一种好氧亚硝化颗粒污泥的培养方法技术

一种好氧亚硝化颗粒污泥的培养方法，属于废水生物处理技术领域。为了解决现有亚硝化反应器中由于污泥浓度低造成的容积负荷低和去除率低等问题，本发明专利技术提供了好氧亚硝化颗粒污泥的培养方法，步骤如下：把活性污泥装入配有三相分离器的上流式好氧反应器；通入氨氮浓度为２００～８００ｍｇ／Ｌ的模拟废水，其中还添加了适量的磷酸盐和微量元素；废水流经污泥后从反应器上部流出，同时采用空气曝气，空气速率为２０～５０Ｌ／ｈ；控制反应器内的温度、ｐＨ值、溶解氧、水力停留时间等条件，稳定运行一段时间后获得污泥。按照本发明专利技术所述方法得到的亚硝化颗粒污泥性能良好，可提高反应器的容积负荷、去除效率以及运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于废水生物处理

技术介绍
随着氮素污染的加剧和人们环境保护意识的增强，废水生物脱氮技术引起了世界各国的普遍关注，成为水污染控制的重要研究方向。亚硝酸型生物脱氮技术由于具有降低能耗、节省碳源、减少污泥生成量等优点，受到了人们普遍关注。亚硝酸型生物脱氮技术的核心是将硝化过程控制在亚硝酸阶段，通常利用亚硝酸菌和硝酸菌动力学特性固有差异，采用控制温度、溶解氧浓度、pH值、氨氮负荷及泥龄等对两类菌生长产生不同影响的微生物生命影响因素来实现，目前已有相关的报道。但是由于亚硝化菌是生长缓慢的自养细菌，以及运行条件中各控制因素之间相互关联，使得目前成功运行的亚硝化反应器中普遍存在着负荷较低，去除率偏低，运行不稳定等问题。颗粒污泥是大量细菌聚集生长形成的具有良好沉降性能的颗粒状微生物聚集体，颗粒污泥是高效厌氧反应器如UASB、EGSB和IC等实现高效运行的关键和前提。在亚硝化反应器中培养出具有较高活性的亚硝化颗粒污泥，可以增加反应器中的生物量，提高运行稳定性和处理效能。
技术实现思路
为了解决现有亚硝化反应器中由于污泥浓度低而造成的反应器容积负荷低和去除率低等问题，本专利技术提供了，步骤如下1)选取活性污泥装入配有三相分离器的上流式好氧反应器；2)配制不含有机碳源的模拟氨氮废水，所述模拟废水中氨氮浓度为200～800mg/L；在模拟废水中还需添加适量的磷酸盐和微量元素保证微生物的正常生长；3)从上述反应器的下部泵入所述的模拟废水，废水流经污泥后从反应器上部流出，反应器的底部装有曝气头，废水流经反应器的同时采用空气曝气，空气速率为20～50L/h，利用气流剪切促进颗粒污泥的生成和生长；4)保持反应器内的温度在30～35℃之间，pH值在6.4～8.5之间，溶解氧在4～7mg/L之间，水力停留时间为5～12小时，稳定运行一段时间后，在反应器内获得亚硝化颗粒污泥。本专利技术在上流式好氧反应器中利用气流剪切直接培养出具有良好性能的亚硝化颗粒污泥，可以使反应器的容积负荷、去除效率以及运行稳定等方面都得到较大的提高。具体实施例方式下文将进一步说明本专利技术。首先把活性污泥装入配有三相分离器的上流式好氧反应器中，三相分离器的作用在于截流接种污泥中的絮状泥。因为亚硝化细菌生长范围较广，所以可选用的污泥有厌氧活性污泥、厌氧颗粒污泥和好氧活性污泥中的一种或几种。采用含有氨氮的模拟废水启动反应器，废水中氨氮浓度为200～800mg/L，所述模拟氨氮废水中的铵盐是碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或两种。在模拟废水中还添加了适量的磷酸盐和微量元素以保证微生物的正常生长，磷元素的浓度为0.01～0.1g/L，Zn、Co、Mn、Cu、Mo、Ca和Fe等微量元素的浓度为0.0005～0.005g/L，废水中不含有机碳源。模拟废水中的无机碳、氮和磷的比例符合亚硝化细菌生长所需范围，微量元素是亚硝化细菌所需的生长因子。从所述反应器的下部泵入所述的模拟废水，废水流经污泥后从反应器上部流出，反应器的底部装有曝气头，废水流经反应器的同时采用空气曝气，空气速率为20～50L/h。颗粒污泥形成过程中作用力与颗粒污泥强度相适应时，才能使颗粒污泥顺利产生并得以保持，本专利技术在空气曝气过程中产生上升气流，上升气流与污泥和废水接触的过程中三者相互混掺，形成剪切力，由于混掺过程中废水的气水比非常大，因此本专利技术中促进颗粒生成的条件主要是气体剪切力，利用气体剪切力形成颗粒污泥是本专利技术的特点。空气速率太低会导致污泥床层混合程度低从而降低氧的传质效率，反应器的处理效率低，空气速率太高会导致颗粒污泥破碎。为保证亚硝化细菌的充分生长，对下列反应器的运行参数进行控制温度30～35℃，pH值6.4～8.5，在此范围之外亚硝化细菌的活性较低，不利于反应器的稳定运行，pH值可以通过在所述模拟废水中添加碱性物质进行调节，所述碱性物质为碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的一种或几种；溶解氧4～7mg/L，低溶解氧条件下亚硝化细菌的活性较低，反应器的处理效率低；高溶解氧会促进硝化细菌的生长，反应器不能停留在亚硝化阶段；水力停留时间5～12小时，水力停留时间太短污泥流失严重，反应器运行不稳定，水力停留时间太长，反应器的处理效率太低；稳定运行一段时间后，反应器内就可获得亚硝化颗粒污泥。下面通过几个具体实例来进一步描述本专利技术。实施例1把处理啤酒废水的某UASB反应器中的厌氧颗粒污泥和实验室中某硝化反应器中的好氧活性污泥按10∶1的比例混合均匀。然后把混合泥接种到上流式好氧反应器中，该反应器的总体积为3.05L，其中反应区体积为1.60L，沉淀区1.04L，沉淀区中配有三相分离器，接种后反应器中的污泥浓度为2.34gSS/L。模拟废水中氨氮浓度为200～600mg/L，上述废水中还添加了KH2PO4和微量元素，浓度分别为0.05g P/L、0.001g Zn/L、0.0005g Co/L、0.002g Mn/L、0.0008g Cu/L、0.0012g Mo/L、0.003g Ca/L和0.002g Fe/L，模拟废水中不含有机碳源。反应器的操作条件为温度30～35℃，pH值6.4～7.7，水力停留时间8～12小时，采用空气曝气，空气速率为20～30L/h，反应器内的溶解氧控制在4～6mg/L。稳定运行96天后反应器内观察到棕色的亚硝化颗粒污泥。颗粒污泥的主要粒径范围为0.8～1.4mm，其中大于1.0mm的占40％；颗粒污泥的沉降速度平均为38m/h。将培养出的亚硝化颗粒污泥放入另一上流式好氧反应器中处理模拟废水，在氨氮容积负荷2.5kg/(m3·d)条件下，氨氮的去除率均可达到95％以上，产物中亚硝酸氮占总硝态氮的97％以上，该反应器工作性能良好，并且具有较高的稳定性。实施例2采用与实施例1相同的接种污泥，pH值7.5～8.5，水力停留时间5～8小时，空气速率为30～50L/h，溶解氧控制在6～7mg/L，其余操作过程与实施例1相同，连续培养75天左右后反应器内出现亚硝化颗粒污泥。实施例3采用与实施例1相同的接种污泥，改变微量元素中的Ca、Fe浓度，0.005g Ca/L和0.001gFe/L，其余操作过程与实施例1相同，连续培养124天左右后反应器内出现亚硝化颗粒污泥。实施例4采用某处理淀粉废水的EGSB反应器中的厌氧颗粒污泥，模拟废水中氨氮浓度为200～300mg/L，其余操作过程与实施例1相同，连续培养156天左右后反应器内出现亚硝化颗粒污泥。实施例5采用实验室中某硝化反应器中的好氧活性污泥，模拟废水中氨氮浓度为600～800mg/L，pH值7.2～7.8，空气速率为40～50L/h，溶解氧控制在6～7mg/L，其余操作过程与实施例1相同，连续培养115天左右后反应器内出现亚硝化颗粒污泥。权利要求1.，其特征在于，所述方法包括如下步骤1)选取活性污泥装入配有三相分离器的上流式好氧反应器；2)配制不含有机碳源的模拟氨氮废水，所述模拟废水中氨氮浓度为200～800mg/L；在模拟废水中还需添加适量的磷酸盐和微量元素保证微生物的正常生长；3)从上述反应器的下部泵入所述的模拟废水，废水流经污泥后从反应器上部流出，反应器的底部装有曝气头，废水流经反应器的同时采用空气曝气，空气速率为20～50L/h，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种好氧亚硝化颗粒污泥的培养方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：　　　　１）选取活性污泥装入配有三相分离器的上流式好氧反应器；　　　　２）配制不含有机碳源的模拟氨氮废水，所述模拟废水中氨氮浓度为２００～８００ｍｇ／Ｌ；在模拟废水中还需添加适量的磷酸盐和微量元素保证微生物的正常生长；　　　　３）从上述反应器的下部泵入所述的模拟废水，废水流经污泥后从反应器上部流出，反应器的底部装有曝气头，废水流经反应器的同时采用空气曝气，空气速率为２０～５０Ｌ／ｈ，利用气流剪切促进颗粒污泥的生成和生长；　　　　４）保持反应器内的温度在３０～３５℃之间，ｐＨ值在６．４～８．５之间，溶解氧在４～７ｍｇ／Ｌ之间，水力停留时间为５～１２小时，稳定运行一段时间后，在反应器内获得亚硝化颗粒污泥。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左剑恶，杨洋，卜德华，顾夏声，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]