[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于MBBR的高效自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)的快速啟動(dòng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811477674.5
• 申請(qǐng)日: 2018-12-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109354167B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳迪;韓文杰;周家中;管勇杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島思普潤(rùn)水處理股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F3/12
• 分類(lèi)號(hào): C02F3/12;C02F3/30;C02F101/16
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專(zhuān)利代理有限公司 37252
• 代理人: 張紅鳳

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于MBBR的高效自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)的快速啟動(dòng)方法，屬于廢水生物脫氮技術(shù)領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有技術(shù)中相關(guān)系統(tǒng)接種量過(guò)多、啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、脫氮效率低等問(wèn)題。本發(fā)明將反硝化同一段式自養(yǎng)脫氮耦合，反硝化池前置，自養(yǎng)脫氮出水回流，第一階段實(shí)現(xiàn)硝酸鹽和有機(jī)物的去除，第二階段進(jìn)行自養(yǎng)脫氮。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)三種運(yùn)行模式，分別為并聯(lián)運(yùn)行模式、雙系列A運(yùn)行模式和雙系列B運(yùn)行模式，通過(guò)連通閥控制四個(gè)反應(yīng)池出水方向?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)池串聯(lián)、并列或單獨(dú)運(yùn)行；通過(guò)接種、流加等手段實(shí)現(xiàn)自養(yǎng)脫氮工藝的快速啟動(dòng)；根據(jù)處理要求，實(shí)現(xiàn)不同的工藝布置形式。本發(fā)明具有接種比例小、啟動(dòng)快、脫氮效率高、對(duì)進(jìn)水有機(jī)物耐受性好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水生物脫氮技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于MBBR的高效自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)的快速啟動(dòng)方法。

背景技術(shù)

20世紀(jì)90年代，在發(fā)現(xiàn)厭氧氨氧化現(xiàn)象的同時(shí)，人們意識(shí)到一種新型自養(yǎng)脫氮工藝，在缺氧條件下，以浮霉目細(xì)菌為代表的微生物直接以亞硝酸鹽為電子受體，二氧化碳為主要碳源，將氨氮氧化成氮?dú)獾纳锩摰に嚕捎趥鹘y(tǒng)生物脫氮工藝在處理高氨氮低C/N廢水時(shí)常因缺乏碳源而限制了脫氮性能，需額外添加有機(jī)物，從而提高了運(yùn)行成本且易造成二次污染風(fēng)險(xiǎn)，不利于系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，自養(yǎng)脫氮工藝，相比傳統(tǒng)的硝化反硝化工藝具有較多有點(diǎn)，首先，自養(yǎng)脫氮工藝中的厭氧氨氧化反應(yīng)需要部分亞硝化作為前處理工藝，根據(jù)其化學(xué)計(jì)量關(guān)系，理論上可節(jié)省62.5％的供養(yǎng)動(dòng)力消耗，并且其無(wú)需額外投加有機(jī)碳源，節(jié)省了100％的外加碳源所增加的運(yùn)行費(fèi)用，再者，其污泥產(chǎn)量少，節(jié)省了污泥處置費(fèi)用，最后，不但可以減少二氧化碳等溫室氣體的過(guò)量排放，反而可以消耗二氧化碳，然而自養(yǎng)脫氮工藝?yán)碚撋系目偟コ蕿?9％，對(duì)于出水總氮要求較高的項(xiàng)目可能難以保證出水達(dá)標(biāo)。

為了進(jìn)一步提升總氮去除率，反硝化耦合自養(yǎng)脫氮技術(shù)受到人們的廣泛關(guān)注，主要工藝形式分為前置反硝化和后置反硝化，對(duì)于大多數(shù)廢水，進(jìn)水中或多或少會(huì)含有一部分有機(jī)碳源，在利用后置聯(lián)合形式時(shí)，有機(jī)物首先進(jìn)入自養(yǎng)脫氮階段，可能會(huì)對(duì)其造成影響，因此有研究者將反硝化階段前置，設(shè)置出水回流，在第一階段實(shí)現(xiàn)硝酸鹽和有機(jī)物的去除，與后置反硝化相比，這種聯(lián)合方式出水有機(jī)物更容易控制，可以通過(guò)自養(yǎng)脫氮區(qū)曝氣量或溶解氧的調(diào)控，去除大部分有機(jī)物，同時(shí)提高總氮去除率，但是，當(dāng)前絕大多數(shù)前置反硝化工藝采用的是顆粒污泥或缺氧污泥，出水需進(jìn)行泥水分離，長(zhǎng)期運(yùn)行易導(dǎo)致污泥產(chǎn)量過(guò)大，需經(jīng)常排泥，另外，污泥易隨出水進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)對(duì)后續(xù)工藝產(chǎn)生影響，且容易發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象，因此難以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。而生物膜法的前置反硝化工藝相比活性污泥法工藝微生物群落更加豐富，物種多樣性更為穩(wěn)定；生物膜脫落后易形成顆粒較大且具有良好沉降性能的絮體，且具有較好的沉降性能，易固液分離；另外，生物膜法一般不需要污泥回流，能耗較低，易于維護(hù)和管理且不存在污泥膨脹問(wèn)題。受限于純膜法前置反硝化工藝啟動(dòng)及穩(wěn)定運(yùn)行所需技術(shù)瓶頸，純膜反硝化至今仍缺乏大規(guī)模工程化應(yīng)用。

當(dāng)前關(guān)于一段式自養(yǎng)脫氮相關(guān)工藝的研究多停留在實(shí)驗(yàn)室級(jí)別，主要原因?yàn)樽责B(yǎng)脫氮工藝的兩種功能微生物氨氧化菌(AOB)和厭氧氨氧化菌(AnAOB)，生長(zhǎng)非常緩慢，倍增時(shí)間較長(zhǎng)，難以維持較高生物濃度，且AnAOB極易受到進(jìn)水中有機(jī)物等抑制因素的影響而降低活性；AOB是好氧菌，AnAOB是厭氧菌，過(guò)高的溶解氧會(huì)抑制AnAOB，過(guò)低的溶解氧無(wú)法保證氨氮向亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化，亞硝酸鹽過(guò)低會(huì)導(dǎo)致AnAOB基質(zhì)不足，生長(zhǎng)受到抑制。另外，當(dāng)前的大多數(shù)一段式自養(yǎng)脫氮工藝系統(tǒng)也多采用顆粒污泥形式，導(dǎo)致其對(duì)溶解氧的耐受性較低(多為1mg/L以下)，稍高溶解氧即容易對(duì)AnAOB產(chǎn)生抑制，甚至使系統(tǒng)崩潰。另外，一段式自養(yǎng)脫氮顆粒污泥工藝難以實(shí)現(xiàn)絮狀污泥的硝化性能和顆粒污泥厭氧氨氧化菌活性之間的協(xié)同，同時(shí)污泥上浮會(huì)造成厭氧氨氧化菌脫落和系統(tǒng)性能惡化。鑒于此工藝弊端，能否找到合適的自養(yǎng)脫氮工藝形式并快速啟動(dòng)且高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行是該工藝成為工程應(yīng)用的關(guān)鍵。

現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)方面的研究報(bào)道主要有：