一种利用轻质火山岩在ASBR反应器中快速实现厌氧氨氧化污泥颗粒化的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用轻质火山岩在ASBR反应器中快速实现厌氧氨氧化污泥颗粒化的方法，是在ASBR反应器中接种厌氧颗粒污泥、活性污泥、厌氧氨氧化絮状污泥，在ASBR反应器中加入轻质火山岩粉末浆状物，连续泵入人工合成废水，采用机械搅拌，维持ASBR反应器的稳定运行。通过一段时间稳定运行，本发明专利技术方法可以快速(60

【技术实现步骤摘要】
一种利用轻质火山岩在ASBR反应器中快速实现厌氧氨氧化污泥颗粒化的方法


[0001]本专利技术涉及一种利用轻质火山岩在ASBR反应器中快速实现厌氧氨氧化污泥颗粒化的方法，属于污水处理


技术介绍

[0002]厌氧氨氧化(Anammox)工艺是一种新型生物脱氮工艺，可用于处理碳氮比低的高氨氮废水。厌氧氨氧化主要指厌氧氨氧化菌在缺氧条件下，利用无机碳源将亚硝酸盐和氨转化成氮气的过程。该工艺相对于传统生物脱氮工艺，可以节约60％曝气量和100％的有机碳源，该工艺产生更少的剩余污泥，有效减少污泥处理成本。
[0003]厌氧氨氧化菌的倍增时间较长(时代时间在11天左右)，这使得厌氧氨氧化反应器在实际工程应用中启动时间较长。厌氧氨氧化污泥颗粒化可以使污泥有效保留在反应器当中，实现厌氧氨氧化菌的富集，同时颗粒化可以提高反应器的抗冲击能力。厌氧序批式反应器(ASBR)具有运行操作简单、体系中基质混合均匀和较好的污泥持留能力等优点，快速在ASBR反应器中培养高效厌氧氨氧化颗粒污泥对厌氧氨氧化技术的推广应用具有重要的意义。
[0004]厌氧氨氧化污泥培养过程中，由于剪切力的作用，微生物发生了聚集，形成颗粒污泥。而通过添加一些生物载体，可以加速污泥微生物附着聚集的过程，微生物在微小外源颗粒表面的聚集，既是一种生物膜生长的过程，也是一种颗粒污泥形成的过程，通过提供合适厌氧氨氧化微生物生长的微颗粒载体，可以加速生物膜颗粒污泥形成过程。自然界中存在一种含铁量较高的多孔火山岩，厌氧氨氧化微生物具有嗜铁的特征，含铁丰富的无机颗粒可能促进厌氧氨氧化颗粒污泥的形成过程。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种利用轻质火山岩在ASBR反应器中快速实现厌氧氨氧化污泥颗粒化的方法，通过富含铁及多种矿物元素的多孔微颗粒轻质火山岩作为生物载体，加速厌氧氨氧化污泥颗粒化过程。这种方法具有成本低廉、操作简单，形成的颗粒污泥结构密实、活性好等特点，能有效促进厌氧氨氧化技术在污水处理中的应用。
[0006]本专利技术利用轻质火山岩在ASBR反应器中快速实现厌氧氨氧化污泥颗粒化的方法，是在ASBR反应器中接种厌氧颗粒污泥、活性污泥、厌氧氨氧化絮状污泥，在ASBR反应器中加入轻质火山岩粉末浆状物，连续泵入人工合成废水，采用机械搅拌，维持ASBR反应器的稳定运行。具体包括如下步骤：
[0007]步骤1：种子污泥的制备
[0008]选取粒径为2～4mm、MLVSS为28～35g/L、MLVSS/MLSS为0.5～0.7、结构密实，密度为1.08g/mL的厌氧颗粒污泥；从污水处理厂采集浓度为3
‑
5g/L的活性污泥，将厌氧颗粒污泥和活性污泥用碳酸氢钾缓冲液(500mg/L)冲洗多次，直至污泥沉淀后的上清液清澈；
[0009]步骤2：ASBR厌氧氨氧化反应器的污泥接种
[0010]将上述的厌氧颗粒污泥和活性污泥按质量比为(5
‑
7)：1，厌氧颗粒污泥和活性污泥体积之和占总反应器体积10％～30％的比例接种入ASBR反应器；选取高活性(脱氮活性为0.3
‑
0.6kg
‑
N/d.m3)黄褐色絮体状的厌氧氨氧化污泥，其总氮容积负荷为100
‑
150g
‑
N/m3/d，厌氧氨氧化污泥量为厌氧颗粒污泥和活性污泥总量的1
‑
3％，接种入ASBR反应器。
[0011]步骤3：用保温棉包裹ASBR反应器，实现遮光和保温。
[0012]步骤4：配制人工合成废水，通入氮气去除进水中溶解氧，溶解氧控制在0.7mg/L以下，反应器进水中NH
4+
‑
N和NO2‑
‑
N的浓度比控制在1:(1
‑
1.3)。
[0013]步骤5：运行ASBR反应器，采用机械搅拌，搅拌器转速控制在80～120r/min，控制反应器内温度在25～35℃，投加盐酸和/或氢氧化钠控制反应器内pH值在7.5～8.5，控制ASBR反应器的充水比(排水体积与反应器有效体积比值)为40％～50％。
[0014]步骤6：轻质火山岩的添加
[0015]将粒径20
‑
50um的多孔粉末状轻质火山岩粉末加水制成1
‑
5％(W/V)的浆状物，在反应器运行1
‑
10天时加入反应器，每次加入的质量为反应器内污泥质量0.1
‑
0.5％(以火山岩粉末计)，连续添加10天。
[0016]步骤7：用流量计和蠕动泵控制反应器进出水，当ASBR反应器出现氨氮与亚硝态氮去除率同时达90％以上时，逐渐提高NH
4+
‑
N和NO2‑
‑
N浓度，直至NO2‑
‑
N浓度达到200mg/L且去除率达95％以上，预示反应器启动成功；反应器初始水力停留时间为4天，并在启动成功后逐渐缩短水力停留时间以提高总氮负荷，水力停留时间缩短至12～24小时，运行45天以后，在ASBR反应器中生长出厌氧氨氧化颗粒污泥。
[0017]步骤4中，所述人工合成废水中，大量元素成分为NH4Cl 30～175mg/L，NaNO
2 40～200mg/L，KHCO
3 500～750mg/L，KH2PO
4 10mg/L，MgSO4·
7H2O 300mg/L，CaCl
2 5mg/L，并添加有微量元素溶液1mL/L。微量元素溶液成分为：EDTA 15000mg/L，ZnSO4·
7H2O 430mg/L，CuSO4·
5H2O 250mg/L，NiCl
·
6H2O 190mg/L，H3BO
4 14mg/L，CoCl2·
6H2O 240mg/L，MnCl2·
4H2O 990mg/L，NaMoO4·
2H20 220mg/L，NaSeO4·
10H2O 210mg/L。
[0018]步骤6中，所述轻质火山岩为具有多孔性的(孔隙率没有要求，用密度控制)火山岩，密度为1.2
‑
1.8g/ml3，颜色为红紫色，含铁量介于5.0
‑
10.0％之间，使用前粉碎成20
‑
50um粒径的微颗粒，用清水浸泡后使用。
[0019]本专利技术利用轻质火山岩粉末和混合污泥接种ASBR反应器，快速启动了厌氧氨氧化反应器，并实现污泥颗粒化。不添加相比普通厌氧氨氧化颗粒化时间通常半年以上，本专利技术实现厌氧氨氧化颗粒化仅用了2个月时间，并且反应器运行稳定，所培养出来的厌氧氨氧化颗粒污泥具有良好的沉降性能和厌氧氨氧化活性。而不添加轻质火山岩粉末组，厌氧氨氧化活性较低，且厌氧氨氧化颗粒化效果不明显。
附图说明
[0020]图1是ASBR反应器装置示意图。
[0021]图2是轻质火山岩粉末照片。
[0022]图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用轻质火山岩在ASBR反应器中快速实现厌氧氨氧化污泥颗粒化的方法，其特征在于：在ASBR反应器中接种厌氧颗粒污泥、活性污泥、厌氧氨氧化絮状污泥，在ASBR反应器中加入轻质火山岩粉末浆状物，连续泵入人工合成废水，采用机械搅拌，维持ASBR反应器的稳定运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：种子污泥的制备将厌氧颗粒污泥和活性污泥用500mg/L的碳酸氢钾缓冲液冲洗多次，直至污泥沉淀后的上清液清澈；步骤2：ASBR厌氧氨氧化反应器的污泥接种将厌氧颗粒污泥、活性污泥以及厌氧氨氧化污泥接种入ASBR反应器；步骤3：用保温棉包裹ASBR反应器，实现遮光和保温；步骤4：配制人工合成废水，通入氮气去除进水中溶解氧，溶解氧控制在0.7mg/L以下，反应器进水中NH
4+
‑
N和NO2‑
‑
N的浓度比控制在1:(1
‑
1.3)；步骤5：运行ASBR反应器，采用机械搅拌，搅拌器转速控制在80～120r/min，控制反应器内温度在25～35℃，投加盐酸和/或氢氧化钠控制反应器内pH值在7.5～8.5，控制ASBR反应器的充水比为40％～50％；步骤6：轻质火山岩的添加将多孔粉末状轻质火山岩粉末加水制成浆状物，在反应器运行1
‑
10天时加入反应器；步骤7：用流量计和蠕动泵控制反应器进出水，当ASBR反应器出现氨氮与亚硝态氮去除率同时达90％以上时，逐渐提高NH
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N和NO2‑
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N浓度，直至NO2‑
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N浓度达到200mg/L且去除率达95％以上，预示反应器启动成功；反应器初始水力停留时间为4天，并在启动成功后逐渐缩短水力停留时间以提高总氮负荷，水力停留时间缩短至12～24小时，运行45天以后，在ASBR反应器中生长出厌氧氨氧化颗粒污泥。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1中，所述厌氧颗粒污泥的粒径为2～4mm，MLVSS为28～35g/L，MLVSS/MLSS为0.5～0.7，密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡真虎，马欣悦，林锦标，唐睿，王伟，袁守军，俞汉青，占新民，苏馈足，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：