一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法技术

本发明专利技术公开了一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，涉及含氮废水生物处理技术领域。该全程自养脱氮工艺的性能强化方法，采用模拟废水启动全程自养脱氮系统，反应器采用上流式厌氧污泥床反应器，添加填料、高效厌氧氨氧化污泥、增加铁离子以及提高进水亚硝氮的方法提高系统运行性能。本发明专利技术提供的强化方法能够提高生化整体处理效率，使得废水处理效果得到明显改善，进一步有效提升处理工艺的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法
本专利技术属于含氮废水生物处理
，具体涉及一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法。
技术介绍
众多污水处理厂常采用传统生物脱氮，即硝化和反硝化生物过程从废水中去除氮素。然而，传统生物脱氮工艺在处理高氨氮低C/N废水时常因缺乏碳源而限制了脱氮性能，而额外添加有机物会提高运行成本且易造成二次污染，不利于系统安全经济运行。新型脱氮技术CANON工艺在同一反应器中实现了短程硝化和厌氧氨氧化(Anammox)。它利用氨氧化菌(AOB)将部分氨氮转化成亚硝酸盐氮，再协同Anammox菌以水中的NH4+-N为电子供体，亚硝酸盐为电子受体直接生成N2，实现绿色脱氮的目的。与传统硝化-反硝化脱氮工艺相比能够节约63％的曝气能耗，不需要外源有机碳源，且剩余污泥和CO2的排放水平可忽略不计，具有非常光明的应用前景。然而，短程硝化中氨氧化细菌AOB需要在好氧环境下氧化部分氨氮作为亚硝酸盐，而厌氧氨氧化反应需要在厌氧或缺氧条件下将NH4+-N和NO2--N反应生成氮气。由于CANON反应要在同一反应器中实现短程硝化和厌氧氨氧化，DO含量不能太高也不能太低，一般控制在0.2～1.0mg/L范围内。这势必会导致AOB和厌氧氨氧化菌的活性都受到抑制。而且，厌氧氨氧化菌的倍增时间长达十几天，运行条件极易受到运行条件如温度、pH、基质水平和盐度等的影响。如何提高全程自养脱氮系统的脱氮性能是急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，该性能强化方法能够有效提升工艺对氨氮的去除效果，增强工艺处理性能，进而改善废水处理效果。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种废水处理用复合材料，采用HDPE-g-MAH为基料、并添加锗石粉、藜麦粉、荞麦粉混合造粒，后经过甜叶菊苷表面处理后制得；其中，HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉的质量比为1：0.05～0.08：0.07～0.1。添加藜麦粉、荞麦粉制备复合材料，具备营养缓释性能；与锗石粉复配，在制备复合材料的过程中协同作用形成微孔结构，提高载体比表面积，有利于水分的吸收和保持，能够对附着微生物起到直接的屏蔽保护作用，有效加速微生物在载体上的附着及固定，提升生物膜活性；增强营养缓释性能。甜叶菊苷表面处理后，提升复合材料的表面润湿性，增强亲水性能；促进微生物黏附、生长，进而提高复合材料的挂膜量，增强水处理能力。除此之外，制得的复合材料还具有良好的散热性。应用于生化反应器中，提高生化整体处理效率，使得废水处理效果得到明显改善，增强处理工艺性能。优选地，经过甜叶菊苷处理后制得复合材料的水接触角＜70°。上述的废水处理用复合材料的制备方法，包括：S1：原料烘干，取HDPE-g-MAH、甜叶菊苷、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉烘干处理；S2：将烘干后的HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉按比例添加到密封容器中充分混匀，通过单螺杆挤出机生产条状产品，依次进行真空定性、冷却、水冷却、烘干得到条状样品；S3：取步骤S2中制得的条状样品、甜叶菊苷在转矩密炼机中进行共混，密炼、冷却至常温即得复合材料。优选地，步骤S2中单螺杆挤出过程，挤出机机筒一区170～175℃、机筒二区180～190℃、机筒三区180～190℃、机头区170～175℃，单螺杆转速为40～50rpm；真空定性过程真空度为0.03～0.06MPa。优选地，步骤S3中条状样品与甜叶菊苷的质量比为1：0.1～0.3；密炼过程中温度为180～190℃，密炼时间为10～20min，转速为50～60r/min。更优选地，在步骤S2中添加水镁石纤维，与HDPE-g-MAH的质量比为0.03～0.07：1。复合材料中加入水镁石纤维，与其它组分复配可进一步提升材料的生物挂膜性能，增加挂膜量；增强复合材料的导热性能。且水镁石纤维的存在，协同复配，使得复合材料具有更低的冰点，可起到抗冰融雪的效果，能够作为填料添加到路基材料中。本专利技术又一目的在于提供一种废水处理用复合材料在全程自养脱氮工艺中的用途。一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，采用模拟废水启动全程自养脱氮系统，反应器采用上流式厌氧污泥床反应器，添加高效厌氧氨氧化污泥。优选地，反应器中还添加上述制得的复合材料作为填料，形状为花状枝条状。本专利技术提供了一种在反应器中增强全程自养脱氮工艺性能的策略，实现了氨氮的高效去除，为反应器应用于全程自养脱氮工艺的长期高效稳定运行提供了方法。利用填料进行厌氧氨氧化的启动，能够更好的实现污泥截留保持反应器内的生物量，实现更好的挂膜，同时又能有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率，提高生化整体处理效率，使得废水处理效果得到明显改善，有效提升处理工艺的性能。优选地，模拟废水为含氨氮废水，主要成分包括NH4+-N、无机营养、微量元素；其中NH4+-N由(NH4)2SO4提供，NH4+-N浓度为60～70mg/L；模拟废水含KHCO3(0.8～1.00g·L-1)、NaH2PO4(2～4.00mg·L-1)、CaCl2(25～40mg·L-1)、MgSO4·7H2O(18～24mg·L-1)、ZnSO4·7H2O(0.54～0.71mg·L-1)、MnCl2·4H2O(0.9～1.2mg·L-1)、CoCl2·6H2O(0.30～0.40mg·L-1)、CuSO4·5H2O(0.31～0.35mg·L-1)、NaMoO4·2H2O(0.28～0.32mg·L-1)、NiCl2·6H2O(0.26～0.30mg·L-1)、H3BO3(0.018～0.024mg·L-1)。优选地，高效厌氧氨氧化污泥采用上流式厌氧氨氧化工艺进行培养，系统容积去除速率＞5.0kg/m3/d以上，分三次添加，每次添加厌氧氨氧化污泥50～100mL。优选地，反应器中还添加铁离子和/或进水中添加亚硝氮。更优选地，铁离子为二价铁离子和/或三价铁离子，铁离子浓度范围为1.0～5.0mg/L。更优选地，进水亚硝氮浓度需要根据出水氨氮浓度确定，添加的亚硝氮浓度C1与出水氨氮浓度C2之比为1.0～1.3。相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供了一种在反应器中增强全程自养脱氮工艺性能的策略，实现了氨氮的高效去除。反应器为上流式反应器，采用添加高效厌氧氨氧化污泥、增加铁离子以及提高进水亚硝氮的方法提高系统运行性能。除此之外，反应器中加入填料，利用填料进行厌氧氨氧化的启动，能够更好的实现污泥截留保持反应器内的生物量，实现更好的挂膜，同时又能有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率，提高生化整体处理效率，使得废水处理效果得到明显改善，进一步有效提升处理工艺的性能。因此，本专利技术提供了一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，该性能强化方法能够有效提升工艺对氨氮的去除效果，增强工艺处理性能，进而改善废水处理效果。附图说明图1为本专利技术试验例中反应器系统结构示意图；图2为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废水处理用复合材料，采用HDPE-g-MAH为基料、并添加锗石粉、藜麦粉、荞麦粉混合造粒，后经过甜叶菊苷表面处理后制得；其中，HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉的质量比为1：0.05～0.08：0.07～0.1。/n

【技术特征摘要】
1.一种废水处理用复合材料，采用HDPE-g-MAH为基料、并添加锗石粉、藜麦粉、荞麦粉混合造粒，后经过甜叶菊苷表面处理后制得；其中，HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉的质量比为1：0.05～0.08：0.07～0.1。


2.根据权利要求1所述的一种废水处理用复合材料，其特征在于：所述经过甜叶菊苷处理后制得复合材料的水接触角＜70°。


3.权利要求1所述的废水处理用复合材料的制备方法，包括：
S1：原料烘干，取HDPE-g-MAH、甜叶菊苷、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉烘干处理；
S2：将烘干后的HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉按比例添加到密封容器中充分混匀，通过单螺杆挤出机生产条状产品，依次进行真空定性、冷却、水冷却、烘干得到条状样品；
S3：取步骤S2中所述条状样品、甜叶菊苷在转矩密炼机中进行共混，密炼、冷却至常温即得复合材料。


4.根据权利要求3所述的一种废水处理用复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中单螺杆挤出过程，挤出机机筒一区170～175℃、机筒二区180～190℃、机筒三区180～190℃、机头区170～175℃，单螺杆转速为40～50rpm；真空定性过程真...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博涵，唐思敏，吴懂，畅犇泽，李佳瑞，刘亚雷，许泽昊，赵一淳，李亦舒，方媛媛，叶啸天，阳广凤，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33