一种以普通活性污泥为种泥启动全程自养脱氮工艺的方法技术

本发明专利技术涉及一种污水处理方法。一种以普通活性污泥为种泥启动全程自养脱氮工艺的方法，其特征在于包括如下步骤：将普通活性污泥作为厌氧氨氧化菌富集的接种体，往序批式生物膜反应器中投加氯化钠至系统的盐度达到5-15gNaClL-1，以实现快速稳定的亚硝化效果。序批式生物膜反应器以限制好氧的模式周期运行，限制好氧段溶解氧控制在0.5-2.0mg?L-1。实现稳定亚硝化条件下，向序批式生物膜反应器内投加终浓度为0.01-0.5mmol?L-1的盐酸羟胺和盐酸联氨(摩尔比为1∶1)，至厌氧氨氧化菌被证实大量富集出为止。随后，增加周期限制好氧段的时间，提高亚硝酸盐的产量，从而提高自养脱氮效率，稳定系统的盐度在5-15gL-1。最后逐步降低进水的含盐量至进水中不额外添加氯化钠为止。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种污水处理方法，特别涉及。
技术介绍
全程自养脱氮工艺是在单一生物反应器内同时实现亚硝化工艺与厌氧氨氧化工艺的新型生物自养脱氮工艺。这种亚硝化与厌氧氨氧化相结合的自养脱氮工艺与传统的硝化-反硝化结合的生物脱氮工艺相比，可以节省约67. 5%的氧气消耗量，无需外加碳源，工艺运行费用明显降低。由于参与自养脱氮工艺的细菌世代周期都比较长，剩余污泥产量仅为普通生物脱氮工艺的15%，故可以大大节约剩余污泥的后续处理费用。因此，自养脱氮工艺是传统生物脱氮工艺潜在的替代模式，具有十分广阔的应用前景。亚硝化与厌氧氨氧化相结合的自养脱氮的工艺模式主要有双泥系统与单泥系统两种。目前，双泥系统工艺已经在荷兰鹿特丹市投入实际运行，取得了良好的经济效益，极大地推动了厌氧氨氧化联合工艺的推广与应用。而单泥系统的全程自养脱氮工艺至今仍停留在小试规模阶段，离实际应用尚有较大距离。全程自养脱氮工艺启动难是限制其实际应用的最大技术难题。厌氧氨氧化菌的独特生理特性导致全程自养脱氮工艺的启动方式单一，耗时较长，不能满足实际应用的要求。 目前，国内外实验室小试规模的全程自养脱氮工艺启动过程主要采用接种已富集成熟的厌氧氨氧化菌，通过培养氨氧化菌，抑制亚硝酸氧化菌的方式建立亚硝化过程，从而启动全程自养脱氮工艺。这一启动方式的主要不足之处在于需要提供足够活性和数量的厌氧氨氧化菌作为接种体，目前尚无大批量的厌氧氨氧化菌种供应；接种的厌氧氨氧化菌需要较长时间适应新环境，增大了启动失败的风险，增加了操作的难度。目前，国内外仍缺乏简单可行的快速富集厌氧氨氧化菌的方法。通过对全程自养脱氮工艺主要功能细菌特性的深入研究发现，因为氨氧化菌比亚硝酸氧化菌更能耐受盐度的胁迫，在海洋环境里氨氮的硝化过程中往往存在着明显的亚硝化倾向。因此，利用盐度抑制亚硝酸氧化菌是实现稳定亚硝化的一种潜在的技术手段。而且厌氧氨氧化菌对盐度具有很好的耐受性，厌氧氨氧化菌可以耐受高达30g NaCl L-I的盐度而不降低其活性。从厌氧氨氧化菌的代谢过程可知，羟氨(NH20H)和联氨(N2H4)是其中主要的代谢中间产物，它们将厌氧氨氧化菌中实现厌氧氨氧化全过程的三种功能酶联系了起来。在普通污水处理厂中，由于环境因素抑制了厌氧氨氧化菌功能酶的表达，导致羟氨和联氨的含量偏低，将进一步抑制功能酶的表达，从而使厌氧氨氧化菌的富集过程进一步延长。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直接从普通活性污泥中快速富集厌氧氨氧化菌，并且同步启动全程自养脱氮工艺的新方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是一种直接从普通活性污泥中富集厌氧氨氧化菌，并同步启动全程自养脱氮工艺的方法，其特征在于包括如下步骤第一阶段。接种普通活性污泥于序批式生物膜反应器中，采用人工配水的方式进水，人工配水配方如表1所示。利用在进水中投加氯化钠的方式建立快速稳定的亚硝化效果，进水中的盐含量由OgNaCl L-I逐步提升到5-15gNaCl L_l。序批式生物膜反应器采用限制好氧-沉淀-缺氧的方式周期运行，各阶段运行时间如表2所示。在限制好氧段严格控制系统的溶解氧在0. 5-2. Omg L-I左右。通过盐度胁迫快速获得稳定的亚硝化效果。盐度胁迫下建立的亚硝化效果具有较好的稳定性，可在较长时间内耐受较高溶解氧的冲击而维持较高的亚硝酸盐积累率。第二阶段。当系统已经获得稳定的亚硝化效果的条件下，在每一运行周期进水时向序批式生物膜反应器中投加终浓度为0. 01-0. 5mmol L-I的盐酸羟胺(NH20H-HC1)和盐酸联氨(N2H4 · HCl) ( 二者的摩尔比为1 1)，直至系统中亚硝酸盐积累率快速下降，而硝酸盐含量仍维持在较低水平，此现象视为厌氧氨氧化菌成功富集的标志。这时利用荧光原位杂交检测技术可以观察到厌氧氨氧化菌在生物膜内大量生长。此时停止投加盐酸羟胺和盐酸联氨，仍维持系统盐度在5-15gNaCl L_l。第三阶段。在厌氧氨氧化菌富集出来之后，延长周期运行模式中限制好氧段的持续时间，以增加亚硝酸盐的产量，提高系统的自养脱氮效率。仍维持系统盐度在5-15gNaCl L-I。第四阶段。在自养脱氮效率稳定后逐步降低系统的含盐量至进水中不额外添加氯化钠为止。完成全程自养脱氮工艺的启动。由于生物膜内主要自养脱氮细菌的功能细菌已经适应周期限制好氧的运行模式，盐度的逐渐释放对系统自养效率没有明显的影响。总结以上四个启动步骤的关键是先利用盐度快速建立稳定的亚硝化反应；投加盐酸羟氨和盐酸联氨以刺激厌氧氨氧化反应的进行；以亚硝酸盐积累率迅速降低而硝酸盐含量未显著升高作为富集出厌氧氨氧化菌的水质特征指标；在稳定的含盐条件下运行一定时间至自养脱氮效率稳定后逐步降低进水的含盐量至进水中不额外添加氯化钠为止。当系统自养脱氮效率达到0. 1-0. 15kg · N · m-3 · d_l时可视为全程自养脱氮工艺的顺利启动。表1试验用水的营养物质和微量元素配方权利要求1.，其特征在于包括如下步骤(1)接种普通活性污泥于序批式生物膜反应器中，采用人工配水的方式进水。利用在进水中投加氯化钠的方式建立快速稳定的亚硝化效果，进水中的氯化钠含量由OgNaCl L—1逐步提升到5_15g L—1。序批式生物膜反应器采用限制好氧-沉淀-缺氧的方式周期运行，在限制好氧段严格控制系统的溶解氧在0. 5-2. Omg L—1左右。通过盐度胁迫快速获得稳定的亚硝化效果。(2)当系统已经获得稳定的亚硝化效果的条件下，在每一进水周期内向含盐的序批式生物膜反应器中投加终浓度为0. 01-0. 5mmol L—1的盐酸羟胺和盐酸联氨(二者的摩尔比为 1 1)，直至系统中亚硝酸盐积累率快速下降，而硝酸盐含量仍维持在较低水平。此时停止投加盐酸羟胺和盐酸联氨，仍维持系统盐度在5-15g NaCl L—1。(3)在厌氧氨氧化菌富集出来之后，增加周期运行模式中限制好氧段的持续时间，以增加亚硝酸盐的产量，提高系统的自养脱氮效率。此阶段仍维持系统盐度在5-15gNaCl Γ1。(4)在自养脱氮效率稳定后逐步降低系统的含盐量至进水中不额外添加氯化钠为止。 当系统自养脱氮效率达到0. 1-0. 15kg · N · πΓ3 · Cf1时可视为全程自养脱氮工艺的顺利启动。2.根据权利要求1中所述的以普通活性污泥为种泥启动全程自养脱氮工艺的方法，其特征在于步骤(1)中所述的通过盐度胁迫快速获得稳定的亚硝化效果的实现方式为在进水中投加氯化钠。。3.根据权利要求1中所述的以普通活性污泥为种泥启动全程自养脱氮工艺的方法，其特征在于步骤(1)、O)、(3)和⑷中所述的含盐量为5-15g L—1。4.根据权利要求1中所述的以普通活性污泥为种泥启动全程自养脱氮工艺的方法，其特征在于步骤(1)、(2)、(3)和中限制好氧段的溶解氧浓度维持在0.5-2. Omg L—1。5.根据权利要求1中所述的以普通活性污泥为种泥启动全程自养脱氮工艺的方法，其特征在于步骤O)中向已经获得稳定亚硝化效果的反应器内投加终浓度为0.01-0. 5mmol L—1的盐酸羟胺(NH2OH · HCl)和盐酸联氨(N2H4 · HCl) ( 二者的摩尔比为1:1)。全文摘要本专利技术涉及一种污水处理方法。，其特征在于包括如下步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈少华，张召基，王淑梅，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，
类型：发明
国别省市：