一种城市污水SNAD生物膜工艺的优化脱氮方法技术

一种城市污水SNAD生物膜工艺的优化脱氮方法，属于水环境恢复与再生领域。本发明专利技术的目的在于快速抑制城市污水SNAD生物膜反应器中的NOB活性，降低反应器的出水总氮浓度，保证城市污水SNAD生物膜工艺得以稳定运行。其方法以生活污水为原水，采用序批式生物膜反应器，温度控制为30℃，设置间歇曝气工况，曝气阶段曝气量为100L/h，溶解氧为0‑1.0mg/L；在非曝气阶段，设置水力搅拌装置，使载体与污水充分混合；间歇曝气的循环次数应避免氨氮降解完毕之后过量曝气。经过10d时间，SNAD生物膜反应器中的NOB活性得到了有效地抑制，出水硝态氮和总氮浓度分别下降至8和11mg/L，总氮去除率达到85％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种污水处理
，涉及到一种城市污水SNAD生物膜工艺的优化脱氮方法。
技术介绍
城市生活污水传统生物脱氮采用硝化，反硝化工艺，存在着碳源不足，曝气消耗量大的问题。厌氧氨氧化生物脱氮技术具有降低能耗，节省碳源，减少污泥生成量等优点。采用同步亚硝化，厌氧氨氧化，反硝化工艺(SNAD)可以在一个反应器中实现氨氮和COD的去除。但是好氧氨氧化细菌(AOB)和厌氧氨氧化(anammox)菌生长速率慢，细胞产率低，对环境变化敏感，导致优势菌富集驯化时间长，处理效率低，对反应器生物截留能力要求高。目前SNAD工艺的研究集中在人工配水和高含氮废水(垃圾渗滤液、污泥脱水液)，关于低氨氮城市污水的研究较少。生物膜反应器和SBR运行方式有助于减少反应器内污泥流失，增加反应器内的污泥浓度，提高反应器的耐冲击负荷，较好的解决传统工艺泥水分离时间长、容积负荷率问题。SNAD生物膜反应器中NOB的生长会使得出水中的硝态氮浓度增加，应采取措施对NOB的活性进行抑制。
技术实现思路
本专利技术能够有效的抑制城市污水SNAD生物膜工艺中NOB的活性，降低城市污水SNAD生物膜工艺的出水总氮浓度，保证城市污水SNAD生物膜工艺得以稳定运行，在一个反应器完成良好的同步亚硝化，厌氧氨氧化，反硝化脱氮，实现氨氮和COD的去除。本专利技术涉及一种城市污水SNAD生物膜工艺的优化脱氮方法，其特征在于：1.一种城市污水SNAD生物膜工艺的优化脱氮方法，其特征在于：进水为城市生活污水，进水氨氮浓度60-80mg/L，硝氮浓度小于1mg/L，亚氮浓度小于1mg/L，COD浓度为160-250mg/L；反应器采用SBR运行模式，周期运行完毕之后马上进行下一个周期，排水比为81％，排水口设置在反应器底部以上20cm处，排水口直径大小为20mm；反应器内放置鲍尔环，鲍尔环的直径为25mm，中间分成多个小格，每个小格的直径为4mm；鲍尔环的体积/反应器的体积比R值控制在37％；反应器周期运行方式为：进水5min，间歇曝气12次，后曝气20min，沉淀10min，排水10min，静置1min；间歇曝气具体为20min曝气然后20min非曝气，在非曝气阶段，水力搅拌装置启动；反应器内温度控制为30℃，曝气和后曝气阶段溶解氧控制为0-1.0mg/L。需要说明的是：非曝气就是不曝气，后曝气其实质也就是曝气，不过在间歇曝气后所以成为后曝气以示区别而已。本专利技术所达到的技术效果在本申请之前我们提出了“一种城市污水SNAD生物膜的快速培养方法”(申请公布号为CN105236573A记为申请方法A)，申请方法A可以快速培养出城市污水SNAD生物膜，在高溶解氧条件下，氨氧化菌的底物丰富，生长和代谢速率较快，可以为厌氧氨氧化菌提供大量的底物亚硝态氮。但是申请方法A的缺点是，当反应器在不利的条件下出现NOB的富集之后，申请方法A难以快速地抑制反应器中NOB的活性，反应器的出水硝态氮浓度和总氮浓度难以快速降低。已经富集NOB的SNAD生物膜反应器在申请方法A的运行工况下，经过30d的连续运行，出水硝态氮和总氮平均浓度一直维持在17mg/L和20mg/L(见图2)，超出污水处理排放一级A标准(出水总氮标准为15mg/L)。总氮去除率平均值为75％。本专利技术的主要目的是快速有效地抑制城市污水SNAD生物膜工艺中已经富集的NOB的活性，降低城市污水SNAD生物膜工艺的出水总氮浓度，保证城市污水SNAD生物膜工艺得以稳定运行。申请方法A在出现NOB富集之后，反应器中NOB的活性得不到有效抑制的一个重要原因是，反应器的曝气量控制为500L/h，曝气阶段溶解氧为5.0-5.5mg/L，生物膜表面的NOB可以利用反应器内的溶解氧和亚硝态氮进行代谢生长。高曝气工况有助于缓解间歇曝气策略对NOB活性的抑制作用。为此，本申请方法控制曝气阶段曝气量为100L/h，曝气阶段溶解氧为0-1.0mg/L，经过10d时间，反应器内的NOB活性得到了有效地抑制，出水硝态氮和总氮浓度平均值分别下降至8和11mg/L(图2),达到污水处理排放一级A标准(出水总氮标准为15mg/L)。并在之后的30d时间里，出水硝态氮和总氮浓度一直稳定在较低的水平。总氮去除率平均值为85％。除了低曝气控制措施，本申请方法还采用以下技术措施协同合作，共同完成城市污水的SNAD生物膜脱氮。一、反应器采用SBR运行模式，排水比为81％，排水口设置在反应器底部以上20cm处，排水口直径大小为20mm。反应器内放置鲍尔环，鲍尔环的直径为25mm，中间分成多个小格，每个小格的直径为4mm。其技术效果为：1)SBR运行方式和鲍尔环载体联合运用。厌氧氨氧化菌生长速率缓慢，倍增时间达到11d，要求反应器对污泥有较好的持流效率，采用SBR运行方式和鲍尔环载体有助于减少反应器的污泥流失，提高反应器的污泥浓度，保证SNAD反应器的高效脱氮和稳定运行。2)排水比为81％。这个排水比对于SBR反应器来说是比较大的，但是反应器内有大量鲍尔环载体，载体上可以富集大量微生物，使得反应器在较大排水比下仍能取得较好的效果。排水比的增加有助于提高反应器的进水负荷，提高反应器的容积利用率。3)鲍尔环的直径为25mm，排水口设置在底部以上20cm处，排水口直径大小为20mm。可以有效防止载体在排水过程中从反应器流失。其次鲍尔环中间分成多个小格，每个小格的直径为4mm，有助于增加载体的比表面积，加快反应过程中的底物传质效率。4)采用鲍尔环作为微生物载体。生物膜对于溶解氧的传质存在阻碍作用，当反应器内的溶解氧浓度较高时，在生物膜内仍可以维持较低的溶解氧浓度，有助于亚硝化，厌氧氨氧化，反硝化的耦合脱氮生物膜培养阶段中厌氧氨氧化菌和反硝化菌活性的发挥。二、在非曝气阶段，水力搅拌装置启动。其技术效果为：1)在非曝气阶段，载体会悬浮在反应器的上半部分，无法与反应器底部的污水进行充分接触，降低反应器的脱氮效果，设置水力搅拌器有助于使载体在反应器内形成流化状态，增加反应器内水流的紊动程度，加快微生物对底物的利用，有助于厌氧氨氧化菌和反硝化菌的生长。三、间歇曝气设置为：20min曝气/20min非曝气。其技术效果为：有助于抑制反应器中NOB的活性。1)间歇曝气运行方式有助于抑制NOB的活性，因为由缺氧转入好氧环境时，AOB可以立即以最大的生长速率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市污水SNAD生物膜工艺的优化脱氮方法，其特征在于：进水为城市生活污水，进水氨氮浓度60‑80mg/L，硝氮浓度小于1mg/L，亚氮浓度小于1mg/L，COD浓度为160‑250mg/L；反应器采用SBR运行模式，周期运行完毕之后马上进行下一个周期，排水比为81％，排水口设置在反应器底部以上20cm处，排水口直径大小为20mm；反应器内放置鲍尔环，鲍尔环的直径为25mm，中间分成多个小格，每个小格的直径为4mm；鲍尔环的体积/反应器的体积比R值控制在37％；反应器周期运行方式为：进水5min，间歇曝气12次，后曝气20min，沉淀10min，排水10min，静置1min；间歇曝气具体为20min曝气然后20min非曝气，在非曝气阶段，水力搅拌装置启动；反应器内温度控制为30℃，曝气和后曝气阶段溶解氧控制为0‑1.0mg/L。

【技术特征摘要】
1.一种城市污水SNAD生物膜工艺的优化脱氮方法，其特征在于：
进水为城市生活污水，进水氨氮浓度60-80mg/L，硝氮浓度小于1
mg/L，亚氮浓度小于1mg/L，COD浓度为160-250mg/L；
反应器采用SBR运行模式，周期运行完毕之后马上进行下一个周
期，排水比为81％，排水口设置在反应器底部以上20cm处，排水口直
径大小为20mm；反应器内放置鲍尔环，鲍尔环的直径为25mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，郑照明，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11