一种富集培养亚硝酸盐氧化菌颗粒污泥的方法属于废水生物脱氮处理技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：接种絮状活性污泥到ＳＢＲ中，将含有亚硝酸盐的无机废水从底部泵入，进水方式为连续式，同时搅拌器和鼓风机启动。在最后半小时内，停止进水，实现亚硝态氮全部氧化，污水经排水阀排出。培养条件：温度２５－２８℃，进水ｐＨ７．８－８．０，溶解氧４－５ｍｇ／Ｌ，提供上升气流１．２－１．５ｃｍ／ｓ，水力停留时间１０－１２ｈ，污泥龄２５－２８ｄ，沉降时间３ｍｉｎ。经过３０－６０天培养获得以亚硝酸盐为优势细菌的颗粒污泥。本发明专利技术解决了亚硝酸盐氧化颗粒污泥培养条件苛刻，系统污泥浓度低等问题，反应器效率高，工艺流程简单。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种亚硝酸盐氧化颗粒污泥的培养方法，属于废水生物脱氮处理技术 领域。
技术介绍
传统生物硝化反硝化脱氮工艺是将废水中的氮素污染物转化为氮气，最终达到去 除废水中氮素污染物的目的。硝化作用是生物脱氮工艺的关键，主要由硝化细菌完成，因而 硝化菌对系统的脱氮能力起着决定性的作用。硝化作用是一个序列式反应，先将氨氮氧化 为亚硝酸盐，进而由亚硝酸盐氧化为硝酸盐，分别由氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌完成。短程 硝化反硝化是将氨氮的氧化控制在亚硝酸盐阶段，实现亚硝酸盐的积累，然后通过亚硝酸 盐反硝化脱氮。但是反硝化不完全会造成亚硝态氮残留。同样对于低碳氮比污水(如城市 生活污水)，碳源的缺乏同样会导致反硝化过程中产生亚硝积累。亚硝态氮是一种有毒物 质，直接危害到水生动植物的生长。因此应将残存的亚硝酸盐氧化成没有毒害作用的硝酸 盐是非常有必要的。硝化菌生长缓慢，细胞产率低，导致传统反应器中硝化菌的生物量不易提高，使得 目前多数硝化工艺氨氮氧化效率较低。人们开始利用硝化生物膜或生物包埋等固定化技术 来提高硝化菌的数量，但这些都需要借助载体的帮助。污泥颗粒化是指废水生物处理系统 中的微生物在适当的环境条件下，相互聚集形成一种密度较大、体积较大、体质条件较好的 微生物聚集体。好氧颗粒污泥作为一种新兴的自固定化工艺，可大幅度提高污泥的沉降性 能和污泥在反应器中的截留效率。硝化菌对好氧颗粒污泥的稳定性和脱氮能力起着决定性 的作用，硝化颗粒污泥的形成不仅能够提高反应器内硝化污泥的浓度，而且可以改善反应 器的生物脱氮能力，系统的稳定性大大提高。目前，许多研究报道了以氨氧化细菌为优势菌的硝化颗粒污泥的培养，但是没有 亚硝酸氧化菌为优势菌的颗粒污泥形成的报道。相对于氨氧化菌，亚硝酸盐氧化菌自养生 长时，是以亚硝酸盐为唯一能源，以(X)2为唯一碳源。但过量的亚硝酸盐会导致较高的游离 亚硝酸而抑制亚硝酸盐氧化菌的生长。因此培养亚硝酸盐氧化菌的颗粒污泥，存在运行条 件苛刻的问题。
技术实现思路
本专利技术针对亚硝酸盐氧化菌颗粒污泥培养条件苛刻，系统污泥浓度低等问题，提 出了一种成功培养富含亚硝酸盐氧化菌颗粒污泥的方法。本专利技术借助SBR反应器，以低沉 降时间作为选择压，筛选沉降性能较好的活性污泥，同时改传统的一次性进水为连续式进 水，避免了反应器启动时产生过高的亚硝酸盐积累，解决了较高的游离亚硝酸对亚硝酸盐 氧化菌产生抑制的问题。本专利技术其特征在于将好氧颗粒污泥技术成功的应用于生物脱氮系统，通过微生物的自凝聚作用实现固定化而避免借助载体，有助于减少排水时造成反应器内污泥流失，增加污泥浓度，并可充 分发挥了颗粒污泥沉速快、泥水分离效果好、反应器排水比高等优点，使反应效率提高、反 应器容积缩小。，其特征在于步骤如下(1)首先将接种污泥(絮状活性污泥)清洗数遍，以除去残存的有机底物及杂质， 然后将污泥投入到SBR反应器1中，污泥浓度在5000-6000mg/L。(2)人工配制含有亚硝态氮的无机模拟配水作为实验用水放置于进水箱2中，废 水经过进水泵3从反应器底部泵入，进水方式为连续式进水。无机模拟配水的具体成分 是NaNO2 1. 232-2. 464g/L(相当于 250-500mg N02_N/L)，NH4Cl 0. 08g/L, KH2PO4 0. 04g/L, CaCl2 · 2H20 0. 01g/L，MgSO4 · 7H20 0. 02g/L，营养液 3ml/L (营养液包括 FeCl3 · 6H20 1. 5g/ L, H3BO3 0. 15g/L, CuSO4 · 5H20 0. 03g/L, KI 0. 18g/L, MnCl2 · 4H20 0. 12g/L, Na2MoO4 · 2H20 0. 06g/L, ZnSO4 · 7H20 0. 12g/L, CoCl2 · 6H20 0. 15g/L, EDTA lOg/L)。同时搅拌器 4 和鼓风 机5同时启动，开始曝气搅拌，以提供颗粒污泥生长所需要的剪切力。(3) SBR的整个反应时间为4. 5-他，其中进水时间为4_5.证，在最后0. 5h内，停止 进水泵，将反应器内累计的亚硝态氮全部氧化成硝态氮。反应结束后，富含有硝态氮的污水 经过排水阀6排出，一个周期结束。为促使颗粒污泥的形成，将沉降时间设定为3min，未沉 降的污泥排出系统外。整个过程通过定时器实现自动控制。(4)保持反应器温度在2548°C，进水pH在7. 8-8. 0之间(NaHCO3调节)，溶解氧 在4-5mg/L，提供上升气流1. 2-1. 5cm/s。水力停留时间大约为10_1池，污泥龄25_28d。经 过30-60天的培养，进水中的亚硝态氮全部氧化成硝态氮，在整个过程中没有亚硝态氮残 留，反应器性能稳定，说明以亚硝酸盐为优势细菌的颗粒污泥培养成功。本专利技术设计的优点在于本专利技术是在SBR系统中利用曝气产生的气流剪切力，通过采用较低的沉降时间， 成功培养具有良好亚硝酸盐氧化特性的颗粒污泥，可以有效提高脱氮系统的去除效率，保 证稳定运行。附图说明图1是本专利技术培养亚硝酸盐氧化菌颗粒污泥的SBR反应器的示意图；图2是本专利技术亚硝酸盐氧化菌颗粒污泥的镜检照片；图3是本专利技术亚硝酸盐氧化菌为优势菌的颗粒污泥反应器在一个典性周期的氮 浓度曲线。具体实施例方式实施例1 把处理城市生活污水的好氧活性污泥接种到SBR反应器中，污泥浓度5600mg/L， 该反应器的总体积是12L，有效容积10L。模拟废水中配水NO2-N浓度为250mg/L，还加入适 量的铵盐和磷酸盐以及微量元素以保证微生物的生长，其中NH4Cl 0. 08g/L, KH2PO4 0. 04g/ L，CaCl2 · 2H20 0. Olg/L, MgSO4 · 7H200. 02g/L，营养液 3ml/L。模拟废水中不含有机碳源。 反应器的条件为温度在25°C，进水pH在7. 8-8. 0之间，溶解氧保持在％ig/L，提供上升气流1.2cm/s，水力停留时间10h，污泥龄^d。运行一个月后，可观察到细小棕黄色的颗粒污 泥出现，随后颗粒污泥粒径逐渐增大，稳定运行50天左右，亚硝酸盐氧化菌颗粒污泥的粒 径大多分布在0. 2-0. 5mm。图3是本专利技术亚硝酸盐氧化菌为优势菌的颗粒污泥反应器在一 个典性周期的氮浓度曲线。从图中可以看出，亚硝酸盐氧化菌为优势菌的颗粒污泥表现出 高效的亚硝酸盐氧化特性，出水NO2-N为0. 06mg/L,没有亚硝酸盐残留，进水的亚硝酸盐全 部转化为硝酸盐(净生成硝酸盐80-100mg/L)。污泥从接种到培养成熟时，反应器运行良 好，并且具有很高的稳定性。实施例2 接种处理模拟废水的好氧活性污泥投入到SBR反应器中，污泥浓度 5200mg/L，该反应器的总体积是12L，有效容积10L。然后将含有亚硝态氮和其他铵盐和磷 酸盐以及微量元素的人工配水从反应器底部泵入，反应器运行方式为连续进水，间歇运行。 配水NO2-N浓度为300mg/L，其他营养成分与实施例1相同。保持反应器内温度恒定Q8°C)， 进水PH在7. 8-8. 0之间，溶解氧在5mg/L，提供上升气流1. 5cm/s，水力停留时间10h，污泥 龄^d。稳定运行35天左右观察到有细砂状本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种富集培养亚硝酸盐氧化菌颗粒污泥的方法，其特征在于步骤如下：（１）首先清洗絮状活性污泥，以除去残存的有机底物及杂质，然后将污泥投入到ＳＢＲ反应器中，污泥浓度在５０００－６０００ｍｇ／Ｌ；（２）人工配制含有亚硝态氮的无机模拟配水作为实验用水放置于进水箱中，废水经过进水泵从反应器底部泵入，进水方式为连续式进水；无机模拟配水的具体成分是：ＮａＮＯ↓［２］ １．２３２－２．４６４ｇ／Ｌ，ＮＨ↓［４］Ｃｌ０．０８ｇ／Ｌ，ＫＨ↓［２］ＰＯ↓［４］ ０．０４ｇ／Ｌ，ＣａＣｌ↓［２］.２Ｈ↓［２］Ｏ ０．０１ｇ／Ｌ，ＭｇＳＯ↓［４］.７Ｈ↓［２］Ｏ０．０２ｇ／Ｌ，营养液３ｍｌ／Ｌ；营养液包括ＦｅＣｌ↓［３］.６Ｈ↓［２］Ｏ １．５ｇ／Ｌ，Ｈ↓［３］ＢＯ↓［３］０．１５ｇ／Ｌ，ＣｕＳＯ↓［４］.５Ｈ↓［２］Ｏ ０．０３ｇ／Ｌ，ＫＩ ０．１８ｇ／Ｌ，ＭｎＣｌ↓［２］.４Ｈ↓［２］Ｏ ０．１２ｇ／Ｌ，Ｎａ↓［２］ＭｏＯ↓［４］.２Ｈ↓［２］Ｏ ０．０６ｇ／Ｌ，ＺｎＳＯ↓［４］.７Ｈ↓［２］Ｏ ０．１２ｇ／Ｌ，ＣｏＣｌ↓［２］.６Ｈ↓［２］Ｏ ０．１５ｇ／Ｌ，ＥＤＴＡ１０ｇ／Ｌ；同时搅拌器和鼓风机同时启动，开始曝气搅拌，以提供颗粒污泥生长所需要的剪切力；（３）ＳＢＲ的整个反应时间为４．５－６ｈ，其中进水时间为４－５．５ｈ，在最后０．５ｈ内，停止进水泵，将反应器内累计的亚硝态氮全部氧化成硝态氮；反应结束后，富含有硝态氮的污水经过排水阀排出，一个周期结束；沉降时间设定为３ｍｉｎ，未沉降的污泥排出系统外；（４）保持反应器温度在２５－２８℃，进水ｐＨ在７．８－８．０之间，溶解氧在４－５ｍｇ／Ｌ，提供上升气流１．２－１．５ｃｍ／ｓ；水力停留时间为１０－１２ｈ，污泥龄２５－２８ｄ；经过３０－６０天的培养，进水中的亚硝态氮全部氧化成硝态氮，出水中没有亚硝态氮残留，说明以亚硝酸盐为优势细菌的颗粒污泥培养成功。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，吴蕾，王淑莹，刘旭，李凌云，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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