一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法
【專利摘要】本發明公開了一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法，屬于廢水生物處理【技術領域】。采用序批式活性污泥反應器接種富含氨氧化菌的絮狀活性污泥，通過控制反應器的進水水質、表面上升氣量、溶解氧、溫度、水力停留時間和沉降時間等參數，可在90~120天內培養出亞硝化顆粒污泥，并且亞硝化顆粒污泥反應器的出水水質符合厭氧氨氧化的進水要求。本發明通過實現亞硝化污泥的顆粒化，使得污泥具有優良的沉降性能，可有效增強系統泥水分離性，并且顆粒污泥具有不易發生污泥膨脹、抗毒性沖擊能力強和承受氨氮負荷高等優勢。同時，顆粒污泥具有較高的微生物量，處理高氨氮廢水時反應速率快，可減少反應器體積、水力停留時間和二沉池體積等。
【專利說明】一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法【技術領域】
[0001]本發明屬于廢水生物處理【技術領域】，具體涉及一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法。
【背景技術】
[0002]厭氧氨氧化技術(Anammox)是荷蘭Delft大學20世紀末發展開發的一項新型的節能生物脫氮技術。在Anammox菌存在下，以NH4+_N為電子供體、Ν02__Ν為電子受體、輕胺和聯氨為關鍵中間產物及N2為最終產物，具有動力消耗低、無需氧氣參加、無需碳源和污泥產量低等優勢，并成功被應用于焦化廢水、垃圾滲濾液等高氨氮廢水的治理，引起了全世界科研工作者的廣泛關注。
[0003]由于Anammox工藝需要NOf-N作為電子受體，因此,Anammox工藝一般需要前置亞硝化工藝將廢水中的一部分NH/-N轉化成Ν02_-Ν。亞硝化工藝的目的是將反應器中約50%的氨氮氧化為Ν02_-Ν階段，并阻止其進一步生成Ν03_-Ν，在通過后續的Anammox工藝進行反硝化。亞硝化工藝的關鍵在于氨氧化菌(AOB)的富集和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)的淘汰。目前，控制反應器處于較低的溶解氧濃度，利用AOB和NOB對溶解氧的親和力不同，從而選擇性的抑制NOB是比較常見的方法。但是在低溶解氧條件下，亞硝化反應器的硝化活性較低，導致反應速率下降，并且低溶解氧的環境容易造成絲狀菌膨脹和污泥沉降性能下降，這些缺陷限制了亞硝化-Anammox聯用技術的進一步推廣和應用。
[0004]本發明的目的在于提供一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法，通過序批式活性污泥反應器(SBR)接種富含氨氧化菌(AOB)的絮狀活性污泥，控制反應器的進水水質、曝氣量、溶解氧和水力停留時間等參數，以沉降時間為選擇壓，可在90-120天內培養出亞硝化顆粒污泥，亞硝化顆粒污泥反應器的出水水質符合厭氧氨氧化的進水要求。同時，亞硝化顆粒污泥反應器生物量大、運行效率高、污泥沉降性能好，相比于傳統的亞硝化活性污泥反應器具有明顯的優勢。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法，解決現有亞硝化活性污泥工藝運行效率低、污泥沉降性能差難題。為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案:
一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法，其特征在于包括如下步驟:
(1)采用序批式活性污泥反應器(SBR)馴化培養亞硝化顆粒污泥，反應器接種富含氨氧化菌的絮狀活性污泥，接種污泥體積占反應器總體積的30-50%;
(2)配置SBR反應器進水，pH為7.5~8.0，進水COD濃度為400~800 mg/L,進水NH4+_N濃度為600~800 mg/L，進水總磷濃度為50~80 mg/L ；
(3)控制SBR反應器的表面上升氣量1.0-2.5 m/min，溶解氧為廣3 mg/L，溫度為25~30°C，水力停留時間16 h，沉降時間15 min，可在90-120天內培養出亞硝化顆粒污泥，亞硝化顆粒污泥反應器的出水水質符合厭氧氨氧化的進水要求。
[0006]所述的一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法，其特征是:所述的步驟(1)中SBR反應器高徑比為5~10，反應器采用底部進水和底部微孔曝氣，控制反應器的排水率為50%。
[0007]所述的一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法，其特征是:所述的步驟(3)中的亞硝化顆粒污泥顏色為黃褐色，形狀為球形或橢球形，平均粒徑為
0.8~3.0mm,沉降速度為20~50 m/h。
[0008]所述的一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法，其特征是:所述的步驟(3)中的亞硝化顆粒污泥反應器的出水水質為NH4+-N與Ν02_-Ν濃度比值為1:0-1.5)，NOf-N 濃度 30~60 mg/L, pH 值為 7.7~8.5。
[0009]本發明提供的一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法，其體現的優勢和特點是:
(I)相比于傳統的亞硝化活性污泥，亞硝化顆粒污泥具有優良的沉降性能，可有效增強系統泥水分離性，并且顆粒污泥具有不易發生污泥膨脹、抗毒性沖擊能力強和承受氨氮負荷聞等優勢。
[0010](2)相比于傳統的亞硝化活性污泥反應器，亞硝化顆粒污泥反應器的生物量大、微生物結構致密，處理高氨氮廢水時反應速率快，可減少反應器體積、水力停留時間和降低二沉池體積等。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]附圖1是本發明的序批式活性污泥反應器(SBR)示意圖:反應器主體(1)、曝氣機
(2)、進水泵(3)、出水電磁閥(4)、時間控制程序(5)、配水箱(6)。
[0012]附圖2是本發明培養的亞硝化顆粒污泥宏觀照片。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。應理解，以下實施例所述是用于說明本發明，并不用以限制本發明。
[0014]采用序批式活性污泥反應器(SBR)馴化培養亞硝化顆粒污泥，反應器示意圖見附圖1。SBR包括反應器主體(1)、曝氣機(2)、進水泵(3)、出水電磁閥(4)、時間控制程序(5)、配水箱(6)。SBR反應器內徑8cm，有效高度64cm，高徑比為8:1。反應器采用底部進水和底部微孔曝氣，控制反應器的排水率為50%。反應器接種富含氨氧化菌的絮狀活性污泥，接種污泥體積占反應器總體積的30%。
[0015]采用模擬廢水馴化培養好氧顆粒污泥，C6H12O6為模擬碳源，NH4Cl為模擬氮源，KH2PO4為模擬磷源，所用人工配水水質如下:配置SBR反應器進水pH為7.8，COD濃度為600mg/L,初始進水NH4+-N濃度為600mg/L,每月提高100mg/L,直到800 mg/L后不變,總磷濃度為 60 mg/L, CaCl2.2H20 30 mg/L, MgSO4.7 H2O 25 mg/L, FeSO4.7 H2O 20 mg/L。每升模擬廢水中添加 ImL 微量元素=H3BO3 0.05 g/L, ZnCl2 0.05 g/L, CuCl2 0.03 g/L, MnSO4.H2O
0.05 g/L, (NH4) 6Mo024.4H20 0.05 g/L, AlCl3 0.05 g/L, CoCl2.6H20 0.05 g/L, NiCl2
0.05 g/L。控制SBR反應器的表面上升氣量1.5 m/min，溶解氧為2 mg/L，溫度為28°C，水力停留時間16 h。運行模式為控制SBR反應器的一周期為6h，進水5min，前靜置25min，曝氣300min，沉降時間由15 min逐漸減少為2 min，出水5min，其余為閑置時間。
[0016]經過120天的馴化，反應器成功培養出亞硝化顆粒污泥，所培養的亞硝化顆粒污泥顏色為黃褐色，形狀為球形或橢球形，平均粒徑為2.5 mm (附圖2)，沉降速度為38 m/h。以第118天出水水質為例,亞硝化顆粒污泥反應器為NH/-N與NOf-N濃度分別為240.5和284.4mg/L,比值為1:1.18，出水Ν03_-Ν濃度為46.8 mg/L, pH值為8.1，亞硝化顆粒污泥反應器的出水水質符合 厭氧氨氧化的進水要求。
【權利要求】
1.一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法，其特征在于包括如下步驟: (1)采用序批式活性污泥反應器(SBR)馴化培養亞硝化顆粒污泥，反應器接種富含氨氧化菌的絮狀活性污泥，接種污泥體積占反應器總體積的30-50%; (2)配置SBR反應器進水，pH為7.5~8.0，進水COD濃度為400~800 mg/L,進水NH4+_N濃度為600~800 mg/L，進水總磷濃度為50~80 mg/L ； (3)控制SBR反應器的表面上升氣量1.0-2.5 m/min，溶解氧為廣3 mg/L，溫度為25~30°C，水力停留時間8~16 h，沉降時間2~15 min，可在9(Tl20天內培養出亞硝化顆粒污泥，亞硝化顆粒污泥反應器的出水水質符合厭氧氨氧化的進水要求。
2.根據權利要求1所述的一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法，其特征是:所述的步驟(1)中SBR反應器高徑比為5~10，反應器采用底部進水和底部微孔曝氣，控制反應器的排水率為50%。
3.根據權利要求1所述的一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法，其特征是:所述的步驟(3)中的亞硝化顆粒污泥顏色為黃褐色，形狀為球形或橢球形，平均粒徑為0.8~3.0mm，沉降速度為20~50 m/h。
4.根據權利要求1所述的一種與厭氧氨氧化相匹配的亞硝化顆粒污泥的培養方法，其特征是:所述的步驟(3)中的亞硝化顆粒污泥反應器的出水水質為NH4+-N與Ν02_-Ν濃度比值為 I: (I~1.5)，NOf-N ·濃度 30~60 mg/L, pH 值為 7.7~8.5。
【文檔編號】C02F3/30GK103708616SQ201410000669
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月2日 優先權日:2014年1月2日
【發明者】杜斌, 魏東, 王曉東, 史吏, 呂陽, 張格 , 史樹生 申請人:濟南大學