專利名稱：一種生物濾池全程自養脫氮工藝的擴大啟動方法
技術領域：
本發明屬于廢水自養脫氮領域。具體涉及生物濾池全程自養脫氮工藝的啟動方法。
背景技術：
上世紀末，人們在氮負荷很高且較低溶解氧的廢水處理系統中發現有大量的NH；-N不是以傳統硝化反硝化的途徑脫除，結合Anammox脫氮途徑的發現，人們推測處理構筑物中可能存在氨氧化細菌和Anammox菌的共存現象。1999 年，Third等首先提出了 CANON(completely autotrophic nitrogen removalover nitrite)工藝，即單級全程生物膜自養氨氧化工藝。在這一新型脫氮工藝中，氨氧化細菌細菌與Anammox菌在同一個反應器中共存，二者協同作用，位于填料或污泥絮體外層的氨氧化細菌，先以氧氣作電子受體，將NH4+-N氧化為NO2--N ;通過傳質作用，位于填料或污泥絮體內層的Anammox菌，以亞硝酸細菌產生的Ν02__Ν作電子受體，與剩余的NH4+_N共同轉化為N2而釋出，并產生少量的NOf-N。CANON工藝因全程自養無需外加有機碳源，且氨氧化停留在亞硝酸鹽階段可節約曝氣，是新型理想的脫氮工藝。該工藝可應用于處理低碳氮比的污泥消化上清液、垃圾滲濾液等工業廢水。研究表明，厭氧氨氧化菌的生長速率較低(μ =0.00271^),世代周期較長(10.6d)且厭氧氨氧化活性需要在厭氧氨氧化菌細胞濃度>1(Γ IO11個/mL時才能顯現出來。因此，如何快速富集厭氧氨氧化菌，啟動CANON工藝成為限制工藝應用的一大瓶頸。
發明內容
本發明的目的在于提供一種通過接種少量CANON工藝生物濾池成熟濾料，擴大啟動CANON工藝生物濾池的快速啟動方法。本發明提供一種生物濾池全程自養脫氮工藝的擴大啟動方法，包括如下內容:(I)接種生物濾池CANON工藝的生物膜，將含有生物膜的熟濾料與生濾料混合,采用擴大啟動的方法，放大比例為1:10 1:40，即熟濾料與生濾料的體積比為1:19 1:39 ；啟動分為四個階段，啟動過程的溫度用水浴加熱控制在25 35°C;反應器進水pH值在7.69 8.49之間；(2)階段I為厭氧掛膜期，控制進水氨氮濃度為280 340mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為360 440mg/L，水力停留時間10 23h ;當出水濁度小于20NTU，繼續維持運行20 40d ；(3)階段II為厭氧培養期，控制進水氨氮濃度為180 240mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為230 310mg/L，水力停留時間8 IOh ;當總氮去除率達到50%以上，繼續維持運行20 40d ；(4)階段III為限氧培養期，進水中的氨氮濃度為280 340mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為90 120mg/L，水力停留時間為6 8h，曝氣強度為0.3 0.6L/min ;當總氮去除率達到70%以上，繼續維持運行7 14d ;
(5)階段IV為好氧培養期，進水中的氨氮濃度為380 440mg/L，水力停留時間為3 5h，曝氣強度為0.8 1.65L/min ;當總氮的去除率達到80%以上，總氮去除負荷達到
1.0kgN.m_3.Cf1以上，標志著CANON工藝啟動成功。本發明中采用了接種CANON工藝成熟濾料擴大啟動的啟動方法。CANON工藝的啟動，一般有兩種方式:一種為好氧限氧啟動，一般先接種普通硝化污泥，通過淘洗培養出氨氧化細菌，然后通過限氧或厭氧培養出厭氧氨氧化菌，最終完成CANON工藝的啟動；另一種為接種厭氧氨氧化污泥，先厭氧培養，使厭氧氨氧化菌快速增殖，然后再曝氣限氧培養氨氧化菌，同樣也完成了啟動。本發明的啟動方式雖然也是先厭氧后限氧，但是由于CANON污泥中本來就含有氨氧化細菌和厭氧氨氧化菌，且進水中一直含有溶解氧，使得反應器內在厭氧期里也會存在氨氧化細菌。在限氧培養氨氧化細菌時，就無需再接種氨氧化細菌了，而且由于氨氧化細菌一直存在于反應器內，無需接種，省去了接種外來氨氧化菌的適應期。厭氧培養期結束后，只需較短的限氧時間就可以較快的啟動CANON反應器。啟動成功后的CANON反應器處理效果也比較穩定，微生物分布也相對均勻。
圖1是本發明中具體實例的生物濾池試驗裝置示意圖，其中I為進水泵，2為空氣泵，3為承托層，4為濾料層，5為取樣口，6為取料口，7為pH/DO探頭，8為加熱棒。圖2是本發明中具體實例的進出水氨氮的變化3是本發明中具體實例的進出水亞氮的變化4是本發明中具體實例的進出水硝氮的變化5是本發明中具體實例的進出水總氮的變化圖
具體實施例方式以下結合具體實施方式
對本發明作進一步描述，但本發明的保護范圍并不局限于此。實施例:本發明反應器為有機玻璃柱加工而成，內徑250mm，總高度1300mm，底部設有20mm的河卵石承托層，其中安放有盤式膜曝氣裝置，反應區總體積40L。本試驗選用火山巖作為濾料，其內外平均孔隙率為80%，粒徑介于4.0 6.0mm,表觀密度1.60 1.80kg/m3,堆積密度0.7 0.9kg/m3。濾料裝填高度為900mm，填料的填充率為100%，初始有效容積21L。反應器采用上向流的進水方式，原水和曝氣由底部進入，出水由上部出水口流出。試驗期間，利用包裹在反應區外的套筒的水浴加熱控制反應器溫度，由轉子流量計控制其曝氣量。濾柱上方設有在線pH、DO數據采集系統，檢測反應器的出水pH、溫度及DO值。本發明接種2L實驗室原有的覆蓋有CANON生物膜的火山巖濾料，將這些熟濾料和未掛膜的火山巖生濾料充分混合，填滿反應器的40L反應區，放大比例1:20。反應器的溫度用水浴加熱控制在30°C ±2°C。反應器進水pH值在7.69 8.49之間。試驗用水采用人工配水，以自來水中添加適量的(NH4) 2S04、NaNO2、NaHCO3與KH2PO4配置而成，且不含有機碳源，每個階段因需要采用不同的配水方案見表I。表I反應器啟動階段平均水質及運行工況
權利要求
1.一種生物濾池全程自養脫氮工藝的擴大啟動方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)接種生物濾池CANON工藝的生物膜，將含有生物膜的熟濾料與生濾料混合，采用擴大啟動的方法，放大比例為1:10 1:40，即熟濾料與生濾料的體積比為1:19 1:39 ； 啟動分為四個階段，啟動過程的溫度用水浴加熱控制在25 35°C ;反應器進水pH值在7.69 8.49之間； (2)階段I為厭氧掛膜期，控制進水氨氮濃度為280 340mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為360 440mg/L，水力停留時間10 23h ;當出水濁度小于20NTU，繼續維持運行20 40d ； (3)階段II為厭氧培養期，控制進水氨氮濃度為180 240mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為230 310mg/L，水力停留時間8 IOh ;當總氮去除率達到50%以上，繼續維持運行20 40d ； (4)階段III為限氧培養期,進水中的氨氮濃度為280 340mg/L，亞硝酸鹽氮濃度為90 120mg/L，水力停留時間為6 8h，曝氣強度為0.3 0.6L/min ;當總氮去除率達到70%以上，繼續維持運行7 14d ; (5)階段IV為好氧培養期，進水中的氨氮濃度為380 440mg/L，水力停留時間為3 5h，曝氣強度為0.8 1.65L/min ;當總氮的去除率達到80%以上，總氮去除負荷達到1.0kgN.m_3.Cf1以上，標志著CANO`N工藝啟動成功。
全文摘要
一種生物濾池全程自養脫氮工藝的擴大啟動方法屬于廢水自養脫氮領域。其步驟為首先接種少量全程自養工藝生物濾池的成熟濾料，采用擴大啟動的方法，先厭氧培養富集厭氧氨氧化菌，然后限氧，培養好氧氨氧化菌且使厭氧氨氧化菌適應有氧環境，最后好氧曝氣實現全程自養脫氮工藝的啟動。由于全程自養工藝污泥中本來就含有好氧氨氧化細菌和厭氧氨氧化菌，在限氧培養好氧氨氧化細菌時，就無需再接種好氧氨氧化細菌了，省去了接種外來氨氧化菌的適應期。厭氧培養期結束后，只需較短的限氧時間就可以較快的啟動全程自養反應器。本發明解決了全程自養脫氮反應器啟動難，歷時長等問題，提供了一種生物濾池全程自養脫氮工藝的擴大啟動方法。
文檔編號C02F3/30GK103224289SQ201310084710
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月17日 優先權日2013年3月17日
發明者李冬, 梁瑜海, 暢曉燕, 張肖靜, 崔少明, 楊卓, 張翠丹, 吳青, 蘇慶嶺, 范丹, 張玉龍, 周元正, 門絢, 楊胤, 何永平, 曾輝平, 張 杰 申請人:北京工業大學