一种序批式反应器的单级好氧生物脱氮运行方法，用于含氨氮废水的处理；它采用普通序批式反应器，步骤为：污水进入ＳＢＲ反应器；对污水直接进行好氧曝气，使曝气开始时ＳＢＲ反应器内溶解氧浓度约为６ｍｇ.Ｌ↑［－１］，用ＮａＨＣＯ↓［３］与０．５ＭＨＣｌ调节ｐＨ值约为７，好氧曝气时间约为４ｈ；结束曝气；沉淀约０．５ｈ；排水，使反应器内水力停留时间约为１２ｈ；排泥，以稳定污泥浓度、控制泥龄，使反应器内活性污泥浓度约为４０００ｍｇ.Ｌ↑［－１］，污泥泥龄约为１０ｄ；反应器静置约９．５ｈ。它利用ＳＢＲ单级好氧工艺实现生物脱氮，调节ｐＨ值来抑制硝化菌的生长，通过一步氧化实现有机物和氮的同步去除，降低了含氮污水处理的基建和运行成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及利用微生物超量吸收氮元素的含氨氮废水的处理方法，属于环 境保护中污水处理
技术介绍
随着我国社会经济的快速发展，工业化和城市化程度的不断提高，我国水 资源短缺与水污染问题日益突出，严重影响了人民的生活质量和身体健康，制 约着我国社会、经济和环境可持续协调发展。其中氮是主要的环境污染因子之 一。来自生活污水、农业施用的氮肥和一些工业废水的氮进入江河湖泊引发水 体的富营养化给工农业生产带来了巨大的损失，而硝态氮和亚硝态氮也严重影 响鱼类的生长并形成对人类具有三致作用的有害物质，这些不仅严重制约国民 经济的可持续发展，造成相当可观的经济损失，而且对人民生活和健康甚至对 人民的基本生存条件造成了很大的威胁。随着氮素污染的加剧和人们环境意识 的增强，除氮技术特别是生物除氮技术的研究和开发已引起世界各国的普遍关 注，如何去除水体中的氮成为水污染防治界研究的重点和热点之一。废水中生物脱氮的基本原理是建立在传统硝化/反硝化基础上的。污水中的氨氮在好氧(0xic)条件下，通过好氧的自养型亚硝酸菌和硝酸菌的作用，将 废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮，然后在缺氧(Anoxic)条件下， 利用反硝化细菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐转化为氮气从废水中逸出，从 而达到从废水中脱氮的目的。在此生物脱氮理论的基础上建立的代表性的生物 脱氮工艺为A/0工艺(Anoxic/0xic)，该工艺的特点是将反硝化段前置，使缺氧池中得到好氧池中硝化产生的硝酸盐，从而提高了系统的脱氮效率。近年来， 围绕有效利用碳源，降低能耗以及提高去除率等问题不断有研究进展，其中代 表性的成果包括好氧反硝化、异氧硝化、以厌氧氨氧化为基础的全自养脱氮 等。无论是传统的脱氮工艺还是最新的脱氮研究，城市生活污水的生物脱氮工 艺仍然是建立在传统脱氮理论(硝化-反硝化)的基础上的。要达到良好的生物 脱氮效果，反应系统中就需要设立适合硝化菌、反硝化菌生长的好氧/缺氧交替 的环境，因此生物脱氮工艺均存在以下问题氨氮完全硝化需消耗大量的氧增 加了动力消耗和运行费用；系统为维持较高生物浓度及获得良好的脱氮效果， 必须同时进行污泥回流和硝化液回流，增加了动力消耗及运行费用；对C/N (碳 /氮)比低的废水，需要投入外加有机碳源，每克N0厂N反硝化为N2时，异养的 反硝化菌需消耗3. 5—4. 5 gC0D (化学需氧量)，增加了运行费用；为了中和硝 化过程中产生的碱度需要加碱中和增加了处理费用；工艺流程较长，占地面积 大，基建投资高。尽管国内外关于废水生物脱氮方面的研究报道繁多，但大多 是在传统硝化/反硝化生物脱氮的基础上对生物脱氮工艺的改进。国内外至今未 发现关于利用微生物超量吸收氮元素实现生物脱氮的文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是，真对现有技术存在的不足，提出一种序批式反应器的单 级好氧生物脱氮运行方法，它采用普通序批式反应器(即SRB反应器)，利用 微生物超量吸收氮元素，用SBR单级好氧工艺实现生物脱氮，调节pH值来抑制硝 化菌的生长，通过一步氧化实现有机物和氮的同步去除，降低含氮污水处理的 基建和运行成本。本专利技术的技术方案是，所述序批式反应器(SRB反应器)的单级好氧生物 脱氮运行方法采用装有进水阀门2、出水阀门3、排泥阀门5的普通序批式反应器7 (参见图1)，该反应器底部装有经流量计9同空气压縮机11连接的曝气头 8，其特征是，按如下步骤进行a. 打开进水阀门2，污水从进水管1进入SBR反应器7，待进污水完毕后，关闭进水阀门2;b. 打开空气压縮机机ll，对反应器内污水直接进行好氧曝气，调节流量计 9，使曝气开始时SBR反应器7内溶解氧浓度(D0)为5. 8 mg'!/1—6. 2 mg'L—1， 用NaHC03与0. 5M HCL调节pH值，使反应过程中pH值控制在6. 8_7. 2，好氧 曝气时间为3. 8h—4. 2h;c. 关闭空气压縮机ll，结束曝气；沉淀0.4h—0.6h，以实现泥水分离；d. 打开排水阀门3，使反应器内水力停留时间为llh —13h;排水结束后，关闭排水阀门3;e. 打开排泥阀门5进行排泥，以稳定污泥浓度、控制泥龄，使反应器内活 性污泥浓度为3800 mg'L—1—4200 mg'L—、污泥泥龄为8d—12d;f. 排泥结束后，反应器静置9h—10h。 以下对本专利技术做出进一步说明。本专利技术的SBR单级好氧工艺实现生物脱氮的运行方法的原理是基于申请人 在前期研究中发现的微生物超量吸收现象。 一些微生物特别是异养微生物在反 复经历了基质丰富与贫乏的环境变化后，会出现对有机碳源、氮等基质的超量 摄取行为。由于传统生物脱氮理论包括硝化/反硝化两个经典过程，而经典硝化反应包括亚硝化反应55 NH4+ + 109 HC03— + 76 02 —C5H702N + 54 N(V + 57 H20 + 104 H2C03 (1)硝化反应400 N02— + NH4+ + 4 H2C03 + 195 02 —C5H702N + 400 N03— + 3 H20 (2)从方程式(1)、 (2)可以看出，氨氮在好氧过程中先被亚硝酸菌氧化为亚 硝酸氮，亚硝酸氮进一步被氧化为硝酸氮。而亚硝酸菌对pH值的变化非常敏感， 有研究表明(Jetten， M. S. M. ， Wagner， M. ， Fuerst， J. ， van Loosdrecht， M. ， Kuenen， G. ， Strous， M. ， 2001. Microbiology and application of the anaerobic ammonium oxidation (anammox) process. Curr. Opin. Biotech. 12， 283-288)，亚硝酸菌的生长速度当pH值在8.0附近达到最大，亚硝酸型硝化要求 pH值必须控制在7. 4 8. 3之间。本专利技术中pH值控制在7. 0±0. 2，亚硝酸菌受到强 烈抑制，污水中大部分氨氮不能被氧化为硝态氮，为微生物后续好氧超量吸收 提供充足的氮源。由于两好氧段之间存在较长时间静置期(9h—10h)，产生了一个营养物贫 乏的阶段，即微生物处于"饥饿"状态，当外界存在有营养基质如C、 N、 P时(好 氧段)，微生物会快速过量地摄取这些营养物，暂时将它们吸收、积蓄于细胞内， 在接下来的外界缺乏营养基质之时再缓慢利用，通过每个周期排除富氮污泥而 达到脱氮目的。因此，本专利技术的运行方法应控制好pH值与反应静置时间。由以上可知，本专利技术为一种， 它利用微生物超量吸收氮元素，采用SBR单级好氧工艺实现生物脱氮，调节pH 值来抑制硝化菌的生长，通过一步氧化实现有机物和氮的同步去除，与传统的 生物脱氮工艺相比有如下方面的优势(1) 氨氮不需硝化为硝态氮，从而减少了氧的需求量，降低了能耗；(2) 整个反应过程不需污泥和硝化液的回流，降低了动力消耗；(3) 不需外加有机碳源和碱，降低了运行成本；(4)工艺路线大大简化，不需要设置复杂的好氧段缺氧段交替，减少了占 地面积，降低了基建成本。附图说明图1是本专利技术采用的序批式反应器(SBR反应器)的一种实施例结构示意图。在图中l一进水管， 4一出水管，7—本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种序批反应器的单级好氧生物脱氮运行方法，采用装有进水阀门（２）、出水阀门（３）、排泥阀门（５）的普通序批式反应器（７），该反应器底部装有经流量计（９）同空气压缩机（１１）连接的曝气头（８），其特征是，按如下步骤进行：ａ．打开进水阀门（２），污水从进水管（１）进入ＳＢＲ反应器（７），待进污水完毕后，关闭进水阀门（２）；ｂ．打开空气压缩机机（１１），对反应器内污水直接进行好氧曝气，调节流量计（９），使曝气开始时ＳＢＲ反应器（７）内溶解氧浓度（ＤＯ）为５．８ｍｇ.Ｌ↑［－１］－６．２ｍｇ.Ｌ↑［－１］，用ＮａＨＣＯ↓［３］与０．５ＭＨＣＬ调节ｐＨ值，使反应过程中ｐＨ值控制在６．８－７．２，好氧曝气时间为３．８ｈ－４．２ｈ；ｃ．关闭空气压缩机（１１），结束曝气；沉淀０．４ｈ－０．６ｈ，以实现泥水分离；ｄ．打开排水阀门（３），使反应器内水力停留时间为１１ｈ－１３ｈ；排水结束后，关闭排水阀门（３）；ｅ．打开排泥阀门（５）进行排泥，以稳定污泥浓度、控制泥龄，使反应器内活性污泥浓度为３８００ｍｇ.Ｌ↑［－１］－４２００ｍｇ.Ｌ↑［－１］，污泥泥龄为８ｄ－１２ｄ；ｆ．排泥结束后，反应器静置９ｈ－１０ｈ。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王冬波，李小明，杨麒，曾光明，邓久华，刘依磷，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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