵塞，一旦需要反沖，則對啟動進程極為不利；移動床生物膜反應器（Moving?Bed?Biolfim?Reactor，MBBR）是通過向反應器中投加一定數量的懸浮載體，提高反應器中的生物量及生物種類，從而提高反應器的處理效率，懸浮填料比重接近水，在掛膜前后與水體密度相近，使其可在水中懸浮，既能滿足厭氧氨氧化對于啟動的持留要求，又可以運行方式靈活，防止阻塞，但實際過程中，發現懸浮填料掛膜周期長，啟動速度不理想等問題。一旦解決這些問題，必然可強化MBBR在厭氧氨氧化上的應用，解決厭氧氨氧化不易啟動、啟動周期長等問題，實現污水脫氮的低碳、高效。

發明內容

為了解決現有技術中MBBR厭氧氨氧化不易掛膜、不易啟動、啟動周期長等問題，本發明提出了一種基于MBBR的厭氧氨氧化厭氧啟動方法，采用該MBBR預處理法具有掛膜速度快、流化性能好、啟動周期短、處理負荷高等優點。

本發明技術方案包括：

一種基于MBBR的厭氧氨氧化好氧限氧啟動方法，包括以下步驟：

1）選用生物填料進行填充，該生物填料比表面積大于500m²/m³，呈圓柱狀，掛膜前填料比重為0.93-0.97，孔隙率≥90%，填料的填充率為35-55%；

2）硝化啟動，該硝化啟動在水溫12-35℃時進行，接種污水處理廠曝氣池活性污泥，接種后反應器內污泥濃度≥2.0g/L，反應器氨氮去除負荷≥0.05kgN/kgMLSS/d；將接種污泥投入反應器后充分與生物填料混合，采用間歇方式運行，進水氨氮濃度為100-300mg/L，進水總堿度為600-2000mg/L（以碳酸鈣計），控制溶解氧為2.0-6.5mg/L，曝氣運行直至反應器內氨氮消耗量大于90%，反應停止后將水及污泥全部排出，進入下一周期，重復此運行方式，直到氨氮膜面負荷≥3.00gN/m²/d；