[發明專利]一種控制高負荷反應器中厭氧氨氧化顆粒污泥上浮的方法

有效

• 申請號: 201711353591.0
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108217930B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 李軍;張晶;張亞超;王秀杰
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;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: 張立改

一種控制高負荷反應器中厭氧氨氧化顆粒污泥上浮的方法，屬于廢水處理領域。在高負荷運行狀態的前0～20d即早期，每天向反應器進水中外源添加一定濃度的兩種AHLs信號分子混合溶液，之后的時間不再添加AHLs信號分子；所述的AHLs信號分子為C8?HSL和C6?HSL。本發明能夠同時控制高負荷厭氧氨氧化反應器中顆粒污泥上浮流失并提高顆粒污泥的活性，使高負荷反應器保持穩定且較高的脫氮效能。

技術領域

本發明屬于廢水處理領域，尤其涉及廢水處理過程中的厭氧氨氧化脫氮技術，具體涉及一種控制高負荷反應器中厭氧氨氧化顆粒污泥上浮的方法。

背景技術

厭氧氨氧化(ANAMMOX)作為一種新型生物脫氮工藝，具有能耗低，運行成本低，脫氮效率高等諸多優點。但是ANAMMOX菌增值緩慢，難以持留，這限制了ANAMMOX技術在實際廢水處理中的應用與發展。ANAMMOX顆粒污泥沉降性能良好，可有效持留生物量，可是在高負荷反應器中，ANAMMOX污泥顆粒易上浮流失，導致反應器運行不穩定。部分學者進行過相關研究并提出相應的控制策略，如打碎上浮的污泥顆粒再投加至反應器中，或控制合適水力剪切速率等。然而這些方法并不能從根本上調控ANAMMOX微生物的生理行為使其自發凝聚成更密實，沉降性能更好的顆粒，所以局限性較大。比如打碎上浮污泥顆粒再投加至反應器中需要不斷收集上浮的污泥顆粒，再將其打碎重新投加至反應器中，工程量較大，僅適合規模較小的裝置；而控制合適的剪切速率這種方法對于不同類型的反應器需要進行相應實驗探索適合該類型反應器的剪切速率，因此上述方法在實際應用中操作復雜，并且容易受到各種限制。

發明內容

基于現有技術中存在的問題，本發明提供一種控制高負荷反應器中厭氧氨氧化顆粒污泥上浮的方法，該方法從一個新的角度—微生物群體感應，進行高負荷反應器中厭氧氨氧化顆粒污泥上浮的控制。該方法相比現有技術，其是從根本上調控厭氧氨氧化微生物的生理行為，使其自發凝聚成更密實、沉降性能更好的顆粒，因此可有效控制顆粒污泥上浮，并且操作簡單，易于實現，適用性強。本發明相比其他通過信號分子調控微生物生理行為方法的創新之處有二：一是僅在反應器運行前期添加信號分子，后期不再添加，通過前期外源添加的信號分子誘發顆粒污泥持續內源釋放相應的信號分子，從而對顆粒污泥特性產生長期影響。二是外源添加的是兩種信號分子混合溶液，并不是單一信號分子溶液，兩種信號分子分別調控了顆粒污泥的沉降性能及活性。因此可達到既有效控制了高負荷厭氧氨氧化顆粒污泥上浮，防止污泥流失的效果；同時又提高了污泥活性，保證了高負荷厭氧氨氧化反應器穩定且較高的脫氮效能。

為了達到上述目的，本發明通過如下技術方案來實現：

在高負荷厭氧氨氧化反應器啟動初期，向進水中外源添加AHLs(酰基高絲氨酸內酯類)群體感應信號分子，具體操作步驟和工藝條件如下：

取穩定運行(如運行時間至少1年)的低負荷(總氮負荷NLR低于0.5kg-TN/(m³·d))厭氧氨氧化反應器中的顆粒污泥作為接種污泥，采用遞增負荷的方式馴化顆粒污泥適應高負荷環境；馴化期內通過不斷提高進水氨氮及亞硝氮濃度、縮短水力停留時間HRT的方式提高總氮負荷NLR；當NLR達3.0kg-TN/(m³·d)或/及以上，厭氧氨氧化顆粒污泥的總氮去除率持續高于80％，則馴化結束；馴化結束后繼續提高NLR，反應器進入高負荷運行狀態；馴化結束后反應器在高負荷狀態下運行至少達到150d，其中在高負荷運行狀態的前0～20d，每天向反應器進水中外源添加一定濃度的AHLs信號分子，之后的時間不再添加AHLs信號分子。

馴化期及高負荷運行期間，反應器運行溫度均為30±7℃，進水pH均為6.5～7.5，進水溶解氧均在0.5mg/L以下。

馴化期進水氨氮濃度為40～200mg/L，亞硝氮濃度為53～260mg/L，進水氨氮和亞硝氮濃度之比為1:1.32，HRT為3～6h，NLR為0.3～3.0kg-TN/(m³·d)。