一种铁代谢耦合厌氧氨氧化污泥的驯化方法、一种氨氮废水的处理方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种铁代谢耦合厌氧氨氧化污泥的驯化方法、一种氨氮废水的处理方法和系统，属于污水处理技术领域。本发明专利技术先向厌氧氨氮化污泥中接种铁氨氧化功能菌，得到接种污泥，之后使用含氨氮、亚硝、催化剂并除氧的配水溶液对接种污泥进行驯化，通过前期驯化和后期驯化向厌氧氨氧化菌中引入铁代谢，可以与固态三价铁源构建铁

【技术实现步骤摘要】
一种铁代谢耦合厌氧氨氧化污泥的驯化方法、一种氨氮废水的处理方法和系统


[0001]本专利技术涉及污水处理
，特别涉及一种铁代谢耦合厌氧氨氧化污泥的驯化方法、一种氨氮废水的处理方法和系统。

技术介绍

[0002]随着我国经济的快速发展以及工业水平的快速提高，大量的含氮工业废水排入水体，导致河流湖泊等水体富营养化严重，生态系统退化等严重问题。目前为止，厌氧氨氧化被认为是最具前景的生物脱氮工艺，是未来实现自给自足模式的污水处理概念厂的核心技术。然而厌氧氨氧化技术会不可避免的产生硝氮(产生的硝氮含量约为处理氨氮浓度的10％)。
[0003]随着我国环保意识的逐渐增强，我国对污水处理厂的出水排放标准也从原先的二级三级标准向一级标准转变，部分地区甚至要求出水达到一级A标准。其中排放标准从二级三级向一级转变的一个重要举措即提出了对出水总氮的要求。我国城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918－2002)中一级标准要求总氮小于20mg/L(一级A标准要求小于15mg/L)，而降低出水中硝氮的含量是出水总氮达标的一个关键因素。水体中硝氮含量的增加不仅会加速水体富营养化，危害水体中的水生生物，还会诱发高铁血蛋白血症和胃癌，严重影响人体健康。因而提高工业废水处理过程中硝氮的去除率刻不容缓。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种铁代谢耦合厌氧氨氧化污泥的驯化方法、一种氨氮废水的处理方法和系统。本专利技术提供的驯化方法能够得到铁
‑
氮耦合驯化污泥，使用此污泥进行厌氧氨氧化时，能够同步去除废水中的硝氮和氨氮，实现总氮近零排放。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种铁代谢耦合厌氧氨氧化污泥的驯化方法，包括以下步骤：
[0007](1)向厌氧氨氮化污泥中接种铁氨氧化功能菌，得到接种污泥；
[0008](2)提供配水溶液，所述配水溶液中包括除氧剂与除氧催化剂，所述配水溶液的溶解氧量＜0.5mg/L，氨氮浓度为150～350mg/L，亚硝浓度为30～60mg/L；
[0009]将持续通入的配水溶液、接种污泥、固态三价铁源混合，进行前期驯化，当配水溶液出水中氨氮浓度、亚硝浓度、硝氮浓度保持稳定状态后，前期驯化结束，得到前期驯化污泥；
[0010](3)将持续通入的配水溶液和前期驯化污泥、固态三价铁源混合，进行后期驯化，在后期驯化的过程中，梯度降低配水溶液中除氧剂的用量和亚硝浓度，直至除氧剂用量为0、亚硝浓度为0；
[0011]当配水溶液出水中总氮去除率持续≥92％时，后期驯化结束，得到铁
‑
氮耦合驯化污泥。
[0012]优选的，所述铁氨氧化功能菌为Feammox功能菌；所述厌氧氨氮化污泥的污泥浓度为6000～8000mg
‑
VSS/L，所述接种污泥中铁氨氧化功能菌的接种量为15～30mL/L。
[0013]优选的，所述除氧剂为亚硫酸钠，所述除氧催化剂为氯化镍，所述固态三价铁源为Fe2O3；
[0014]所述步骤(2)、(3)中接种污泥的用量独立为4000～8000mg
‑
VSS/升水；以前期驯化使用的驯化设备的容积计，所述固态三价铁源的用量为15～50g/L。
[0015]优选的，所述步骤(2)中氨氮浓度保持稳定状态是指配水溶液出水中氨氮的浓度维持在稳定值且波动范围不超过10mg/L；
[0016]所述亚硝浓度保持稳定状态是指配水溶液出水中亚硝的浓度维持在稳定值且波动范围不超过5mg/L；
[0017]所述硝氮浓度保持稳定状态是指配水溶液出水中硝氮浓度的浓度维持在稳定值且波动范围不超过5mg/L。
[0018]本专利技术提供了一种基于铁代谢耦合厌氧氨氧化法处理氨氮废水的方法，包括以下步骤：
[0019]将氨氮废水与上述驯化方法得到的铁
‑
氮耦合驯化污泥、固态三价铁源混合，进行铁代谢耦合厌氧氨氧化反应。
[0020]优选的，所述铁
‑
氮耦合驯化污泥的用量为4000～8000mg
‑
VSS/升水。
[0021]本专利技术提供了一种基于铁代谢耦合厌氧氨氧化法氨氮废水处理系统，包括进水箱1，所述进水箱1与加药装置2连接，所述加药装置2用于向进水箱1中加入除氧剂和除氧催化剂；
[0022]入口与所述进水箱1出口连通的厌氧污泥反应器3；所述厌氧污泥反应器3内设有接种污泥，所述接种污泥为接种铁氨氧化功能菌的厌氧氨氮化污泥；
[0023]所述厌氧污泥反应器3内部设有多个填料小球4，所述填料小球4用于向厌氧污泥反应器3内释放固态三价铁源；
[0024]所述厌氧污泥反应器3顶部设有出水口5和出气口6，所述厌氧污泥反应器3靠近出气口6处设有三相分离器7；
[0025]入口与所述厌氧污泥反应器3出水口5连通的出水收集装置8。
[0026]优选的，所述填料小球4通过固定支架9均匀固定于厌氧污泥反应器3内。
[0027]优选的，所述厌氧污泥反应器3设有分水器10，所述分水器10与厌氧污泥反应器3入口连通；
[0028]所述厌氧污泥反应器3出水口5处设有溢流堰11；
[0029]所述厌氧污泥反应器3侧壁垂直设有多个采样口12。
[0030]优选的，所述填料小球4包括填料和包裹在所述填料外部的网状球形容器；所述填料为赤铁矿。
[0031]本专利技术提供了一种铁代谢耦合厌氧氨氧化污泥的驯化方法，本专利技术先接种铁氨氧化功能菌的厌氧氨氧化污泥作为接种污泥运行系统，之后使用含氨氮、亚硝(NO2‑
)并除氧的配水溶液对接种污泥进行驯化，通过驯化过程向厌氧氨氧化菌中引入铁代谢，驯化污泥形成铁氨氧化以及硝氮(NO3‑
)的亚铁氧化(NDFO)过程，得到铁
‑
氮耦合驯化污泥，该污泥中的三种代谢过程的菌种生长达到一个稳态的相互共生的平衡关系。此铁
‑
氮耦合驯化污泥用
于废水除氮时，可以与固态三价铁源构建铁
‑
氮耦合体系，该铁
‑
氮耦合体系包括铁氨氧化过程(NH
4+
+6Fe(OH)3+10H
+
→
6Fe
2+
+16H2O+NO2‑
)、厌氧氨氧化过程(NH
4+
+1.32NO2‑
+0.066HCO3‑
+0.12H
+
→
N2+0.26NO3‑
+2.03H2O+0.066CH2O
0.5
N
0.15
)和硝氮的亚铁氧化过程(10Fe
2+
+2NO3‑
+24H2O
→
N2+10Fe(OH)3+18H
+
)，在铁
‑
氮耦合体系中，铁氨氧化过程以氨氮为电子供体，固态三价铁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁代谢耦合厌氧氨氧化污泥的驯化方法，包括以下步骤：(1)向厌氧氨氮化污泥中接种铁氨氧化功能菌，得到接种污泥；(2)提供配水溶液，所述配水溶液中包括除氧剂与除氧催化剂，所述配水溶液的溶解氧量＜0.5mg/L，氨氮浓度为150～350mg/L，亚硝浓度为30～60mg/L；将持续通入的配水溶液、接种污泥、固态三价铁源混合，进行前期驯化，当配水溶液出水中氨氮浓度、亚硝浓度、硝氮浓度保持稳定状态后，前期驯化结束，得到前期驯化污泥；(3)将持续通入的配水溶液和前期驯化污泥、固态三价铁源混合，进行后期驯化，在后期驯化的过程中，梯度降低配水溶液中除氧剂的用量和亚硝浓度，直至除氧剂用量为0、亚硝浓度为0；当配水溶液出水中总氮去除率持续≥92％时，后期驯化结束，得到铁
‑
氮耦合驯化污泥。2.根据权利要求1所述的驯化方法，其特征在于，所述铁氨氧化功能菌为Feammox功能菌；所述厌氧氨氮化污泥的污泥浓度为6000～8000mg
‑
VSS/L，所述接种污泥中铁氨氧化功能菌的接种量为15～30mL/L。3.根据权利要求1所述的驯化方法，其特征在于，所述除氧剂为亚硫酸钠，所述除氧催化剂为氯化镍，所述固态三价铁源为Fe2O3；所述步骤(2)、(3)中接种污泥的用量独立为4000～8000 mg
‑
VSS/升水；以前期驯化使用的驯化设备的容积计，所述固态三价铁源的用量为15～50g/L。4.根据权利要求1所述的驯化方法，其特征在于，所述步骤(2)中氨氮浓度保持稳定状态是指配水溶液出水中氨氮的浓度维持在稳定值且波动范围不超过10mg/L；所述亚硝浓度保持稳定状态是指配水溶液出水中亚硝的浓度维持在稳定值且波动范围不超过5mg/L；所述硝氮浓度保持稳定状态是指配水溶液出水中硝氮的浓度维持在...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚宏，陈瑶，贾方旭，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：