[發明專利]基于MBBR的無亞氮積累的CANON系統及運行方法

在審

• 申請號: 202010065078.7
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111170456A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 張晶晶;吳迪;周宸宇;井添祺;韓文杰;劉曙
• 申請（專利權）人: 青島思普潤水處理股份有限公司
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 張紅鳳

本發明公開了一種基于MBBR的無亞氮積累的CANON系統及運行方法，涉及污水生物脫氮技術領域。其包括反應池、進水管、出水管、碳源投加管路、曝氣裝置及攪拌裝置，反應池包括第一好氧池、可變池、第一缺氧池及第二好氧池，進水經進水管進入系統，分別流經所述的第一好氧池、可變池、第一缺氧池及第二好氧池后經所述的出水管排出，在系統啟動期通過調節可變池的運行方式使其發揮反硝化功能，在穩定運行期通過調節可變池的運行方式使其發揮CANON功能。本發明通過在啟動期和穩定運行期調節可變池的運行方式實現CANON池和缺氧池池容比例的改變，從而實現快速啟動、啟動及運行過程中無亞氮大量積累且能保證水穩定達標。

技術領域

本發明涉及污水生物脫氮技術領域，具體涉及一種基于MBBR的無亞氮積累的CANON系統及運行方法。

背景技術

自養脫氮工藝(CANON)是利用短程硝化細菌(AOB)和厭氧氨氧化菌(AnAOB)進行短程硝化與厭氧氨氧化耦合，在同一反應器中進行脫氮，與傳統的硝化反硝化工藝相比，具有節省60％的曝氣量、無須添加有機碳源、降低90％的污泥產量以及相對較少氮氧化物釋放量等優點。并且，該工藝脫氮負荷高、運行費用低、占地空間小，已被公認為是目前最經濟的生物脫氮工藝之一，自養脫氮工藝涉及的兩種功能微生物均為自養菌，其時代周期長，繁殖速率慢，菌種易流失，因此工藝啟動周期較長。

MBBR工藝是CANON的理想形式之一，通過向CANON系統內投加懸浮載體，使CANON工藝兩種功能微生物分置于生物膜外層和內層，其中懸浮載體外層形成以氨氧化菌(AOB)為優勢菌種的好氧生物膜，內層形成以厭氧氨氧化菌(AnAOB)為主的厭/缺氧生物膜，從而克服了傳統活性污泥法啟動時間長、對于高溶解氧耐受性低、需設置二沉池防止菌種流失，難以實現絮狀污泥硝化性能和顆粒污泥厭氧氨氧化性能之間的協同等一系列缺點，進而成為最具有工程化潛力的CANON形式。荷蘭的污水廠利用基于CANON-MBBR的工藝處理污泥消化液，氨氮去除負荷達到1.2kgN/(m³·d)，而平均能耗僅為1.45～1.75kW·h·kg^-1NH₄⁺-N，此外，瑞典的Himmerfjrden污水廠和德國的Hattingen污水廠也采用了基于MBBR的自養脫氮相關工藝，均獲得了較好的處理效果。當前，CANON工藝難以達到較高的出水標準，所以多與傳統硝化反硝化工藝連用。當前，MBBR形式的CANON工藝形成了較為成熟的啟動方式，即以成熟CANON懸浮載體接種前期培養的高負荷短程硝化懸浮載體，可明顯縮短啟動時間，但是，短程硝化懸浮載體的培養過程中會產生大量亞氮，亞氮過量而帶來的高FNA對后續傳統脫氮工藝會造成明顯影響，造成出水不達標，因而保證系統在啟動階段的出水達標形式嚴峻。

現有技術相關方面的研究報道主要有：

馬娟，王麗，彭永臻等《FNA的抑制作用及反硝化過程的交叉影響》(環境科學,2010,31(4):1030-1035)，通過大量批式試驗，對不同濃度亞硝酸鹽在不同pH條件下對硝酸鹽還原的抑制作用及2種電子受體之間的交叉影響做了研究。結果表明硝酸鹽還原與游離亞硝酸(FNA)有顯著的相關關系，FNA而非亞硝酸鹽是硝酸鹽還原的真正抑制劑，FNA濃度為0.01-0.025mg/L時硝酸鹽還原能力受抑制程度為60％，當FNA濃度0.2mg/L時，硝酸鹽還原反應被完全抑制。此外，污泥亞硝酸鹽還原能力也受FNA抑制，當FNA濃度由0.01mg/L增至0.2mg/L，亞硝酸鹽還原能力下降80％。該研究僅僅說明了FNA對反硝化的抑制作用，但是對于如何在實際中消除亞氮降低FNA以減少該抑制并未做任何探討。