本发明专利技术公开了一种低温下ＳＢＲ法实现氨氮废水亚硝化－反亚硝化的控制方法。该方法是在传统的序列兼氧－好氧间歇式活性污泥法基础上，采用ｐＨ，氧化还原电位（ＯＲＰ），溶解氧（ＤＯ）作为实时监测参数建立自控系统。在１０℃～１８℃条件下，通过控制反应器体系内自由氨（ＦＡ）浓度从而抑制亚硝酸盐的氧化，或根据ｐＨ实时曲线上的“氨谷点”优化控制曝气时间，从而实现亚硝化－反亚硝化处理高浓度氨氮废水。该方法亚硝化率可达８０％，对ＴＮ，ＮＨ３－Ｎ和ＣＯＤ去除率分别达到９５％，９９％和９０％以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低温下SBR法(序批式活性污泥法)实现高氨氮废水亚硝化-反 亚硝化的方法。
技术介绍
污水排放标准的不断收紧是目前世界各国的普遍发展趋势；以控制富营养化为目 的的氮、磷去除及相关工艺能耗的降低已成为重要的研究方向。传统的生物法通常采用全 程硝化-反硝化工艺脱氮，即好氧单元由氨氧化菌(Ammonia Oxidizing Bacteria, A0B)将 氨氮氧化成亚硝氮后，再由硝化菌(Nitrite Oxidizing Bacteria, NOB)氧化成硝态氮；兼 氧(厌氧)单元则将生成的硝态氮还原成亚硝氮后再还原成氮气。这在实际应用中，特别是 对高氨氮、低碳氮比废水的处理过程中，氨氮氧化成硝氮的曝气与硝氮还原成氮气所需外 部碳源的补充均会产生过高的运行成本。因此，研究开发优化能(资)源消耗的脱氮新工 艺显得十分必要。1998年，Hellinga C等利用35°C条件下氨氧化菌世代时间短于硝化菌， 选择合适的污泥停留时间(SRT)淘汰硝化菌而保留氨氧化菌，从而在单个反应器中首先实 现了的亚硝化-反亚硝化过程，即氨氮被氧化成亚硝氮后直接被还原成氮气(Hellinga C， Schellen AAJC, Mulder Jff, van LoosdrechtMCM, Heijen, JJ, 1998. The SHARON Process an innovative method for nitrogen removal from ammonium-rich wastewater. Water Sci. Technol. 37，135-142)。该工艺相对全程硝化-反硝化最多可节省25%的曝气量，40% 的外部碳源，并减少40%的生物增量。这引起世界各国广泛关注，后续的研究工作旨在拓宽 亚硝化-反亚硝化的应用范围或降低其对运行条件的要求。Blackburne R通过将溶解氧 (DO)控制在低浓度水平(< 0. 5mg/L)，利用氨氧化菌对溶解氧的亲和性大于硝化菌，在室 温条件下(19°C 23°C)实现亚硝化-反亚硝化(Blackburne R, Yuan ZG,Keller J. 2008. Partial nitrification to nitrite using low dissolved oxygen concentration as the main selection factor. Biodegradation. 19 :303_312)。Asian S 等在 21°C条件下 用生物膜流化床处理高氨氮废水，亚硝化率达到72% (Alan S，DahabM. 2008. Nitritation and denitritation of ammonium-rich wastewater using fluidized-bed biofilm reactors. J. Hazardous Materials. 156 :56_63)。此外，Bae W 等研究发现体系内自由氨 浓度大于4mg/L时，会对亚硝氮的氧化产生明显的抑制(Bae W，Baek S，Chung Jff, Lee Y. 2002. Optimal operation factors for nitrite accumulation in batch reactors. Biodegradation. 12 :359_366)。以上研究共同点在于，尽管新过程相对全程硝化_反硝化节能，但需要供热设备 以将反应体系维持在中高温(20°C 35°C )，供热所消耗的能量较高；所以不能在废水的 将反应体系维持在中高温(20°C 35°C )，供热所消耗的能量较高；所以不能在废水的实际 处理中实现真正的节能降耗。因此，设法降低反应温度成为推广该工艺的关键。而通过自 由氨浓度受控累积，或者根据PH连续监测曲线实时优化曝气时间，在低温条件下(10°C 18°C )实现高氨氮废水亚硝化_反亚硝化的方法未有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低温条件下采用SBR法(序批式活性污泥法)处理高浓 度氨氮废水，通过亚硝化_反亚硝化途径高效去除氮和C0D，并降低能耗的控制方法。为了达到上述目的，本专利技术提出两种控制方式，实现低温下全程硝化_反硝化向 短程硝化_反硝化(亚硝化_反亚硝化)转变，具体分别是a)优化曝气时间法SBR法全程硝化-反硝化脱氮稳定后，在每轮循环的好氧单元，根据pH连续监测曲 线上的“氨谷点，，实时控制好氧单元的时长，即先采用合适的曝气流量持续曝气，当PH连 续监测曲线出现“氨谷点”(ammoniavalley)后立即停止曝气。通过优化曝气时间以逐步减 少亚硝氮的氧化，从而使脱氮过程逐渐由全程硝化_反硝化转变为短程硝化反硝化，亚硝 化率可以持续增高并最终达到80%。b)自由氨受控累积法在SBR全程硝化_反硝化脱氮效果稳定后，通过降低曝气流量使反应体系内自由 氨浓度(Free ammonia,FA)升高至大于等于20mg/L，然后将曝气流量恢复至合适的曝气流 量持续曝气直到亚硝化率达到80%以上，之后重新恢复正常进出水处理循环，实现氨氮废 水处理的亚硝化_反亚硝化。本专利技术中所述的SBR法全程硝化-反硝化脱氮稳定，均是指SBR法运行稳定可使 NH3-N去除率达到80%，且出水中Ν03-Ν/ΤΝ大于70%。上述a)中所述“氨谷点”是指氨氮氧化结束时，dpH/dt由负值转变为正值时的pH 值(即图2中的V点)。b)中所述降低曝气流量是将曝气流量降为合适的曝气流量的1/10 1/15。所述合适的曝气流量计算经验公式如下Q = qXMLSSXIn(公式 1)其中，Q-合适的曝气流量，单位为L/min ；MLSS-mixed liquor suspended solids (混合液悬浮物浓度)用来表示活性污泥 浓度，单位为mg · I/1 ；MLSS的值根据实际情况确定，但是对于本专利技术所处理的高氨氮废水， MLSS 取值一般在 7000 12000mg/L。In-进水 NH3-N 浓度，单位为 mg · L—1 ；q-经验计算常数，来自于实验。对于合适的曝气流量，其取值为200 400，单位 为(ml3 · mg"2 · miiT1)，表示单位时间内为氧化单位浓度的进水氨氮而提供给单位浓度活性 污泥的空气量。方法a)是通过优化反应器好氧单元的曝气时间，实现全程硝化向亚硝化转变；方 法b)是通过抑制反应器氧化亚硝酸盐功能，实现亚硝化-反亚硝化。这两种方式可分开使 用，也可被结合在一起使用。结合在一起使用时，可以先采用“自由氨受控累积”，再采用“优化曝气时间”的方 法。具体结合控制方法步骤如下1)在SBR法全程硝化-反硝化脱氮效果稳定后，通过降 低曝气流量使反应体系内自由氨浓度升高至大于等于20mg/L;2)经步骤1)后，在SBR法每 轮循环的好氧单元根据PH连续监测曲线上的氨谷点实时控制好氧单元时长，S卩先采用合适的曝气流量持续曝气，当PH连续监测曲线出现氨谷点后停止曝气，体系由自由氨受控累 积迅速向亚硝化_反亚硝化转变，稳定亚硝化脱氮时，出水Ν02-Ν/ΤΝ达到80%以上，从而实 现氨氮废水处理的亚硝化_反亚硝化本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈梅雪，秦德韬，齐嵘，方会，强志民，杨敏，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：11
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