低温环境硫自养反硝化系统的启动方法技术方案

本发明专利技术提供了一种低温环境硫自养反硝化系统的启动方法。该方法包括：步骤S1，将活性污泥接种至反硝化脱氮装置中；步骤S2，使接种的活性污泥在反硝化脱氮装置中进行内部循环；步骤S3，待内部循环结束后，向反硝化脱氮装置中通入第一硝态氮污水，并投加第一硫源，进行第一阶段的硫自养反硝化驯化；步骤S4，向反硝化脱氮装置中通入第二硝态氮污水，并投加第二硫源，进行第二阶段的硫自养反硝化驯化；步骤S5，向反硝化脱氮装置中通入第三硝态氮污水，并投加第三硫源，进行第三阶段的硫自养反硝化驯化，随后结束启动程序。本发明专利技术解决了现有技术中硫自养反硝化系统在低温环境下启动困难，耗时较长的问题。时较长的问题。时较长的问题。

【技术实现步骤摘要】
低温环境硫自养反硝化系统的启动方法


[0001]本专利技术涉及污水处理
，具体而言，涉及一种低温环境硫自养反硝化系统的启动方法。

技术介绍

[0002]生物脱氮技术通常包括自养硝化和异养反硝化，其广泛应用于废水处理和地下水修复、去除氮污染等方面。然而，传统的异养反硝化工艺需要额外的有机碳源，并会产生大量的剩余污泥。为了解决这些问题，自养反硝化技术被提出并受到了关注。其中，硫自养反硝化因污泥产量低，被认为是一种具有成本效益和能源效率的生物脱氮生物工艺，在过去的二十年中得到了广泛的研究。
[0003]基于硫的自养反硝化中的应用优先被广泛探索，在硫自养反硝化过程中，硫氧化细菌(SOB)可以使用各种还原硫物质如硫化物(HS
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)、元素硫(S0)和硫代硫酸盐(S2O
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)等作为电子供体，以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体，碳酸盐为碳源。虽然这些基于硫的反硝化工艺产生的污泥较少，产量系数低，但硫自养微生物的缓慢生长在一定程度上也限制了缺氧反硝化生物反应器中丰度的增加，导致自养反硝化速率低和潜在的不稳定运行风险，需要进行更加深入的探索。
[0004]以硫化物作为硫源的自养反硝化反应通常反应速率较慢，硫自养反硝化系统的启动时间较长，但以硫化物作为硫源药剂成本较低，更加具有经济性；而以硫代硫酸钠作为硫源的自养反硝化反应反应速率比较快，启动时间短，但硫代硫酸钠价格较高，启动成本比较大，而且对于升流式反应器来说，容易出现跑泥的问题。因此，硫源的选择关系到启动的速度、运行效果以及经济成本，十分的重要。此外，目前研究大多数硫自养为常温启动，实际工程中启动的季节难免发生在冬季，对于北方的冬季，低温环境(8～16℃)对于硫自养反硝化的启动带来很大的挑战，硫自养反硝化菌的代谢活性降低，难以进行菌种的富集和杂菌的淘洗。很少有人研究低温环境启动硫自养反硝化系统以及探究低温环境下硫自养反硝化系统的稳定性，有必要展开探索。
[0005]综上所述，硫自养反硝化系统的低温启动和运维仍存在进一步提升的空间。有鉴于此，提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种低温环境硫自养反硝化系统的启动方法，以解决现有技术中硫自养反硝化系统在低温环境下启动困难，耗时较长的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种低温环境硫自养反硝化系统的启动方法，低温环境的温度为8～16℃，其包括以下步骤：步骤S1，将活性污泥接种至反硝化脱氮装置中；步骤S2，使接种的活性污泥在反硝化脱氮装置中进行内部循环；步骤S3，待内部循环结束后，向反硝化脱氮装置中通入第一硝态氮污水，并投加第一硫源，进行第一阶段的硫自养反硝化驯化；步骤S4，向反硝化脱氮装置中通入第二硝态氮污水，并投加
第二硫源，进行第二阶段的硫自养反硝化驯化；步骤S5，向反硝化脱氮装置中通入第三硝态氮污水，并投加第三硫源，进行第三阶段的硫自养反硝化驯化，随后结束启动程序；其中，第一硝态氮污水、第二硝态氮污水、第三硝态氮污水中硝态氮的浓度依次递减，第一硫源、第二硫源及第三硫源均为硫代硫酸钠和硫磺的混合物，且第一硫源、第二硫源及第三硫源中硫磺的占比依次递增。
[0008]进一步地，第一硝态氮污水中，硝态氮的浓度为80～130mg/L；第二硝态氮污水中，硝态氮的浓度为40～60mg/L；第三硝态氮污水中，硝态氮的浓度为15～25mg/L。
[0009]进一步地，第一硫源中，硫代硫酸钠与硫磺的重量比为3.5～4.0:1；第二硫源中，硫代硫酸钠与硫磺的重量比为2.2～2.8:1；第三硫源中，硫代硫酸钠与硫磺的重量比为1.0～1.5:1。
[0010]进一步地，步骤S3中，第一硫源的总投加量为590～630mg/L；步骤S4中，第二硫源的总投加量为200～240mg/L；步骤S5中，第三硫源的总投加量为100～130mg/L。
[0011]进一步地，反硝化脱氮装置为立式升流式结构，其底部具有进水口，顶部具有出水口；步骤S3中，将第一硝态氮污水连续通入进水口，并连续由出水口排出，且进水硝态氮容积负荷为0.80～1.30Kg N/(m3·
d)，当出水硝氮去除率达到60％，即可完成本阶段的驯化；和/或步骤S4中，将第二硝态氮污水连续通入进水口，并连续由出水口排出，且进水硝态氮容积负荷为0.40～0.60Kg N/(m3·
d)，当出水硝氮去除率达到80％，即可完成本阶段的驯化；和/或步骤S5中，将第三硝态氮污水连续通入进水口，并连续由出水口排出，且进水硝态氮容积负荷为0.15～0.25Kg N/(m3·
d)，当出水硝氮去除率达到85％，即完成所有驯化过程，硫自养反硝化系统启动成功。
[0012]进一步地，活性污泥为泥水混合物，优选污泥浓度在5～8g/L；反硝化脱氮装置配置有回流管，反硝化脱氮装置的底部和顶部均设置有回流口，回流管的一端与底部的回流口连通，另一端与顶部的回流口连通，回流管上设置有蠕动泵；步骤S1中，在将活性污泥接种至反硝化脱氮装置中之后，静置，使活性污泥形成泥水分离；步骤S2中，开启蠕动泵，使泥水混合物中的水通过回流管进行内部循环。
[0013]进一步地，内部循环的时间为1～3天。
[0014]进一步地，第一硝态氮污水、第二硝态氮污水和第三硝态氮污水均由污水处理厂二沉池出水和外加药剂配制而成，外加药剂包括硝态氮药剂；优选地，硝态氮药剂选自硝酸钾和/或硝酸钠；更优选地，外加药剂可选地还包括碳酸氢钠和磷酸二氢钾中的一种或多种。
[0015]进一步地，污水处理厂二沉池出水中的COD浓度为15～50mg/L，总氮浓度为10～20mg/L，氨氮浓度为0.1～2.5mg/L，总磷浓度为0.3～1.0mg/L，pH值为7.4～8.2。
[0016]采用本专利技术提供的硫自养反硝化系统的启动方法，能够在8～16℃的例如冬季等低温环境下有效启动硫自养反硝化系统，且耗时也相对较短。具体地，本专利技术在将活性污泥接种至反硝化脱氮装置之后，通过活性污泥的内部循环能够消耗其中残余的有机物和溶解氧，形成良好的自养和缺氧环境，为后续阶段的处理打好基础。其次，本专利技术进行了三个阶段的硫自养反硝化处理，均以硫代硫酸钠和硫磺的混合物作为硫源。混合硫源一方面解决了单一硫源启动时间长和启动成本高的矛盾，另一方面解决了以硫代硫酸钠作为单一硫源，由于其反应速率较快、产气量大导致污泥流失的问题。
[0017]特别需要说明的是，这三个阶段的进水硝态氮浓度依次递减，且硫源中硫磺占比依次递增。第一阶段高浓度的硝态氮有利于向活性污泥中的硫自养微生物提供充足的底物，进行富集培养，而高占比的硫代硫酸钠和低占比的硫磺保证了启动初期耐低温硫自养微生物对于硫源的高效利用。随着硫自养反硝化的进行，耐低温硫自养微生物逐渐被驯化富集，在后续阶段中逐渐降低硝态氮浓度，有利于使其更接近实际处理污水的硝态氮浓度，而逐渐增加硫磺占比，也起到了逐渐提高硫磺利用效率的目的，并节省启动后稳定处理污水的药剂成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温环境硫自养反硝化系统的启动方法，所述低温环境的温度为8～16℃，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将活性污泥接种至反硝化脱氮装置中；步骤S2，使接种的所述活性污泥在所述反硝化脱氮装置中进行内部循环；步骤S3，待所述内部循环结束后，向所述反硝化脱氮装置中通入第一硝态氮污水，并投加第一硫源，进行第一阶段的硫自养反硝化驯化；步骤S4，向所述反硝化脱氮装置中通入第二硝态氮污水，并投加第二硫源，进行第二阶段的硫自养反硝化驯化；步骤S5，向所述反硝化脱氮装置中通入第三硝态氮污水，并投加第三硫源，进行第三阶段的硫自养反硝化驯化，随后结束启动程序；其中，所述第一硝态氮污水、所述第二硝态氮污水、所述第三硝态氮污水中硝态氮的浓度依次递减，所述第一硫源、所述第二硫源及所述第三硫源均为硫代硫酸钠和硫磺的混合物，且所述第一硫源、所述第二硫源及所述第三硫源中硫磺的占比依次递增。2.根据权利要求1所述的低温环境硫自养反硝化系统的启动方法，其特征在于，所述第一硝态氮污水中，硝态氮的浓度为80～130mg/L；所述第二硝态氮污水中，硝态氮的浓度为40～60mg/L；所述第三硝态氮污水中，硝态氮的浓度为15～25mg/L。3.根据权利要求1或2所述的低温环境硫自养反硝化系统的启动方法，其特征在于，所述第一硫源中，硫代硫酸钠与硫磺的重量比为3.5～4.0:1；所述第二硫源中，硫代硫酸钠与硫磺的重量比为2.2～2.8:1；所述第三硫源中，硫代硫酸钠与硫磺的重量比为1.0～1.5:1。4.根据权利要求1至3中任一项所述的低温环境硫自养反硝化系统的启动方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述第一硫源的总投加量为590～630mg/L；所述步骤S4中，所述第二硫源的总投加量为200～240mg/L；所述步骤S5中，所述第三硫源的总投加量为100～130mg/L。5.根据权利要求1至4中任一项所述的低温环境硫自养反硝化系统的启动方法，其特征在于，所述反硝化脱氮装置为立式升流式结构，其底部具有进水口，顶部具有出水口；所述步骤S3中，将所述第一硝态氮污水连续通入所述进水口，并连续由所述出水口排出，且进水硝态氮容积负荷为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达，麻倩，高信刚，张强，李静，
申请(专利权)人：北京恩菲环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：