申请日2015.11.25
公开(公告)日2016.03.09
IPC分类号C02F11/00; C02F3/28
摘要
本发明公开了一种提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法。先用磷酸缓冲液将亚硝化污泥残余的基质洗净，然后将污泥置于含碳酸氢盐(或碳酸盐)和可溶性钙盐混合液中，进行低匀速搅拌，再投入连续流亚硝化反应器，逐步提高反应器的进水碳酸氢盐(或碳酸盐)浓度，同时从反应区顶部流加可溶性钙盐溶液，以提高浮于反应区顶部污泥的密度，增强污泥的沉降性能，缓解污泥随出水流失，从而提升反应器内的生物量，最终提升反应器的亚硝化性能。本发明可将反应器内的亚硝化污泥沉降性能提高15%～50%，反应器的亚硝化性能提高2.5～5倍。
权利要求书
1.一种提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
(1)将亚硝化污泥用磷酸缓冲液冲洗;
(2)将亚硝化污泥置于含可溶性钙盐和碳酸氢盐或碳酸盐的混合溶液中，保持混合液中溶解氧，匀速搅拌，使生成的碳酸钙沉淀物附着于污泥上，静置后倾去上清液;
(3)至少重复步骤(2)1次;
(4)将经过步骤(3)处理后的亚硝化污泥加入连续流气升式亚硝化反应器，从反应器底部逐步提高反应器进水中的碳酸氢盐或碳酸盐浓度，同时从反应器反应区的顶部流加可溶性钙盐溶液，反应生成的碳酸钙沉淀物附着于顶部污泥表面，以强化污泥的沉降性能，提高反应器内的污泥浓度，进而提高反应器的亚硝化性能。
2.根据权利要求1所述的提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法，其特征在于，步骤(1)中将亚硝化污泥用磷酸缓冲液冲洗去除表面杂质，以便碳酸钙的附着。
3.根据权利要求1所述的提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的亚硝化污泥为絮状，粒径小于1mm，密度小于1.02g/mL。
4.根据权利要求1所述的提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法，其特征在于，步骤(1)所述的磷酸缓冲液浓度为0.5～1mM，pH=7～8。
5.根据权利要求1所述的提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法，其特征 在于，步骤(2)中按体积比1:1～5将亚硝化污泥置于含可溶性钙盐和碳酸氢盐或碳酸盐的混合溶液中。
6.根据权利要求1所述的提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法，其特征在于，步骤(2)中可溶性钙盐包括氯化钙;碳酸氢盐包括碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或两种，碳酸盐包括碳酸钠、碳酸钾中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法，其特征在于，步骤(2)中含可溶性钙盐和碳酸氢盐或碳酸盐的混合溶液中可溶性钙盐浓度为0.005～0.02g/L，碳酸氢盐或碳酸盐的浓度为2.5～5g/L。
8.根据权利要求1所述的提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法，其特征在于，步骤(2)中含可溶性钙盐和碳酸氢盐或碳酸盐的混合溶液中的氨氮浓度100～150mg/L，pH=7～8.5。
9.根据权利要求1或5或6或7或8所述的提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法，其特征在于，步骤(2)保持混合液中溶解氧0.1～0.5mg/L，匀速搅拌速度为5～20r/min，搅拌时间为6～24h。
10.根据权利要求1所述的提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的连续流气升式亚硝化反应器高径比大于3:1;反应器进水中的碳酸氢盐或碳酸盐溶液浓度为2.5～14g/L，可溶性钙盐浓度为0.1～0.5g/L，可溶性钙盐溶液从反应器反应区顶部的流加速度保持为3.5～7mL/(L·d)。
说明书
一种提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法
技术领域
本发明涉及废水生物脱氮技术领域，特别涉及一种提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法。
背景技术
近十年来，化工、食品等行业发展迅猛，为我国经济腾飞提供了重要支撑，但这些行业所排放的氨氮废水对我国水环境生态安全带来了极大威胁，与此相关的环境突发事件频发。国家出台了一系列措施、制度，旨在控制水体氨氮污染。其中，“十二五”规划中已将氨氮列为约束性控制指标，成为继化学需氧量(COD)后水体污染控制中的第二个约束性控制指标。废水氮素污染控制是实现国家环保目标和保证社会可持续发展的重大环保课题。
亚硝化是通过亚硝化细菌将氨氧化控制在亚硝酸盐阶段的生物脱氮方法，由于无须将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐，相比于传统全程硝化工艺来说，可节约25%的能耗。更重要的是，亚硝化的出水可用作后续厌氧氨氧化工艺的进水，从而组合成全自养型生物脱氮工艺，被认为是迄今最具可持续发展特性的脱氮技术，因而获得了广泛关注，已广泛应用于城市污水厂污泥压滤液、垃圾渗滤液以及味精废水等的处理。
但由于氨氧化细菌(AOB)为自养型细菌，生长相对比较缓慢;又因硝化过程氧气将氨氮氧化为亚硝酸盐，曝气会导致反应器内气流剪切力较大，不利于颗粒污泥的形成，因而反应器内的亚硝化污泥沉降性能不佳，易随出水流失，反应器内的污泥浓度往往维持在较低水平，限制了亚硝化反应器性能的进一步提高。因此，在不影响反应器内亚硝化污泥性能的前提下，通过合适的方法提高亚硝化污泥的沉降性能，可强化亚硝化污泥在反应器内的持留，减少污泥随 水流失的概率，从而提高反应器内的污泥浓度，进而提高反应器的亚硝化性能。
基于上述思路，本发明首先对亚硝化污泥进行碳酸钙沉淀附着，再接种于反应器，逐步提高反应器的进水无机碳源浓度，并从反应器的反应区上部流加可溶性钙盐溶液，不仅提供了氨氧化菌所需的充足的无机碳源和缓冲性能，还成功将碳酸盐沉淀附着于亚硝化污泥表面，在不影响污泥的亚硝化污泥活性的前提下，显著提高了污泥沉降性能，从而增加了反应器内的生物量，提高了亚硝化反应器的性能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法。
一种提高亚硝化反应器污泥沉降性能的方法，依次包括以下步骤：
(1)将亚硝化污泥用磷酸缓冲液冲洗;
(2)将亚硝化污泥置于含可溶性钙盐和碳酸氢盐或碳酸盐的混合溶液中，保持混合液中溶解氧，匀速搅拌，使生成的碳酸钙沉淀物附着于污泥上，静置后倾去上清液;
(3)至少重复步骤(2)1次;
(4)将经过步骤(3)处理后的亚硝化污泥加入连续流气升式亚硝化反应器，从反应器底部逐步提高反应器进水中的碳酸氢盐或碳酸盐浓度，同时从反应器反应区的顶部流加可溶性钙盐溶液，反应生成的碳酸钙沉淀物附着于顶部污泥表面，以强化污泥的沉降性能，提高反应器内的污泥浓度，进而提高反应器的亚硝化性能。
步骤(1)中将亚硝化污泥用磷酸缓冲液冲洗去除表面杂质，以便碳酸钙的附着。
步骤(1)中所述的亚硝化污泥为絮状，粒径小于1mm，密度小于1.02g/mL。
步骤(1)所述的磷酸缓冲液浓度为0.5～1mM，pH=7～8。
步骤(2)中按体积比1:1～5将亚硝化污泥置于含可溶性钙盐和碳酸氢盐或碳酸盐的混合溶液中。
步骤(2)中可溶性钙盐包括氯化钙;碳酸氢盐包括碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或两种，碳酸盐包括碳酸钠、碳酸钾中的一种或两种。
步骤(2)中含可溶性钙盐和碳酸氢盐或碳酸盐的混合溶液中可溶性钙盐浓度为0.005～0.02g/L，碳酸氢盐或碳酸盐的浓度为2.5～5g/L。
步骤(2)中含可溶性钙盐和碳酸氢盐或碳酸盐的混合溶液中的氨氮浓度100～150mg/L，pH=7～8.5。
步骤(2)保持混合液中溶解氧0.1～0.5mg/L，匀速搅拌速度为5～20r/min，搅拌时间为6～24h。
步骤(4)中所述的连续流气升式亚硝化反应器高径比大于3:1;反应器进水中的碳酸氢盐或碳酸盐溶液浓度为2.5～14g/L，可溶性钙盐浓度为0.1～0.5g/L，可溶性钙盐溶液从反应器反应区顶部的流加速度保持为3.5～7mL/(L·d)。
与现有技术相比，本发明所具有的优点：
(一)本发明采用含碳酸氢盐(或碳酸盐)和可溶性钙盐的混合溶液对亚硝化污泥进行预处理，通过控制碳酸氢盐(或碳酸盐)和可溶性钙盐的浓度使其生成碳酸钙沉淀，并通过低匀速搅拌使部分碳酸钙沉淀附着于污泥上，从而在保证碳酸钙附着量不至于降低污泥活性的情况下，提高污泥的密度，增强污泥的沉降性能。
(二)本发明在将预处理后的亚硝化污泥投入亚硝化反应器中，保持较高的水力负荷，同时从反应器底部逐步提升碳酸氢盐(碳酸盐)浓度，不仅提供了反应区内氨氧化菌所需的充足无机碳源，而且提高了溶液的缓冲性能，有利于促进亚硝化反应。
(三)本发明从反应区上部流加可溶性钙盐溶液，使生成的碳酸钙沉淀附着于反应区上部的亚硝化污泥，可提高这上浮污泥的沉降性能，促使其通过沉降回流至反应区，缓解其随出水的流失，提高反应区的生物量;同时还可避免过量碳酸钙附着于反应区底部的活性亚硝化污泥上，确保了污泥的亚硝化活性。