低基质浓度下SBR反应器中快速启动厌氧氨氧化方法技术

本发明专利技术涉及一种低基质浓度下SBR反应器中快速启动厌氧氨氧化方法，包括活性恢复期和活性提升期两个阶段，以厌氧氨氧化絮体污泥为种泥，以人工合成氨氮废水为培养液，通过控制运行条件，可以实现快速启动厌氧氨氧化。该方法利用填料的高比表面积及高附着性，通过不同阶段控制条件的变化，使厌氧氨氧化菌快速富集，连续运行45天培养出稳定的厌氧氨氧化菌群。本发明专利技术的有益效果是：该方法简单易行，过程无需额外消耗能量，启动快速，处理效果良好。

Rapid start-up of anaerobic ammonia oxidation in SBR reactor at low substrate concentration

【技术实现步骤摘要】
低基质浓度下SBR反应器中快速启动厌氧氨氧化方法
本专利技术属于污水处理
，特别是涉及一种低基质浓度下SBR反应器中快速启动厌氧氨氧化的方法。适用于污水处理厂生活污水处理。
技术介绍
厌氧氨氧化,工艺是一种新型生物脱氮技术,是以氨为电子供体、以亚硝酸盐为电子受体的生物反应,反应产物为氮气,在污水脱氮领域具有广阔的应用前景。厌氧氨氧化与传统脱氮反应相比,是一种更为高效低耗的脱氮方式,并且可以减少温室气体的排放。它因具有需氧量少、无需外加碳源、污泥产量低和无二次污染等优点,引起了国内外研究学者的极大兴趣。目前，对于厌氧氨氧化反应器的启动研究热点主要分为两个方面，一方面为接种污泥的类型，另一方面为所用反应器类型。反应器的启动是整个研究的前题与基础，该过程在本质上就是使反应器内的功能菌活化、生物量扩增。由于AnAOB细胞倍增时间长，比增殖速率低，生长缓慢，容易在富集培养过程中随出水而流失，导致其工程化进度缓慢，因此对于厌氧氨氧化反应器启动条件的探究与优化是十分必要的不同的反应器类型与接种污泥均可以成功启动厌氧氨氧化工艺，但是所用的时间、抗冲击负荷能力以及污泥存在形式各不相同。添加填料、良好的搅拌条件以及种泥中AnAOB的较高丰度是加快厌氧氨氧化反应器启动的有效方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决厌氧氨氧化污泥启动时间较长，污泥保留率低的难题，提供一种低基质浓度下SBR反应器中快速启动厌氧氨氧化的方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种低基质浓度下SBR反应器中快速启动厌氧氨氧化的方法，以厌氧氨氧化絮体污泥为种泥，以人工合成氨氮废水为培养液，连续运行45天启动成功。具体步骤如下：(1)接种污泥为在0～4℃存放的厌氧氨氧化絮体污泥，投放进反应器，进水为人工合成废水，组分组成且各组分浓度为NH4+-N65～100mg/L，NO2--N83～130mg/L，KH2PO430mg/L，NaHCO3350mg/L，EDTA·2H2O20000mg/L，在4℃与预设温度之间设四个温度梯度，每个温度下适应12小时；根据本专利技术，所述待启动的SBR反应器在中温32±1℃下运行，优选所述温度适应的操作步骤为：通过加热棒改变温度，反应器先在10℃下适应12～18h，再于15℃下适应12～18h，然后在20℃下适应12～18h，最后于25℃下适应12～18h。遏制温度对污泥的影响。(2)向SBR反应器中投加塑料填料作为AnAOB的载体；根据本专利技术，优选所述填料为聚乙烯填料，密度为30％，填料为内部中空的“十字形”骨架，将该填料内部空间分隔为四个室，其Φ10×10mm，比重≥0.95g/cm3，比表面积≥500m2/m3。(3)启动分为活性恢复期和活性提升期两个阶段，初始氮负荷为NH4+-N浓度65mg/L，NO2--N浓度83mg/L，通过增加进水基质浓度和/或缩短HRT这两种策略进行调整氮负荷，直至反应器氨氮去除率不低于95％且总氮去除效率达85％以上，并能长期稳定运行。根据本专利技术，上述方法中，活性恢复期将反应器设置为每天运行两个周期，一周期为12h，其中进水15min、搅拌510min、静置90min、排水15min、闲置90min，设置排水比为33.3％。活性提升期反应器设置为每天运行三个周期，一周期为8小时，搅拌时间为360min，其余不变。在活性恢复期的氨氮去除率达到75％以上、活性提升期的氨氮去除率达到70％以上时增加进水基质浓度调整氮负荷。本专利技术厌氧氨氧化反应稳定后，对人工合成废水中的氨氮与亚硝酸盐氮的去除率均可达到90％以上,总氮的去除率在87％以上。本专利技术的方法中没有特别限定的，按本领域常规技术选择即可。本专利技术的有益效果主要体现在：①投加填料，减少了厌氧氨氧化污泥的流失，提高Anammox菌在反应器内的停留时间，使AnAOB快速富集，加快厌氧氨氧化反应器的启动；②温度适应实验有效遏制温度对厌氧氨氧化污泥活性的冲击；③采用低基质浓度递增方式提高反应器总氮负荷以及间接进水的方式，可以有效避免NH4+-N和NO2--N的浓度抑制；④SBR的搅拌装置迅速使得反应器内污泥与原水充分混合，有效利用培养液中的基质；⑤由于大多AnAOB的适宜温度为30℃左右，所以本试验中通过恒温加热棒将温度控制在32±1℃，为反应器高效的运行奠定基础。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的低基质浓度下SBR反应器中快速启动厌氧氨氧化方法进一步说明。实施例中未详加说明的均按本领域现有技术。实施例一种低基质浓度下快速启动厌氧氨氧化的方法，步骤如下：(1)接种污泥选取冰箱内存放60天的厌氧氨氧化絮体污泥，污泥整体呈现橘黄色，投放进反应器，反应器内悬浮固体浓度(MLSS)为750mg/L，被闲置前污泥中的厌氧氨氧化菌的微生物群落结构以CandidatusBrocadia菌属为优势菌属，约占全菌落的13％。(2)反应器及填料采用有效容积为14.0L的SBR反应器作为反应装置，辅以微电脑时控开关，恒温加热棒，电磁阀，蠕动泵等装置。该反应器主体为单层圆柱体有机玻璃容器，有效容积为14.0L，上部为填料聚集区，反应器上部进水，中部出水。选用填料为聚乙烯填料，密度为30％，填料内部为中空的“十字形”骨架，将该填料内部空间分隔为四个室，其Φ10～20mm，比重≥0.95g/cm3，比表面积≥500m2/m3。(3)培养液的组成成分及浓度以人工合成氨氮废水为培养液，表1模拟污水水质表2-3微量元素表(4)反应器运行参数①进行温度适应试验：将接种污泥投放进反应器，进水至14L，通过加热棒改变温度，反应器先在10℃下适应12～18h，再于15℃下适应12～18h，然后在20℃下适应12～18h，最后于25℃下适应12～18h。②温度适应试验结束时将填料投加进反应器内，反应器内通过加热棒将温度维持在32±1℃，在厌氧遮光的情况下连续运行，反应器水力停留时间为6～8h，溶解氧浓度在为0～0.5mg/L，pH在7.6～8.3之间。活性恢复期将反应器设置为每天运行两个周期，一周期为12h，其中进水15min、搅拌510min、静置90min、排水15min、闲置90min，设置排水比为33.3％。活性提升期反应器设置为每天运行三个周期，一周期为8小时，搅拌时间为360min，其余不变。(5)运行结果①活性恢复期1-19天，TN去除率上升至73％左右，出水中NH4+-N和NO2--N浓度逐渐下降至2.0mg/L和1.5mg/L，NRR增长了约50％上升至0.13kgN/m3/d，此时Rs(1.27)与Rp(0.27)均较为接近理论值1.32与0.26预示AnAOB活性的恢复以及厌氧氨氧化反应在反应器内已占主导地位。②20-45天，经过45天的运行，经厌氧氨氧化反应器处理后的出水水质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低基质浓度下SBR反应器中快速启动厌氧氨氧化方法，其特征在于：以厌氧氨氧化絮体污泥为种泥，以人工合成氨氮废水为培养液，连续运行40-50天启动，具体步骤如下：/n(1)接种污泥及选择反应器并设定参数：接种污泥为在0～4℃存放的厌氧氨氧化絮体污泥，投放进SBR反应器，进水为人工合成废水，组分组成且各组分浓度为NH

【技术特征摘要】
1.一种低基质浓度下SBR反应器中快速启动厌氧氨氧化方法，其特征在于：以厌氧氨氧化絮体污泥为种泥，以人工合成氨氮废水为培养液，连续运行40-50天启动，具体步骤如下：
(1)接种污泥及选择反应器并设定参数：接种污泥为在0～4℃存放的厌氧氨氧化絮体污泥，投放进SBR反应器，进水为人工合成废水，组分组成且各组分浓度为NH4+-N65～100mg/L，NO2--N83～130mg/L，KH2PO430mg/L，NaHCO3350mg/L，EDTA·2H2O20000mg/L，在4℃与预设温度之间设四个温度梯度，每个温度下适应12小时；
(2)向SBR反应器中投加塑料填料作为AnAOB的载体；
(3)启动分为活性恢复期和活性提升期两个阶段：所述活性恢复期为小于19天，所述活性提升期为大于19天、小于45天；
(4)运行结果为培养出稳定的厌氧氨氧化菌群：活性恢复期，当氨氮去除率达到第一恒定值后，通过增加进水基质浓度调整氮负荷，反应器接种污泥后的氮负荷为初次进水时NH4+-N浓度、NO2--N浓度；活性提升期，进入此阶段缩短HRT和/或增加进水基质浓度调整氮负荷，当氨氮去除率达到第二恒定值后，直至反应器氨氮去除率大于90％且总氮去除效率达85％以上，并长期稳定运行。


2.根据权利要求1所述的低基质浓度下SBR反应器中快速启动厌氧氨氧化方法，其特征在于：所述SBR反应器在中温下运行，所述中温温度为32±1℃，通过加热棒改变温度。


3.根据权利要求2所述的低基...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金虹，王少坡，于静洁，李玉友，邱春生，李亚静，王栋，郑剑锋，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津;12