[發明專利]一種啟動全程自養脫氮濾柱的方法

有效

• 申請號: 201510921104.0
• 申請日: 2015-12-12
• 公開（公告）號: CN105540840B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 李冬;趙世勛;關宏偉;張艷輝;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

一種啟動全程自養脫氮濾柱的方法屬于廢水自養脫氮領域。其步驟為：按1:3～3:1的質量比取亞硝化生物濾柱和厭氧氨氧化生物濾柱的濾料，依次排布兩種濾料，在限氧連續流條件下啟動自養脫氮濾柱。首先，在低負荷條件下啟動全程自養脫氮濾柱，隨著濾柱內微生物對環境的不斷適應，濾柱的處理能力不斷提高，直到氨氮基本被去除。隨后進入高負荷培養階段，采用保持進水基質濃度不變、縮短水力停留時間的方式來提高進水氨氮負荷，強化濾柱的處理性能。相比于傳統自養脫氮濾柱的啟動方式，本方法具有啟動快速，總氮去除負荷高，厭氧氨氧化菌用量少等優點。

技術領域

本發明屬于污水處理及資源化領域。具體涉及在濾柱形式的反應器中啟動全程自養脫氮工藝的方法。適合于高氨氮、低碳氮比的污廢水處理。

背景技術

Third等在1999年提出了CANON(Completely Autotrophic Nitrogen removalOver Nitrite)工藝，即單級全程自養脫氮工藝，該工藝基于短程硝化和厭氧氨氧化生物反應。與傳統全程硝化反硝化工藝相比，該工藝具有脫氮流程短、占地面積小、基建投資少；節約氧消耗量、減少碳排放；剩余污泥少；無需外加碳源等諸多優點。該工藝符合低碳、高效、可持續的污廢水處理理念，是一種前景廣闊的新工藝。

全程自養脫氮工藝的工藝形式主要包括活性污泥工藝、生物膜工藝和顆粒污泥工藝等。尤其是基于生物膜的全程自養脫氮濾柱，由于操作簡便，運行穩定，耐沖擊負荷強，去除負荷高，受到了廣泛的關注。近年來，Liang yuhai、Zeng Taotao等諸多研究者采用濾柱生物膜的形式實現了全程自養脫氮工藝。

全程自養脫氮顆粒污泥工藝的原理是：由于生物膜的的傳質阻力，使得生物膜內部存在著沿徑向分布的基質濃度梯度和溶解氧濃度梯度，由此產生了外部好氧而內部厭氧的微觀氧環境。首先，廢水中的NH₄⁺-N在好氧外層被AOB(好氧氨氧化菌)作用，反應產生NO₂^--N，同時消耗掉氧氣；其次，生成的NO₂^--N與剩余的NH₄⁺-N向生物膜的厭氧內層擴散，在AnAOB(厭氧氨氧化菌)的作用下，反應生成N₂釋放，同時生成少量的NO₃^—N，完成整個脫氮過程。

與其他全程自養脫氮工藝相比，全程自養脫氮生物膜工藝具有微生物持有量高、處理負荷高、截留性能強、抗沖擊能力強等諸多優點。目前，眾多研究者采用先培養厭氧氨氧化菌在接種亞硝化細菌啟動自養脫氮工藝。傳統方法中，接種亞硝化絮狀污泥很難使得亞硝化細菌和厭氧氨氧化菌混合完全，不利于亞硝化菌形成厭氧微環境，難以減輕溶解氧對厭氧氨氧化菌的抑制。更重要的是，自養脫氮工藝限速步驟是亞硝化，只需要少量的厭氧氨氧化菌就可以啟動自養脫氮反應器，所以將一個厭氧氨氧化濾柱轉變為自養脫氮濾柱是不節約、低效率的。

因此，本發明提供了一種啟動全程自養脫氮濾柱的方法。

發明內容

本發明提供1.一種啟動全程自養脫氮濾柱的方法，其特征在于，包括如下步驟：

按照1:3～3:1的質量比取亞硝化生物濾柱和厭氧氨氧化生物濾柱的濾料，按亞硝化濾料、厭氧氨氧化濾料的順序依次排布兩種濾料，每層濾料厚度為1～30cm，濾層共2～60個；濾柱底部設置進水口和曝氣裝置；以合成廢水作為進水基質，進水NH₄⁺-N濃度為80～120mg/L，投加NaHCO₃將基質pH控制在7.6～8.2之間；溶解氧通過轉子流量計和溶解氧測定儀聯合控制；

根據進水負荷的不同分為以下兩個階段：