一种基于MBBR的厌氧氨氧化工艺预处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于MBBR的厌氧氨氧化工艺预处理方法，属于污水处理领域，其解决了现有技术在短程硝化工艺中存在的启动困难、亚硝化率不稳定、出水氨氮和亚硝酸盐氮的比值不能达到厌氧氨氧化工艺要求等问题。本发明专利技术方法包括接种启动、MBBR短程硝化启动、MBBR短程硝化连续流运行与控制，氨氮氧化膜面负荷可达到1.5gN/m2/d以上，氨氮氧化率在50-60%，亚硝酸盐积累率≥90%，反应器出水氨氮与亚硝酸盐氮比值在1.0-1.3，满足厌氧氨氧化工艺进水水质要求。本发明专利技术的短程硝化效果稳定；氨氮氧化负荷高，操作简单，运行可靠；相比传统工艺，氧利用率高，曝气流化能耗低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于MBBR的厌氧氨氧化工艺预处理方法，属于污水处理领域，其解决了现有技术在短程硝化工艺中存在的启动困难、亚硝化率不稳定、出水氨氮和亚硝酸盐氮的比值不能达到厌氧氨氧化工艺要求等问题。本专利技术方法包括接种启动、MBBR短程硝化启动、MBBR短程硝化连续流运行与控制，氨氮氧化膜面负荷可达到1.5gN/m2/d以上，氨氮氧化率在50-60%，亚硝酸盐积累率≥90%，反应器出水氨氮与亚硝酸盐氮比值在1.0-1.3，满足厌氧氨氧化工艺进水水质要求。本专利技术的短程硝化效果稳定；氨氮氧化负荷高，操作简单，运行可靠；相比传统工艺，氧利用率高，曝气流化能耗低。【专利说明】一种基于MBBR的厌氧氨氧化工艺预处理方法
本专利技术属于污水处理领域，具体涉及一种基于MBBR的厌氧氨氧化工艺预处理方法。
技术介绍
我国水环境形势严峻，其中氨氮为主要污染源之一。由于氨氮对水生动植物的危害，以及无机氮积累可能引起水体富营养化等问题，所以近年来国家更加重视对废水中氨氮的处理。《城市污水厂污染物排放标准》中规定，出水氨氮浓度需小于5mg/L。氨氮处理主要依赖于自养菌群，自养菌群比生长速率小，产率系数低，微生物增长缓慢，受水质影响大。目前，针对氨氮，主要的去除方法有物理吸附法、催化氧化法及生物预处理法等。氨氮为极性分子，需对常见吸附剂，如活性炭、沸石、陶粒等进行改性，且吸附效果有限，达到饱和需进行再生，综合处理效果及经济性较适用于突发性污染，不宜作为常规处理方法；氨氮在水体中极为稳定，一般的氧化剂难以对其氧化，一般采用催化氧化，但效果不佳且运行费用极高；从处理效果及经济来考虑，生物处理是最佳处理选择。厌氧氨氧化过程是厌氧氨氧化菌在缺氧环境中，将铵离子用亚硝酸根(N02-)氧化为氮气的过程。厌氧氨氧化(ΑΝΑΜΜ0Χ)反应通常对外界条件(pH值、温度、溶解氧等)的要求比较苛刻，但这种反应由于不需要氧气和有机物的参与，因此对其研究和工艺的开发具有可持续发展的意义。厌氧氨氮化一般前置短程硝化工艺，将废水中的一部分氨氮转化成亚硝酸盐。目前在处理高氨氮焦化废水、垃圾渗滤液，消化污泥脱水液等废水方面已有成功的实例。厌氧氨氧化工艺具有以下优点:反应无需外加有机碳源作为电子供体，在节约成本的同时，防止了投加碳源产生的二次污染；只需将进水中约50%氨氮氧化为亚硝酸态氮，节省了供氧动力消耗；反应 过程中几乎不产生N2O,避免了传统硝化一反硝化工艺中产生的温室气体排放；微生物增值速度慢，产泥量少。但厌氧氨氧化对于进水要求较高，需要进水氨氮和亚硝酸盐氮的比值在1.0-1.3之间，为其提供合适进水，这目前是限制厌氧氨氧化广泛应用的瓶颈之一。短程硝化，即将硝化过程控制在N02_阶段，阻止N02_进一步氧化为N03_，短程硝化作为厌氧氨氧化的前置工艺，直接决定了自养脱氮能否成功实施。与传统脱氮工艺相比具有降低能耗、节省碳源、污泥产量少、占地面积少等特点，且对于含氮较高和碳源不足的废水具有很大的应用价值，一旦解决这些问题，必将产生极大的经济和社会效益。短程硝化工艺启动一般采用活性污泥法，其中又以SBR(序列间歇式活性污泥法)居多。活性污泥法的短程硝化，主要通过控制溶解氧进行，经过大量学者验证活性污泥的短程硝化工艺需控制溶解氧在0.3-1.0mg/L ;但长期运行，亚硝酸盐氧化菌容易适应低溶解氧，而逐渐积累，最终导致短程硝化效果逐渐降低，甚至崩溃。污泥龄的选择是短程硝化成功的本质性因素。MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor,移动床生物膜反应器)是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率，悬浮填料密度接近水，在挂膜前后与水体密度相近，使其可在水中悬浮，相比流化床工艺，流化动力低，通过少量曝气，就可实现填料完全流化，实现高效处理。MBBR工艺，采用悬浮填料，其本质是生物膜法，但生物膜按活性污泥方式运行，可以通过控制流化实现对生物膜污泥龄的选择，结合溶解氧等的控制，实现可靠稳定的短程硝化工艺。活性污泥法和生物膜法在氧传质方式上是不同的，生物膜中的溶解氧仅是表观溶解氧，与微生物微环境的溶解氧差别较大，难以测量，所以不能仅仅依靠控制溶解氧来实现，而是通过对溶解氧、曝气气水比和出水水质反馈调控等综合手段实现。通常用氨氧化率和亚硝酸盐积累率来评价。氨氧化率是指反应过程中被氧化的氨氮占进水氨氮的比值；亚硝酸盐积累率是指反应过程中亚硝酸盐氮生成量与亚硝酸盐氮和硝酸盐生成量之和的比值。一般来说，氨氮氧化率在45-65%，且亚硝酸盐积累率> 90%，此时反应器出水氨氮与亚硝酸盐氮比值在1.0-1.3，可用作厌氧氨氧化工艺进水。结合MBBR工艺，氨氮氧化膜面负荷指单位时间内单位面积生物膜能氧化的氨氮的质量。
技术实现思路
为了解决现有技术中在短程硝化工艺中存在的启动困难、亚硝化率不稳定、出水氨氮和亚硝酸盐氮的比值不能达到厌氧氨氧化工艺要求等问题，本专利技术提出了一种基于MBBR的厌氧氨氧化工艺预处理方法，采用该方法具有流化性能好、亚硝酸盐积累率可长期稳定运行、出水氨氮与亚硝酸盐比值满足厌氧氨氧化工艺需求、抗冲击力强等优点。 本专利技术技术方案包括:一种基于MBBR的厌氧氨氧化工艺预处理方法，该方法包括以下步骤:I)选用生物填料进行填充，该生物填料比表面积大于500m2/m3，呈圆柱状，挂膜前填料比重为0.96-0.99，孔隙率> 90%，填料的填充率为15-55% ；2)接种启动:该接 种启动在水温15_35°C时进行，接种污水处理厂曝气池活性污泥，接种后反应器内污泥浓度≤2.0g/L，反应器氨氮去除负荷≤0.05kgN/kgMLSS/d;将接种污泥投入反应器后充分与生物填料混合，采用间歇方式运行，控制进水氨氮浓度为100-500mg/L，进水pH为7.8-8.2，曝气气水比为6.0-10.0，曝气运行直至反应器内氨氮小于10mg/L，反应停止后将水及污泥全部排出，进入下一周期，重复此运行方式，直到周期内氨氮氧化膜面负荷≤0.60gN/m2/d ；3)MBBR短程硝化启动:该MBBR短程硝化启动在水温15_35°C时进行，当间歇运行周期内的氨氮氧化膜面负荷> 0.60gN/m2/d后，继续采用间歇方式运行，进水氨氮浓度为100-500mg/L，进水pH在7.8-8.2 ;通过控制曝气气水比为3.0-8.0，使填料处于流化状态且溶解氧在1.5-3.5mg/L ;曝气运行直至出水氨氮小于20mg/L，反应停止后将水全部排出，通过此间歇运行方式运行直至周期内，亚硝酸盐积累率> 90% ；4) MBBR短程硝化连续流运行:该MBBR短程硝化连续流运行在水温15_35°C时进行，当间歇方式运行周期内亚硝酸盐积累率≤90%后，转为连续流运行，水力停留时间与间歇方式运行亚硝酸盐积累率> 90%时的停留时间相同，进水氨氮浓度为IOO-1OOOmg/L，进水pH在7.6-8.2 ;控制曝气气水比为4.0-8.0,使填料处于流化状态且溶解氧在1.2-3.5mg/L，搅拌功率为3_5W/m3 ;设置沉淀池，沉淀池硝化液进行回流，回流比为30_50%，以控制反应器内悬浮污泥浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于MBBR的厌氧氨氧化工艺预处理方法，其特征在于包括以下步骤：1）选用生物填料进行填充，该生物填料比表面积大于500m2/m3，呈圆柱状，挂膜前填料比重为0.96?0.99，孔隙率≥90%，填料的填充率为15?55%；2）接种启动：该接种启动在水温15?35℃时进行，接种污水处理厂曝气池活性污泥，接种后反应器内污泥浓度≥2.0g/L，反应器氨氮去除负荷≥0.05kgN/kgMLSS/d；将接种污泥投入反应器后充分与生物填料混合，采用间歇方式运行，控制进水氨氮浓度为100?500mg/L，进水pH为7.8?8.2，曝气气水比为6.0?10.0，曝气运行直至反应器内氨氮小于10mg/L，反应停止后将水及污泥全部排出，进入下一周期，重复此运行方式，直到周期内氨氮氧化膜面负荷≥0.60gN/m2/d；3）MBBR短程硝化启动：该MBBR短程硝化启动在水温15?35℃时进行，当间歇运行周期内的氨氮氧化膜面负荷≥0.60gN/m2/d后，继续采用间歇方式运行，进水氨氮浓度为100?500mg/L，进水pH在7.8?8.2；通过控制曝气气水比为3.0?8.0，使填料处于流化状态且溶解氧在1.5?3.5mg/L；曝气运行直至出水氨氮小于20mg/L，反应停止后将水全部排出，通过此间歇运行方式运行直至周期内，亚硝酸盐积累率≥90%；4）MBBR短程硝化连续流运行：该MBBR短程硝化连续流运行在水温15?35℃时进行，当间歇方式运行周期内亚硝酸盐积累率≥90%后，转为连续流运行，水力停留时间与间歇方式运行亚硝酸盐积累率≥90%时的停留时间相同，进水氨氮浓度为100?1000mg/L，进水pH在7.6?8.2；控制曝气气水比为4.0?8.0，使填料处于流化状态且溶解氧在1.2?3.5mg/L，搅拌功率为3?5W/m3；设置沉淀池，沉淀池硝化液进行回流，回流比为30?50%，以控制反应器内悬浮污泥浓度小于30mg/L；当氨氮氧化率<50%时，延长水力停留时间，每次延长不超过0.5h；当氨氮氧化率>60%时，缩短水力停留时间，每次缩短不超过0.5h；当氨氮氧化率在50?60%，亚硝酸盐积累率<90%时，降低曝气量，每次降低不超过原曝气量的10%；运行反应器直至氨氮氧化率在50?60%，且亚硝酸盐积累率≥90%，此时反应器出水氨氮与亚硝酸盐氮比值在1.0?1.3，氨氮氧化膜面负荷达到1.50gN/m2/d以上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘曙，吴迪，刘飞，王存峰，于振滨，
申请(专利权)人：青岛思普润水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：