[發(fā)明專利]投加蒽醌啟動以生活污水中有機物為碳源的短程反硝化的裝置與方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011013336.3
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112250171A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭永臻;韓可心;張瓊;石亮亮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

投加蒽醌啟動以生活污水中有機物為碳源的短程反硝化的裝置與方法，屬于生物處理領(lǐng)域。目前短程反硝化的啟動多采用投加簡單碳源而不是直接利用生活污水中的有機物為碳源，增加運行成本，故本專利通過投加蒽醌達到利用生活污水中有機物為碳源啟動短程反硝化的目的。蒽醌作為氧化還原介體能夠提高硝酸鹽還原酶的活性，實現(xiàn)對亞硝酸鹽積累的促進作用。裝置包括硝酸鹽廢水進水箱、生活污水進水箱、短程反硝化反應(yīng)器、出水箱、自控平臺。硝酸鹽廢水與生活污水按照碳氮比分別泵入短程反硝化反應(yīng)器中后投加蒽醌，實現(xiàn)利用生活污水中有機物為碳源完成硝態(tài)氮到亞硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化。本發(fā)明無需外加碳源，實現(xiàn)硝酸鹽廢水與生活污水的同步去除具有節(jié)約碳源等優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明相關(guān)的投加蒽醌啟動以生活污水中有機物為碳源的短程反硝化的裝置與方法，屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，是實現(xiàn)硝酸鹽廢水與生活污水同步去除的實驗裝置和方法。

背景技術(shù)

水體中氮素污染越來越嚴重，富營養(yǎng)化頻繁發(fā)生引起了人們的高度重視。如何高效、經(jīng)濟地去除水體中含氮化合物，成為了學者們研究的熱門問題。其中，厭氧氨氧化工藝由于其具有良好的節(jié)能效果，被多數(shù)學者青睞。

厭氧氨氧化工藝是利用Anammox細菌能夠同時將氨氮和亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣的新型生物脫氮工藝。厭氧氨氧化工藝成功啟動和運行需要消耗大量的亞硝酸鹽。如何持續(xù)穩(wěn)定的獲得亞硝酸鹽仍是難以解決的難題，現(xiàn)工程試驗中通過短程硝化和短程反硝化兩種工藝來解決亞硝酸鹽來源的問題。由于目前應(yīng)用于生活污水的短程硝化，很難長期維持，而且進水中往往會伴隨著有機物未得到充分利用，對后續(xù)厭氧氨氧化作用產(chǎn)生抑制，那么通過短程反硝化來為厭氧氨氧化提供亞硝態(tài)氮成為了很好的選擇。

短程反硝化工藝將反硝化過程控制在產(chǎn)生亞硝酸鹽階段，即阻止反硝化菌利用碳源將亞硝酸鹽進一步還原為氮氣。相對于短程硝化而言，短程反硝化具有能有效處理硝酸鹽廢水，充分利用原水中有機物等優(yōu)點，并且可以實現(xiàn)硝酸鹽廢水與生活污水的同步去除。但目前研究表明短程反硝化菌富集較為困難，且對碳源的選擇性強，易利用易降解有機物，難以利用難降解有機物。

我國生活污水普遍存在碳氮比低且多為難降解有機物的特點，生活污水中可利用碳源不足，導(dǎo)致短程反硝化效率低，出水總氮高，難以達到一級A標準，要想深度脫氮，需外加簡單碳源增加了運行成本。因此如何更有效利用生活污水中有機物為碳源實現(xiàn)短程發(fā)反硝化是一個值得研究的問題。

近年來，研究者發(fā)現(xiàn)氧化還原介體能夠極大的加快厭氧微生物的活性。氧化還原介體是指能加速最初電子供體向最終電子受體傳遞電子的化合物，可以使氧化還原反應(yīng)速率提高一到幾個數(shù)量級。相關(guān)文獻報道，蒽醌作為氧化還原介體能夠提高硝酸鹽還原酶活性和亞硝酸鹽還原酶活性，且對硝酸鹽還原酶的關(guān)鍵酶的促進效果更好。研究表明蒽醌濃度在25μmol/L-75μmol/L對亞硝酸鹽的積累有促進作用。

故本發(fā)明采用投加蒽醌啟動以生活污水中有機物為碳源的短程反硝化的方法，具有無需外加碳源，實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的亞硝酸鹽來源等優(yōu)點，達到硝酸鹽廢水與生活污水同步去除的目的。

發(fā)明內(nèi)容

短程反硝化-厭氧氨氧化技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的硝化/反硝化工藝節(jié)約曝氣量，節(jié)省碳源，是一種資源節(jié)約環(huán)境友好型的脫氮工藝。但實際應(yīng)用過程中短程反硝化的啟動及穩(wěn)定運行是一個難題，本發(fā)明提供了一種通過投加蒽醌啟動以生活污水中有機物為碳源的短程反硝化的方法，該方法可以充分利用生活污水中有機物，無需外加碳源，節(jié)約成本，并且可以穩(wěn)定獲得亞硝酸鹽。本方法可為短程反硝化-厭氧氨氧化的工程應(yīng)用提供參考。

一種通過投加蒽醌啟動以生活污水中有機物為碳源的短程反硝化的裝置，其特征在于，包括硝酸鹽廢水進水箱(1)、生活污水進水箱(2)、短程反硝化反應(yīng)器(3)，出水箱(4)，自控平臺(5)；所述硝酸鹽廢水進水箱(1)通過第一進水泵(3-1)與短程反硝化反應(yīng)器(3)相連接；生活污水進水箱(2)通過第二進水泵(3-2)與短程反硝化反應(yīng)器(3)相連接；短程反硝化反應(yīng)器(3)排水電動閥(3-3)與出水箱(4)相連接。