耦合厌氧消化和DAMO生物滤柱及处理碳氮污水的方法技术

本发明专利技术公开了一种耦合厌氧消化和DAMO生物滤柱及处理碳氮污水的方法，包括厌氧消化产甲烷底端启动、DAMO上端启动及其与厌氧消化产甲烷的耦合和提高有机负荷和氮负荷阶段，通过采用分步启动方法，先在反应器下部富集厌氧产甲烷菌，再在反应器中上部富集DAMO微生物，产生甲烷与亚硝氮/硝氮在反应器中上部进行DAMO反应，并将亚硝氮/硝氮转化为氮气，在完成污水高效自养脱氮除碳的同时，能实现中低碳氮污水中碳氮的厌氧去除。本发明专利技术减少了污水处理过程中温室气体排放，解决了出水总氮中硝酸盐过高的问题，实现中低浓度碳氮污水的低耗脱氮除碳。碳。碳。

【技术实现步骤摘要】
耦合厌氧消化和DAMO生物滤柱及处理碳氮污水的方法


[0001]本专利技术污水生物处理
，具体涉及一种耦合厌氧消化和DAMO生物滤柱反应器处理碳氮污水的方法。

技术介绍

[0002]目前，我国大多数城市污水处理厂采用以硝化
‑
反硝化为核心的污水脱氮工艺。随着社会经济的发展，城市污水处理量逐渐增加，污水排放标准趋于严格，这使得现有污水处理厂，为了降低出水TN浓度必须提高反硝化脱氮能力或寻找其他能够实现生物脱氮的途径。传统硝化
‑
反硝化工艺在硝化段需要大量曝气维持好氧环境，反硝化阶段需要额外投加大量的有机碳源为反硝化菌提供足够的电子供体。作为污水处理中的主要有机污染物COD，传统污水处理厂通过消耗外部能源供氧使COD直接生物氧化稳定至二氧化碳，过程中会产生大量剩余污泥需要处置。因此，寻找新的生物脱氮工艺，实现污水处理厂能量中和或产能是未来污水处理厂的发展方向。
[0003]厌氧处理具有能源消耗小、污泥产量低以及能够将污水中有机物转化为甲烷进行能源回收的优势，受到了越来越多的关注。但是厌氧处理会产生大量的温室气体——甲烷，其溶解在出水中，在随后的好氧处理中释放到大气中；其次厌氧出水需要进行后续脱氮，厌氧处理后出水有机碳利用率低，使得氮素无法通过传统的硝化
‑
反硝化工艺处理，而需要采用对碳源需求较少或者不需要外加碳源的污水处理方法。
[0004]反硝化型甲烷厌氧氧化(DAMO)过程是以甲烷为电子供体还原亚硝酸盐或硝酸盐，能够实现碳氮同步去除。甲烷作为厌氧发酵的主要产物，利用其作为反硝化过程的电子供体将大幅节约含氮污水的处理成本，同时也可以减少厌氧工艺中甲烷的排放量。废水经过厌氧处理后，出水中的溶解性甲烷含量大约为40～63％，同时污泥消化过程也会产生甲烷，均可作为DAMO反硝化的电子供体。
[0005]但是，产甲烷菌和DAMO微生物均为厌氧微生物，由于生长速度缓慢，难以富集培养，易受环境条件的影响。目前，关于DAMO微生物的富集培养多集中于利用膜生物反应器并充以甲烷气体作为电子供体，管理和技术要求严格且成本较高。如果在一体化生物滤柱反应器中同时生长产甲烷菌和DAMO微生物，DAMO微生物直接利用厌氧消化产生的甲烷进行脱氮，这对污水的脱氮除碳处理有重要意义。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种耦合厌氧消化和DAMO过程处理中低浓度有机物和中低氮浓度的污水的装置和方法，利用产甲烷和DAMO菌两种微生物在同一反应器内生长和富集，协同作用实现污水生物脱氮除碳；在完成污水高效脱氮除碳的同时，实现污水自养脱氮、节约能耗和降低温室气体排放的目的。
[0007]本专利技术是通过下述技术方案来实现的。
[0008]本专利技术一方面，提供了一种耦合厌氧消化和DAMO生物滤柱处理碳氮污水的方法，
包括：
[0009]厌氧消化产甲烷底端启动：
[0010]向生物滤柱反应器底端加入厌氧消化污泥，再泵入含SCOD和NH
4+
‑
N的废水A，在水温和厌氧条件下静置，厌氧污泥与填料接触挂膜，在反应器下部富集厌氧产甲烷菌；
[0011]逐渐缩短反应器的水力停留时间，反应器出水氨氮在24
±
5mg N/L、SCOD去除率大于85％时，厌氧消化段启动成功；
[0012]DAMO上端启动及其与厌氧消化产甲烷的耦合：
[0013]从生物滤柱反应器顶部泵入预处理后的黑臭水体底泥，在出水口泵入含有NO2‑
‑
N或NO3‑
‑
N或两者的混合物的废水B，在反应器中上部富集DAMO微生物，NO2‑
‑
N或NO3‑
‑
N转化为氮气；保持底部和侧位同流量同时进水和水力停留时间，出水从顶部排出；
[0014]当反应器出水SCOD去除率大于85％且总氮去除率大于70％时，DAMO段启动成功；
[0015]提高有机负荷和氮负荷：
[0016]连续泵入废水A和废水B，保持水温和厌氧条件、进水SCOD、NH
4+
‑
N和NO
x
‑
‑
N浓度稳定，逐级缩短反应器的水力停留时间至3h，分段式一体化生物滤柱反应器在较高有机负荷和氮负荷下运行。
[0017]优选的，废水A包括SCOD和氨氮、常量元素和微量元素；
[0018]SCOD浓度为200
±
50mg SCOD/L，氨氮浓度为30
±
10mg N/L。
[0019]优选的，所述SCOD包括无水乙酸钠0.13～0.22g/L，葡萄糖0.04～0.08g/L；
[0020]所述氨氮包括0.06～0.16g N/L铵盐，所述铵盐以氯化铵添加；
[0021]所述常量元素包括如下质量比的原料：CaCl2·
2H2O 0.05～0.07g/L，MgSO4·
4H2O 0.1～0.3g/L，K2HPO4·
3H2O 0.010～0.015g/L，KHCO
3 0.12～0.18g/L；
[0022]所述微量元素包括1L合成废水中分别添加1mL微量元素Ⅰ和1mL微量元素Ⅱ；
[0023]微量元素Ⅰ为EDTA 3～8g/L，FeSO4·
7H2O 3～8g/L；
[0024]微量元素Ⅱ为：EDTA
‑
2Na 1.2～1.8g/L，ZnSO4·
7H2O 0.2～0.6g/L，MnCl2·
4H2O0.7～1.2g/L，CoCl2·
6H2O 0.1～0.4g/L，H3BO
3 0.012～0.016g/L，CuSO4·
5H2O0.15～0.35g/L，NaMoO4·
2H2O 0.10～0.35g/L，NiCl2·
6H2O 0.12～0.24g/L，Na2SeO4·
10H2O 0.15～0.35g/L。
[0025]优选的，废水B包括亚硝氮/硝氮、常量元素和微量元素；废水B中NO
x
‑
‑
N浓度为38
±
10mg N/L。
[0026]优选的，所述亚硝氮/硝氮包括0.14～0.24g N/L亚硝酸钠或硝酸钠或两者的混合物；
[0027]所述常量元素含有如下质量比的原料：CaCl2·
2H2O 0.1～0.5g/L，MgSO4·
4H2O0.1～0.3g/L，K2HPO4·
3H2O 0.02～0.08g/L，KHCO
3 0.10～0.35g/L；
[0028]所述微量元素包括在1L合成废水中分别添加0.5mL酸性微量元素和0.2mL碱性微量元素。
[0029]优选的，所述酸性微量元素包括：FeSO4·
7H2O 1.0～3.0g/L，ZnS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耦合厌氧消化和DAMO生物滤柱处理碳氮污水的方法，其特征在于，包括：厌氧消化产甲烷底端启动：向生物滤柱反应器底端加入厌氧消化污泥，再泵入含SCOD和NH
4+
‑
N的废水A，在水温和厌氧条件下静置，厌氧污泥与填料接触挂膜，在反应器下部富集厌氧产甲烷菌；逐渐缩短反应器的水力停留时间，反应器出水氨氮在24
±
5mg N/L、SCOD去除率大于85％时，厌氧消化段启动成功；DAMO上端启动及其与厌氧消化产甲烷的耦合：从生物滤柱反应器顶部泵入预处理后的黑臭水体底泥，在出水口泵入含有NO2‑
‑
N或NO3‑
‑
N或两者的混合物的废水B，在反应器中上部富集DAMO微生物，NO2‑
‑
N或NO3‑
‑
N转化为氮气；保持底部和侧位同流量同时进水和水力停留时间，出水从顶部排出；当反应器出水SCOD去除率大于85％且总氮去除率大于70％时，DAMO段启动成功；提高有机负荷和氮负荷：连续泵入废水A和废水B，保持水温和厌氧条件、进水SCOD、NH
4+
‑
N和NO
x
‑
‑
N浓度稳定，逐级缩短反应器的水力停留时间至3h，分段式一体化生物滤柱反应器在较高有机负荷和氮负荷下运行。2.根据权利要求1所述的耦合厌氧消化和DAMO生物滤柱处理碳氮污水的方法，其特征在于，废水A包括SCOD和氨氮、常量元素和微量元素；SCOD浓度为200
±
50mg SCOD/L，氨氮浓度为30
±
10mg N/L。3.根据权利要求2所述的耦合厌氧消化和DAMO生物滤柱处理碳氮污水的方法，其特征在于，所述SCOD包括无水乙酸钠0.13～0.22g/L，葡萄糖0.04～0.08g/L；所述氨氮包括0.06～0.16g N/L铵盐，所述铵盐以氯化铵或硫酸铵添加；所述常量元素包括如下质量比的原料：CaCl2·
2H2O 0.05～0.07g/L，MgSO4·
4H2O 0.1～0.3g/L，K2HPO4·
3H2O 0.010～0.015g/L，KHCO
3 0.12～0.18g/L；所述微量元素包括1L合成废水中分别添加1mL微量元素Ⅰ和1mL微量元素Ⅱ；微量元素Ⅰ为EDTA 3～8g/L，FeSO4·
7H2O 3～8g/L；微量元素Ⅱ为：EDTA
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2Na 1.2～1.8g/L，ZnSO4·
7H2O 0.2～0.6g/L，MnCl2·
4H2O 0.7～1.2g/L，CoCl2·
6H2O 0.1～0.4g/L，H3BO
3 0.012～0.016g/L，CuSO4·
5H2O 0.15～0.35g/L，NaMoO4·
2H2O 0.10～0.35g/L，NiCl2·

【专利技术属性】
技术研发人员：王怡，张钰，董士荣，王玥凝，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：