[發明專利]一種快速建立短程反硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮體系的方法及其應用

有效

• 申請號: 202110722065.7
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113443705B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 蔡天寧;吳翼伶;陳嘉巧;吳鵬;王超超
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F101/16
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 蘇張林

本發明公開了一種快速建立短程反硝化?厭氧氨氧化耦合脫氮體系的方法及其應用，該方法為：基于新型組合填料的連續流完全混合式反應器，采用機械攪拌使填料處于流動狀態，在反應器內接種厭氧氨氧菌污泥顆粒，采用模擬廢水進行避光培養，優化工藝參數，建立穩定的生物膜?活性污泥短程反硝化?厭氧氨氧化(PD/A)高效耦合脫氮體系。通過上述方法，本發明在第81天成功建立生物膜?活性污泥PD/A高效耦合脫氮體系，可實現穩定運行，且對氮素的去除率達到93.89％。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，尤其涉及一種快速建立短程反硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮體系的方法及其應用。

背景技術

近年來，水體富營養化日益嚴重，但傳統的生物脫氮工藝存在著一些不可避免的缺陷，不能滿足現在的污水排放標準。厭氧氨氧化工藝(Anammox)憑借其經濟、高效與可持續性而被公認為時下最具有應用前景的新型廢水生物脫氮技術，然而實際污水中Anammox電子受體的匱乏極大阻礙了其工程應用進程。為此，研究人員提出了兩種Anammox電子受體供給方案：短程硝化(PN)和短程反硝化(PD)。目前，短程硝化-厭氧氨氧化工藝(PN/A)在實驗室內的研究日趨成熟，并且在垃圾滲濾液，污泥消化液等側流富氨廢水工程應用方面也頗具規模，然而受制于諸如有機物、基質濃度等因素，其在主流工程應用中穩定性、總氮去除率等方面始終無法突破瓶頸。

相較于PN/A工藝，短程反硝化-厭氧氨氧化工藝可同時去除污水中的硝態氮和氨氮，進一步拓寬了厭氧氨氧化的應用范圍。然而，在有機物存在的情況下，反硝化菌的生長速率大于厭氧氨氧化菌，因此需提高反硝化菌與厭氧氨氧化菌共存的穩定性。生物活性填料可附著大量的微生物，由于傳質阻力，從內到外依次形成厭、缺、好氧的微環境，為不同的微生物提供了各自適宜的生存條件，同時對厭氧氨氧化菌起到了保護作用，有利于微生物的穩定共存，但由于微生物負載在載體材料上，在運行靈活性方面較差。目前建立的短程反硝化-厭氧氨氧化高效耦合脫氮體系仍具有耗時長、脫氮效率低的問題，例如文獻“王維奇,王秀杰,李軍,等.部分反硝化耦合厭氧氨氧化脫氮性能研究[J].中國環境科學,2019,39(02):641-647.”公開了一種部分反硝化耦合厭氧氨氧化脫氮體系，通過向厭氧氨氧化連續流反應器內添加葡萄糖，于第94天成功啟動PD/A工藝，但總氮的去除率僅為88.3％。因此，如何快速建立一種可穩定運行的短程反硝化-厭氧氨氧化高效耦合脫氮體系，是目前急需解決的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種短程反硝化-厭氧氨氧化高效耦合脫氮體系的建立方法，能夠在第81天成功建立生物膜-活性污泥短程反硝化-厭氧氨氧化高效耦合脫氮體系，實現穩態運行，氮素的去除率達到93.89％。

本發明提供了如下所述的技術方案：

本發明第一方面提供一種快速建立短程反硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮體系的方法，具體為：基于新型組合填料的連續流完全混合式反應器，采用機械攪拌使填料處于流動狀態，在反應器內接種厭氧氨氧菌污泥顆粒，采用模擬廢水進行避光培養，優化工藝參數，在第81天建立穩定的短程反硝化-厭氧氨氧化高效耦合脫氮體系。

進一步地，所述工藝參數為模擬廢水中碳源的濃度、NH₄⁺-N和NO₃^--N或NO₂^--N的濃度。

進一步地，所述新型組合填料由鮑爾環和束式填料構成；所述束式填料穿過鮑爾環內小孔纏繞覆蓋在鮑爾環表面。

進一步地，所述新型組合填料在反應器中的體積比為20％～30％。

進一步地，所述鮑爾環的密度小于1g/mL；所述鮑爾環的材質優選聚丙烯。

進一步地，所述機械攪拌的速率為100-150r/min。