一种短程硝化工艺启动及运行性能强化方法技术

本发明专利技术公开了一种短程硝化工艺启动及运行性能强化方法，将城市污水处理厂二沉池活性污泥分阶段接种于上流式污泥反应器中，反应器悬挂或堆积载体填料；控制反应器内温度恒温范围为26‑34℃，DO浓度水平为0.2‑1.0mg/L，进水氨氮浓度为50‑70mg/L，在运行10‑30天后向短程硝化反应器进水中添加Fe(Ⅱ)离子2.3‑10.0mg/L。有益效果为：在运行10‑30天后向短程硝化反应器进水中添加Fe(Ⅱ)离子有助于提高NO2

A start-up and performance enhancement method for shortcut nitrification process

The invention discloses a method for starting and running performance of short range nitrification process, inoculating activated sludge of two sinks in a municipal sewage treatment plant into an upflow sludge reactor, the reactor is suspended or accumulating carrier packing; the temperature constant temperature range in the reactor is 26 and 34 degrees, and the DO concentration level is 0.2. The concentration of water ammonia nitrogen was 50 70mg/L, adding Fe (II) ions 2.3 10.0mg/L to the influent of shortcut nitrification reactor after running for 10 days and 30 days. The beneficial effects are as follows: adding Fe (II) to the influent of shortcut nitrification reactor after running for 10 days and 30 days will help to improve NO2

【技术实现步骤摘要】
一种短程硝化工艺启动及运行性能强化方法
本专利技术涉及废水处理领域，尤其是涉及一种短程硝化工艺启动及运行性能强化方法。技术背景随着工业和农业水平的快速进步与发展，工业废水、生活污水和农业面源污染的排放导致了水污染状况日益严重，各种含氮废水层出不穷。氮素含量的上升易导致水体中藻类的大量繁殖，形成富营养化，降低水体质量，导致大量水栖生物失去繁殖地，甚至造成大量水生生物的死亡，对人的健康及生产生活造成严重的影响。为了减轻水体氮素污染，各类含氮污废水必须进行处理。迄今为止，废水的处理解决了中国水资源短缺的部分历史遗留问题。采取正确有效的净化方法尤为重要。硝化反硝化是传统含氮废水的净化方法，包含硝化和反硝化反应两个过程。其中，硝化反应是在好氧条件下，由硝化细菌将氨氮氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，而反硝化作用则是在缺氧时，以有机物为电子供体，将硝酸盐与亚硝酸盐还原为N2的生物反应过程。然而，由于众多含氮废水中有机物缺乏，采用传统的生物脱氮技术需要额外添加大量的有机碳源，加之供氧能耗大需要较高的处理成本。此外，传统脱氮工艺还有污泥产量较大的缺点，进一步增加了后续污泥处理处置费用。基于短程硝化工艺的新型脱氮工艺如短程硝化反硝化工艺、短程硝化-厌氧氨氧化工艺等技术具有提高运行性能、节约能源消耗、减少污泥产量和节省占地面积等优点，受到越来越多研究人员的青睐，得到了广泛的研究。然而这些新型脱氮工艺面临着一系列亟待解决的问题，如功能菌群生长缓慢、功能菌群结构失调等问题，导致工艺的启动时间尤其漫长且运行性能稳定性差。对于短程硝化工艺需要控制氨氧化细菌(AOB)的增殖优势远远超过亚硝酸盐氧化细菌(NOB)，从而淘汰NOB让AOB变成硝化菌群里的优势种。然而，短程硝化工艺的成功运行受到包括基质水平、DO、温度、pH和营养元素等多种因素的影响，常常很难让AOB变成优势菌，工艺启动时间长、运行性能受到极大的限制。短程硝化工艺需要将硝化反应控制在亚硝化过程，从而积累亚硝氮，但在启动过程中，亚硝氮的积累会导致生物量的急剧减少。强化短程硝化工艺启动及运行能够有效推动基于短程硝化工艺的新型脱氮工艺的工业化应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种短程硝化工艺启动及运行性能强化方法，能够有效减轻启动及运行过程中出现的各类抑制，强化方法可以有效强化功能菌群的富集，提高系统生物量，加快短程硝化工艺启动，提高系统运行性能。本专利技术针对
技术介绍
中提到的问题，采取的技术方案为：一种短程硝化工艺启动及运行性能强化方法，包括：接种、启动、注入，具体包括以下步骤：接种：首先在反应器中悬挂或堆积载体弹性填料、组合填料、聚氨酯填料、碳纤维填料和多面空心球中的一种或两种以上组合，然后将城市污水处理厂二沉池活性污泥分阶段接种于上流式污泥反应器中；在反应器中填装弹性填料、组合填料、聚氨酯填料、碳纤维填料和多面空心球等填料，能够为不同生态位细菌提供不同生境，有助于提高系统生物量，强化功能菌群的富集；启动：反应器进水为模拟废水，以加热棒或恒温水浴加热控制反应器内温度恒温范围为26-34℃，通过间歇曝气、机械搅拌供氧控制DO浓度水平为0.2-1.0mg/L，通过出水回流方式控制进水氨氮水平浓度为50-70mg/L；保持反应器内温度恒定可以加快功能菌群生长，间歇曝气、机械搅拌有助于抑制亚硝酸盐氧化菌NOB的活性、增强氨氧化菌AOB的富集；注入：在运行10-30天后向短程硝化反应器进水中添加2.3-30.0mg/LFe(Ⅱ)离子，进水Fe(Ⅱ)离子为氯化亚铁或硫酸亚铁或铁的EDTA络合物；在运行10-30天后向短程硝化反应器进水中添加Fe(Ⅱ)离子有助于降低NO2--N的积累，从而降低NO2--N对功能菌群的抑制作用，提高系统功能菌群生物量，强化功能菌群的富集，加快短程硝化工艺启动，提高系统运行性能。作为优选，接种步骤中的接种污泥需预沉淀3-8小时，使得污泥充分沉淀并去除上清液，沉降比SV30达到97-99%，填满整个反应器有效体积，每隔6-20天静置沉淀反应器污泥约30-60分钟，补充添加1-2次SV30达到97-99%的城市污水厂二沉池活性污泥。作为优选，启动步骤中的反应器进水为模拟废水，除氨氮外还主要包括无机碳、磷及微量元素Fe、Mg、Ca、Zn、Co、Cu、Mo、Ni和B；其中，无机碳由CO32-或HCO3-提供，浓度范围以C计为0.10-0.48g/L，磷由PO43-、HPO42-或H2PO4-提供，微量元素由相应可溶盐提供，浓度范围为0.02-5.00mmol/L。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1）在反应器中填装弹性填料、组合填料、聚氨酯填料、碳纤维填料和多面空心球等填料，生物膜与活性污泥污泥系统提供菌群生境多样性，可以加快功能菌群生长，间歇曝气、机械搅拌有助于抑制亚硝酸盐氧化菌NOB的活性、增强氨氧化菌AOB的富集；2）在运行10-30天后向短程硝化反应器进水中添加Fe(Ⅱ)离子有助于提高NO2--N的积累并降低NO2--N对功能菌群的抑制作用，提高系统功能菌群生物量，强化功能菌群的富集，加快短程硝化工艺启动，提高系统运行性能。附图说明图1是本专利技术中短程硝化工艺示意图。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术方案作进一步说明：实施例1：反应器为上流式污泥反应器，反应器悬挂弹性填料，载体填充率约为3.0%（v/v）；接种城市污水处理厂二沉池活性污泥，接种污泥需预沉淀3小时，去除上清液后沉淀污泥30分钟沉降比SV30约98.0%；反应器进水为模拟废水，反应器内温度通过加热棒加热维持优化恒温为30℃，通过间歇曝气供氧控制DO浓度水平为0.5mg/L，无机碳由NaHCO3-提供，浓度为0.48g/L(以C计)，磷由KH2PO4提供，微量元素浓度范围为0.02-5.00mmol/L；进水氨氮在运行30天后向短程硝化反应器进水中添加Fe(Ⅱ)离子使得总Fe(Ⅱ)离子浓度达到5.0mg/L，每隔10天静置沉淀反应器污泥约45分钟，去除上清液之后补充添加沉淀且去除上清液之后的城市污水厂二沉池活性污泥，SV30为98.0%，进水氨氮浓度分别为50、70、90、和110mg/L。结果如表1所示，当进水氨氮的浓度从50mg/L增加70mg/L时，氨氮转化率和亚硝氮积累率无明显变化，但进一步增加到110mg/L时氨氮转化率变化不明显。当氨氮浓度从90mg/L增加到110mg/L时，氨氮转化率有所降低，亚硝酸积累率迅速从50.9±1.0%下降为31.1±2.1%，下降幅度约为20%。优选的，进水氨氮浓度为50-90mg/L。表1不同进水氨氮浓度对氨氮转化率及亚硝积累率的影响氨氮浓度(mg/L)507090110氨氮转化率(%)73.5±4.772.4±4.277.0±0.165.2±6.7亚硝积累率(%)50.9±1.048.3±1.240.3±0.931.1±2.1实施例2：反应器内温度通过加热棒加热维持恒温32℃，通过曝气供氧控制DO浓度小于1mg/L，控制进水NH4+-N和NO3--N浓度分别为51.7±1.3mg/L和2.4±0.1mg/L，进水基本未检测到NO2--N，Fe(Ⅱ)离子浓度分别为5.0、8.0、10.0、15.0、20.0和30.0mg·L-1，其余条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短程硝化工艺启动及运行性能强化方法，其特征在于：所述的强化方法包括：1）将城市污水处理厂二沉池活性污泥分阶段接种于上流式污泥反应器中，反应器悬挂或堆积载体填料；2）反应器进水为模拟废水，控制反应器内温度恒温范围为26‑34℃，调整DO浓度水平、进水氨氮浓度、水力停留时间HRT；3）在运行10‑30天后向短程硝化反应器进水中添加Fe(Ⅱ)离子。

【技术特征摘要】
1.一种短程硝化工艺启动及运行性能强化方法，其特征在于：所述的强化方法包括：1）将城市污水处理厂二沉池活性污泥分阶段接种于上流式污泥反应器中，反应器悬挂或堆积载体填料；2）反应器进水为模拟废水，控制反应器内温度恒温范围为26-34℃，调整DO浓度水平、进水氨氮浓度、水力停留时间HRT；3）在运行10-30天后向短程硝化反应器进水中添加Fe(Ⅱ)离子。2.根据权利要求1所述的一种短程硝化工艺启动及运行性能强化方法，其特征在于：所述的填充载体填料为弹性填料、组合填料、聚氨酯填料、碳纤维填料和多面空心球中的一种或两种以上组合，均匀堆积或悬挂于反应器中。3.根据权利要求1所述的一种短程硝化工艺启动及运行性能强化方法，其特征在于：所述的接种污泥需预沉淀3-8小时，去除上清液得到沉淀污泥，污泥沉降比SV30达到97%以上，填满整个反应器有效体积，每隔6-20天静置沉淀反应器污泥约30-60分钟，去除上清液后补充添加1-2次静置沉淀且去除上清液的城市污水厂二沉池活性污泥，补充活性污泥的SV30达到97%以上。4.根据权利要求1所述的一种短程硝化工艺启动及运行性能强化方法，其特征在于：所述的反应器进水为模...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳广凤，陈钰飞，陈浩楠，贾振海，王贵彬，唐思敏，冯丽娟，穆军，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33