一种利用沸石填料维持高氨氮废水稳定短程硝化-厌氧氨氧化的装置与方法制造方法及图纸

一种利用沸石填料维持高氨氮废水稳定短程硝化

【技术实现步骤摘要】
一种利用沸石填料维持高氨氮废水稳定短程硝化
‑
厌氧氨氧化的装置与方法


[0001]本专利技术设计一种利用沸石填料维持高氨氮废水稳定短程硝化
‑
厌氧氨氧化的装置与方法，属于污水生物处理领域。

技术介绍

[0002]我国的水资源紧缺，且水体污染问题严重，尽管污染防控攻坚战改善了江河湖海的水质问题，但还是有河流的受污染程度较为严重，氮磷超标导致的水体富营养化使得水产或者供水功能丧失。硝化和反硝化的传统污水脱氮工艺，硝化阶段需要曝气供应，反硝化阶段也常常需要补充碳源，造成高能耗低效率等弊端。基于厌氧氨氧化反应的短程硝化
‑
厌氧氨氧化工艺是氨氮先被氨氧化细菌氧化为亚硝态氮，厌氧氨氧化细菌利用产生的亚硝态氮和氨氮进一步反应生成氮气和部分硝态氮。整个过程由自养微生物完成，无需外加碳源、降低曝气量，同时还能实现污泥减量。两段式的短程硝化
‑
厌氧氨氧化工艺由于把短程硝化和厌氧氨氧化反应分开，使得氨氧化细菌与厌氧氨氧化细菌都能在各自适宜的条件下生存，避免了氨氧化细菌与厌氧氨氧化细菌竞争底物氨氮，整个系统的抵抗冲击能力更强，运行也更稳定。
[0003]目前在两段式短程硝化
‑
厌氧氨氧化工艺实际运行中的一个主要问题就是短程硝化难以稳定维持，导致厌氧氨氧化细菌缺少充足的亚硝态氮底物。实现稳定的短程硝化的关键就是富集氨氧化细菌和抑制亚硝酸盐氧化细菌，方式包括控制溶解氧浓度、提高温度、缩短污泥停留时间、利用FA、游离亚硝酸(FNA)抑制等。通常亚硝酸盐氧化细菌的抑制需要多种策略的组合应用，且长期稳定的短程硝化性能仍难以实现。
[0004]沸石表面疏松多孔，不仅是良好的生物载体，其内部的孔隙和通道允许氨氮离子通过并与沸石内部的Na
+
、Mg
2+
、Ca
2+
进行离子交换，实现氨氮的吸附，在沸石的周围形成富氨的微环境，更有利于氨氧化细菌的附着。一旦沸石表面成功附着氨氧化细菌，当沸石吸附氨氮后，又被沸石表面附着生长的氨氧化细菌利用，造成氨氮持续的从沸石中解吸出来，进而被氧化为亚硝态氮并再次达到新的吸附解吸平衡，持续的动态平衡可以保证环境中较为稳定的氨氮和亚硝态氮的浓度,在实现沸石的生物再生、达到沸石不断循环利用目的的同时，也能维持系统稳定的短程硝化的性能，满足后续厌氧氨氧化反应的需求。
[0005]厌氧氨氧化细菌生长需要的环境及底物条件较为严格，在实际应用中复杂的底物及环境条件更难以保证其活性的稳定。在两段式短程硝化
‑
厌氧氨氧化工艺中，如果前置的短程硝化工艺中亚硝酸盐氧化细菌的抑制条件被破坏，出水的亚硝态氮/氨氮的比例就不再适合厌氧氨氧化细菌生长，进而影响系统的出水效果。可以将沸石的离子交换特性与厌氧氨氧化细菌的脱氮特性结合，沸石充当“缓冲剂”，即当短程硝化出水大部分以氨氮的形式存在时，沸石可以吸附过量的氨氮以稳定出水；如果短程硝化的出水大多数为亚硝态氮，沸石又可以利用之前吸附的氨氮，使得系统维持稳定的厌氧氨氧化脱氮性能。
0.01
‑
0.02mg/L、ZnSO4·
7H2O 0.4
‑
0.5mg/L、CoCl2·
6H2O 0.2
‑
0.3mg/L、CuSO4·
5H2O 0.2
‑
0.3mg/L、MnCl2·
4H2O0.9
‑
1.0mg/L、NiCl2·
6H2O 0.1
‑
0.2mg/L、NaMoO4·
2H2O 0.2
‑
0.3mg/L；水力停留时间为24
‑
48h；调节进水的pH在7.5
‑
9.5；以间歇曝气的方式运行，曝气2h后，停曝1h；通过气体流量计将曝气阶段溶解氧控制在2
‑
4mg/L。持续15
‑
20天直到填料表面覆盖有淡黄色生物膜，表示挂膜成功。
②
启动短程硝化。进水是氨氮浓度为300
‑
400mg/L的人工配水，同时投加NaHCO3补充碱度，NaHCO3与氨氮的质量浓度比值稳定在7
‑
10；具体的配水包括：NH4Cl300
‑
400mgN/L、NaHCO
3 2.0
‑
4.0g/L、KH2PO
3 20
‑
40mg/L、CaCl2·
2H2O 100
‑
300mg/L、MgSO4·
2H2O 100
‑
300mg/L、微量元素Ⅰ溶液0.5
‑
1.0mL/L、微量元素Ⅱ溶液0.5
‑
1.0mL/L，这里的mL是加入的微量元素Ⅰ溶液和微量元素Ⅱ溶液的体积，L是进水的总体积，上述浓度均为进水各物质的最终浓度；微量元素Ⅰ溶液和微量元素Ⅱ溶液各自以水为溶剂按照下述基质配比，微量元素Ⅰ溶液包括：EDTA
·
2Na 6
‑
7g/L、FeSO4·
7H2O 5
‑
6g/L；微量元素Ⅱ溶液包括：EDTA
·
2Na 18
‑
20mg/L、H3BO
3 0.01
‑
0.02mg/L、ZnSO4·
7H2O 0.4
‑
0.5mg/L、CoCl2·
6H2O 0.2
‑
0.3mg/L、CuSO4·
5H2O 0.2
‑
0.3mg/L、MnCl2·
4H2O 0.9
‑
1.0mg/L、NiCl2·
6H2O 0.1
‑
0.2mg/L、NaMoO4·
2H2O 0.2
‑
0.3mg/L；连续进水的水力停留时间为12
‑
15h；调节进水的pH在7.5
‑
8.5；通过气体流量计控制溶解氧浓度为2
‑
4mg/L。当移动床沸石生物膜反应器的出水的亚硝态氮与氨氮的质量浓度比在1
‑
1.5范围并维持稳定15天以上，表示反应器的短程硝化启动成功；
[0013]2.1.2)厌氧氨氧化反应器的启动：接种厌氧氨氧化颗粒污泥，控制污泥浓度为5.0
‑
10.0g/L，不主动排泥；进水是氨氮浓度为100
‑
200mg/L，亚硝态氮与氨氮的质量浓度比维持在1
‑
1.5范围的人工配水；具体的配水包括：NaNO
2 100
‑
300mgN/L、NH4Cl 100
‑
200mgN/L、NaHCO
3 0.5
‑
1.0g/L、KH2PO320
‑
40mg/L、CaCl2·
2H2O本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
0.2
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0.3mg/L、CuSO4·
5H2O 0.2
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0.3mg/L、MnCl2·
4H2O 0.9
‑
1.0mg/L、NiCl2·
6H2O 0.1
‑
0.2mg/L、NaMoO4·
2H2O 0.2
‑
0.3mg/L；连续进水的水力停留时间为12
‑
15h；调节进水的pH在7.5
‑
8.5；通过气体流量计控制溶解氧浓度为2
‑
4mg/L；当移动床沸石生物膜反应器的出水的亚硝态氮与氨氮的质量浓度比在1
‑
1.5范围并维持稳定15天以上，表示反应器的短程硝化启动成功；2.1.2)厌氧氨氧化反应器的启动：接种厌氧氨氧化颗粒污泥，控制污泥浓度为5.0
‑
10.0g/L，不主动排泥；进水是氨氮浓度为100
‑
200mg/L，亚硝态氮与氨氮的质量浓度比维持在1
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1.5范围的人工配水；具体的配水包括：NaNO2100
‑
300 mgN/L、NH4Cl 100
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200mgN/L、NaHCO
3 0.5
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1.0g/L、KH2PO
3 20
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40mg/L、CaCl2·
2H2O 100
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300mg/L、MgSO4·
2H2O 100
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300mg/L、微量元素Ⅰ溶液0.5
‑
1.0mL/L、微量元素Ⅱ溶液0.5
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1.0mL/L，这里的mL是加入的微量元素Ⅰ溶液和微量元素Ⅱ溶液的体积，L是进水的总体积，上述浓度均为进水各物质的最终浓度；微量元素Ⅰ溶液和微量元素Ⅱ溶液各自以水为溶剂按照下述基质配比，微量元素Ⅰ溶液包括：EDTA
·
2Na 6
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7g/L、FeSO4·
7H2O 5
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6g/L；微量元素Ⅱ溶液包括：EDTA
·
2Na 18
‑
20mg/L、H3BO
3 0.01
‑
0.02mg/L、ZnSO4·
7H2O 0.4
‑
0.5mg/L、Co...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，王硕，马雨晴，江潭，王露，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：