[發明專利]一種超聲波強化厭氧氨氧化工藝啟動效能的方法

無效

• 申請號: 201410729076.8
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104386814A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 汪濤;張沙;王志強;張長平
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于新型廢水生物脫氮工藝。具體涉及一種在以普通活性污泥為接種物的前提條件下利用超聲波輻照實現厭氧氨氧化工藝快速啟動的方法。

背景技術

近年來，氮、磷污染引起的水體富營養化日趨嚴重，水華、赤潮等生態災害頻繁發生。氨氮是水體氮污染的首要污染物，因而含氨氮廢水的處理是防治水體富營養化的重要環節。傳統廢水生物脫氮工藝在處理高濃度氨氮時，反硝化階段需投入大量有機碳充當電子供體，而硝化階段需曝氣充氧，導致運行成本過高。因此，研究者提出一種適合處理高濃度氨氮廢水的新型脫氮技術-厭氧氨氧化工藝。

厭氧氨氧化是一種適合處理高濃度氨氮廢水的新型脫氮工藝，能夠在嚴格厭氧條件下，以亞硝酸鹽作為電子受體，將氨氮氧化為氮氣。相比于傳統污水脫氮工藝，厭氧氨氧化具有效率高、能耗低、剩余污泥產量少、不產生溫室氣體、運行成本低等優點，工業應用前景廣闊。但是，厭氧氨氧化菌生長緩慢，倍增周期長達11天，導致厭氧氨氧化工藝啟動周期相當長，嚴重制約了厭氧氨氧化工藝的工業化應用。

目前，研究者提出了提高厭氧氨氧化菌活性的方法。清華大學左劍惡等人在公開號為CN?1254440C的發明專利中公開了一種利用混合污泥培養厭氧氨氧化顆粒污泥的方法：以厭氧顆粒污泥和好養活性污泥混合均勻接種至上流式厭氧反應器，采用模擬廢水(厭氧氨氧化菌培養基)進水，水力上升流速控制在1-2m/h，經馴化培養可得性能良好的厭氧氨氧化顆粒污泥。北京工業大學李冬等人在公開號為CN?102718314A的發明專利公開了一種專用于常溫低基質下厭氧氨氧化工藝的快速啟動方法：先采用連續曝氣、控制溶解氧等方法馴化硝化菌，再采用間歇曝氣/厭氧的方式進行厭氧氨氧化菌的篩選和富集，最后在反應器進入厭氧運行階段投加一定厭氧氨氧化菌加快厭氧氨氧化工藝啟動。目前，通過反應器構型改進和運行過程優化，厭氧氨氧化工藝啟動速度在一定程度上得到提高，然而，以活性污泥為接種物的厭氧氨氧化反應器啟動過程仍需3個月或者更長時間。厭氧氨氧化功能菌種稀缺和厭氧氨氧化工藝啟動周期過長仍是其工業化過程面臨的重要挑戰之一。

發明內容

本發明為了解決厭氧氨氧化菌生長速率低、環境敏感性高及厭氧氨氧化工藝啟動周期過長等問題，旨在提供一種超聲波強化以普通活性污泥為接種物的厭氧氨氧化工藝啟動效能的方法。

本發明既可縮短厭氧氨氧化工藝啟動周期，又可從活性污泥中馴化厭氧氨氧化菌，為工藝工業化過程提供一些技術支持和菌種儲備。

超聲波能夠有效提高微生物活性，且反應條件溫和，無二次污染，屬于環境友好型技術。超聲波可以改善細胞膜的通透性、提高生物酶的活性、加速電子傳遞，可促進功能菌的活性提高并提升其在混培物菌群中的競爭優勢。本發明以超聲波作用于厭氧氨氧化工藝啟動過程，增強厭氧氨氧菌活性和菌群競爭優勢，縮短其倍增周期，從而實現厭氧氨氧化工藝的快速啟動。

本發明以普通活性污泥接種，采用超聲波介入技術加快厭氧氨氧化工藝啟動，其具體步驟如下：

步驟一反應裝置搭建

以固定床作為厭氧氨氧化工藝啟動的反應器。以蜂窩狀生物填料填充反應器。在反應器外安裝超聲波發生器，使超聲波振子置入反應器內液面之下。反應器設有外管套，恒溫熱水在外管套循環使反應溫度維持在35-37℃。恒溫熱水來自于恒溫水箱，該水箱通過恒溫加熱棒實現溫度控制。恒溫水箱還設有溫度計，可實時顯示水箱溫度，其好處在于：恒溫加熱棒出現故障，溫度計會顯示異常水溫，這時及時更換加熱棒，可避免溫度變化對厭氧氨氧化反應性能帶來的不利影響。反應體系的pH控制在7～8。反應器及管路的各個接口和連接處密封完好，保證反應的厭氧環境，要求其中溶解氧≤0.1mg/L。同時，裝置用遮光布包裹，避免光照對功能菌的抑制作用。

步驟二接種污泥

采用污水處理廠的活性污泥作為接種物。先對活性污泥進行漂洗，去除其中溶解性有機物和無生物活性的雜質，避免其對工藝啟動過程的不利影響。再將漂洗后的活性污泥接種至固定床反應器。

步驟三運行工藝