快速啟動厭氧氨氧化耦合反硝化協同脫氮反應器的方法與流程

本發明涉及廢水生物脫氮領域，是一種以厭氧氨氧化和反硝化的混合污泥為接種污泥，同時在進水中添加少量葡萄糖以快速啟動厭氧氨氧化耦合反硝化協同脫氮反應器的方法。

背景技術：

厭氧氨氧化生物脫氮技術是近二十多年來發現的新型生物脫氮技術。與傳統的硝化反硝化脫氮工藝相比，厭氧氨氧化工藝具有無需外加碳源和供氧動力消耗，剩余污泥產量少等優點。厭氧氨氧化是指在缺氧條件下，厭氧氨氧化菌以nh4⁺-n為電子供體，no2^--n為電子受體，發生反應生成氮氣的過程。其反應式為：

nh4⁺+1.32no2^-+0.0066hco3^-+0.13h⁺→0.0066ch2o0.5n0.15+1.02n2↑+0.26no3^-+2.03h2o(1)

厭氧氨氧化反應會產生一定量的no3^--n，導致總脫氮效率理論上低于89%。此外，厭氧氨氧化對進水中的no2^--n/nh4⁺-n的比例要求十分嚴格，而在實際的應用中難以達到如此精確的比例，導致實際應用的總脫氮效率較低。因此以厭氧氨氧化和反硝化的混合污泥為接種污泥，在進水中添加少量的有機物，反硝化菌以有機物為電子供體，厭氧氨氧化反應產生的no3^--n為電子受體，發生反應生成氮氣，從而可以降低出水中的no3^--n濃度，提高反應器的總脫氮效率。

技術實現要素：

本發明的目的在于提高厭氧氨氧化反應器的脫氮效率，針對低碳氮比的廢水，提供一種厭氧氨氧化耦合反硝化協同脫氮的方法。

為達到上述發明目的，本發明采取了如下技術方案：

一種快速啟動厭氧氨氧化耦合反硝化協同脫氮反應器的方法，采用厭氧氨氧化和反硝化的混合污泥為接種污泥，混合體積比為4:1，mlvss比為0.89:1，接種量為1000ml，進水采用nh4cl和nano2為氮源，nahco3和c6h12o6為碳源。

進一步地，所述進水采用連續輸入的方式，使進水與污泥接觸后，反應生成的氣體從反應器頂部的排氣孔排出，出水由反應器上部的溢流堰流出。

進一步地，所述進水ph調節為7.5~8.0，水力停留時間hrt為10-14h，在常溫條件下運行。

進一步地，所述的進水ph值采用鹽酸或堿調解。

進一步地，所述進水的配方為：所述nh4cl和nano2的濃度分別為84~106mg/l和122~142mg/l，所述nahco3和c6h12o6的濃度分別為1000mg/l和56~60mg/l；其它物質包括濃度為473mg/l的mgso4·7h2o、濃度為180mg/l的cacl2、濃度為27mg/l的kh2po4、濃度分別為1ml/l的微量元素ⅰ、微量元素ⅱ，所述微量元素ⅰ為濃度為5000mg/l的edta或feso4·7h2o；所述的微量元素ⅱ為濃度為430mg/l的znso4·7h2o、濃度為240mg/l的guso5·h2o、濃度為990mg/l的mncl2·4h2o、濃度為190mg/l的nicl2·6h2o或濃度為24mg/lcocl2·6h2o。

相比現有技術，本發明實現了厭氧氨氧化菌和反硝化菌的協同脫氮，提高反應器的總脫氮效率，使脫氮效率高達95.1%以上，操作方便、成本低。

附圖說明

圖1為本發明實施例所采用的厭氧氨氧化耦合反硝化實驗裝置示意圖。

圖2為本發明實施例所用方法對nh4⁺-n的去除效果。

圖3為本發明實施例所用方法對no2^--n的去除效果。

圖4為本發明實施例所用方法對tn去除效果及no3^--n變化情況。

圖5為本發明實施例所用方法對δno2^--n/δnh4⁺-n及δno3^--n/δnh4⁺-n值變化情況。

圖中：1-進水池2-有機碳源3-蠕動泵4-取樣口5-污泥區6-填料層7-三相分離器8-出水池9-氣體緩沖瓶。

具體實施方式

以下結合說明書附圖對本發明做進一步說明，但本發明所要求保護的范圍并不局限于具體實施方式中所描述的范圍。

如圖1所示，本發明采用的實驗裝置如附圖1所示，反應器為ubf厭氧氨氧化反應器，由有機玻璃制成，呈圓柱形，該反應器的主體部分由下至上依次包括污泥區5、填料層6、三相分離器7，在反應器底部依次連接蠕動泵3、有機碳源2、進水池1，通過蠕動泵3向反應器的污泥區5進水，污泥區5上設置有取樣口4。

反應器總容積為3.94l，有效容積為2.1l，直徑為8cm，總高度為66cm，在污泥區的上部添加海綿填料防止污泥流失，反應器外層用黑布遮光避免光對厭氧氨氧化菌的影響。廢水通過蠕動泵從反應器底部連續泵入，與污泥充分混合反應后，生成的氣體從反應器頂部的排氣孔排出至氣體緩沖瓶9，出水由反應器上部的溢流堰流出至出水池8，進水ph控制在7.5～8.0，在常溫條件下運行。

實施例一

一種快速啟動厭氧氨氧化耦合反硝化協同脫氮反應器的方法，反應器進水采用模擬廢水，投加nh4cl和nano2作為氮源，濃度分別為84~106mg/l和122~142mg/l，nahco3和c6h12o6作為碳源，濃度分別為1000mg/l和56~60mg/l，其它物質包括mgso4·7h2o473mg/l，cacl2180mg/l，kh2po427mg/l，微量元素ⅰ1ml/l和微量元素ⅱ1ml/l。其中微量元素ⅰ為：edta5000mg/l和feso4·7h2o5000mg/l。微量元素ⅱ為：znso4·7h2o430mg/l，guso5·h2o240mg/l，mncl2·4h2o990mg/l，nicl2·6h2o190mg/l，cocl2·6h2o24mg/l。進水ph值用鹽酸調節為7.5～8.0。

接種污泥采用厭氧氨氧化和反硝化的混合污泥，其中，厭氧氨氧化污泥來自本實驗室一個已經運行近8個月的uasb反應器，反硝化污泥來自廣州市瀝滘污水處理廠的缺氧池。混合體積比為4:1，mlvss比為0.89:1，接種量為1000ml。

實施效果：

如附圖2、3、4所示，進水中的nh4⁺-n、no2^--n和no3^--n濃度分別在84.3~105.8mg/l、122.0~141.3mg/l和1.0~4.6mg/l之間波動，而出水中的nh4⁺-n、no2^--n和no3^--n濃度分別在0~11.3mg/l、0~11.4mg/l和0~16.5mg/l之間波動。當進水中添加少量葡萄糖時，氨氮的去除率并沒有因為少量葡萄糖的加入而降低。出水中的nh4⁺-n濃度由最初的11.3mg/l經過7天降低至0.3mg/l，氨氮的去除率由88.6%增大至99.7%。在45天的試驗中，氨氮的平均去除率高達99.2%。說明厭氧氨氧化菌的活性并沒有降低。

如附圖5所示，δno2^--n/δnh4⁺-n值在1.29~1.51之間波動，平均δno2^--n/δnh4⁺-n（設為x）值為1.36，與理論值1.32較接近。而δno3^--n/δnh4⁺-n值在0~0.15之間波動，平均δno3^--n/δnh4⁺-n（設為y）值為0.06，遠小于理論值0.26，說明反應器中的反硝化菌利用有機碳為電子供體，將厭氧氨氧化生成的no3^--n轉化為氮氣，導致y值低于理論值。由附圖4可知，tn的去除效率在89.8%~99.9%之間波動，tn的平均去除效率高達95.1%，高于厭氧氨氧化反應的理論值89.0%，說明厭氧氨氧化菌和反硝化菌可以良好共存，厭氧氨氧化耦合反硝化協同脫氮反應器啟動成功。

本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護范圍之內。