申请日2015.02.04
公开(公告)日2016.05.25
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明是一种两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法。首先将接种物置于两段式A/O反应器中，接种物是任何未发生膨胀的活性污泥或扩增培养的脱氮菌剂，其次以将污泥负荷控制在一定值的方式进行启动，起始进水时污泥负荷不超过0.22kgCOD/kgMLSS·d，维持1～2d后，控制系统污泥负荷0.18～0.3kgCOD/kgMLSS·d;启动起始氮浓度为60～100mg/L，最终氮浓度为200～350mg/L，控制进水碳氮比10～12，逐步递减至3～8，当出水总氮去除率稳定在90%以上，污泥SVI值<120mL/g，即完成两段式A/O脱氮系统启动。本发明的启动方法启动时间短，总氮脱除效率高，且可以有效防止污泥膨胀发生，保证脱氮反应器长期稳定运行。
权利要求书
1.一种两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将接种物置于两段式A/O反应器的一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池中，所述的接种物是任何未发生污泥膨胀的活性污泥或扩增培养的脱氮菌剂，所述的未发生污泥膨胀的活性污泥是指SVI值≤150mL/g的驯化或未经驯化的污水处理厂活性污泥;起始接种后两段式A/O反应器的污泥浓度均为1.0g/L～3.5g/L;
(2)以连续进水的方式将废水依次流进一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池、沉淀池，起始1～2d内进水时污泥负荷不超过0.22kgCOD/kgMLSS·d，之后系统的污泥负荷控制在0.18～0.3kgCOD/kgMLSS·d;所述废水的起始氮浓度为60～100mg/L，每个进水周期氮去除率达到60%以上时，进水氮提高40～80mg/L，直至最终氮浓度为200～350mg/L，根据进水氮增加幅度调整碳源添加量，进水起始碳氮比为10～12，逐步递减至3～8;当总氮去除率90%以上，且污泥性能良好，SVI值<120mL/g时，即完成两段式A/O脱氮系统的启动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：一级缺氧池、二级缺氧池的停留时间均为6～10h，一级好氧池、二级好氧池的停留时间均为8～15h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：活性污泥的接种量均为两段式A/O反应器容积的10%～35%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：一级缺氧池、二级缺氧池的溶解氧为0～1.0mg/L，一级好氧池溶解氧为1.5～3.5mg/L，二级好氧池溶解氧为2.0～4.0mg/L。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：两段式A/O沉淀池污泥回流至一级缺氧池，污泥回流比为1～3。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述废水的进水pH为7.5～9.3。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的脱氮菌剂选自：硝化菌群(Nitrobacter)、亚硝化菌群(Nitrosobacteria)、酵母菌群(Saccharomyces)、枯草芽孢杆菌菌群(Bacillussubtilis)、光合细菌菌群(PhotosyntheticBacteria)中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的废水中的氮指氨氮或者有机氮。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：一级缺氧池、二级缺氧池的停留时间均为7～9h，一级好氧池、二级好氧池的停留时间均为10～13h;活性污泥的接种量均为两段式A/O反应器容积的20%～25%;一级缺氧池、二级缺氧池的溶解氧为0.4～0.6mg/L，一级好氧池溶解氧为2.0～3.0mg/L，二级好氧池溶解氧为2.5～3.5mg/L;两段式A/O沉淀池污泥回流至一级缺氧池，污泥回流比为1.5～2.5;所述废水的进水pH为8.0～8.8。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：一级缺氧池、二级缺氧池的停留时间均为8h，一级好氧池、二级好氧池的停留时间均为12h;活性污泥的接种量均为两段式A/O反应器容积的22%;一级缺氧池、二级缺氧池的溶解氧为0.5mg/L，一级好氧池溶解氧为2.5mg/L，二级好氧池溶解氧为3.0mg/L;两段式A/O沉淀池污泥回流至一级缺氧池，污泥回流比为2.0;所述废水的进水pH为8.5。
说明书
一种两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法。
背景技术
随着工农业生产的发展，污水排放量越来越多，废水类型更加复杂，水体污染越来越严重，由废水中的氮元素引起的富营养化和水华现象愈加明显。因此各国都对废水中含氮物质作出严格的排放标准。目前发达国家美国、法国、日本等国家均对出水总氮有严格的排放标准，而我国还仅局限于氨氮的排放要求，直到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准，提出了总氮要求。
2010年2月环保部发布《炼焦工业污染物排放标准》(征求意见稿)，对炼焦行业废水排放增加了总氮考核指标，直接排放废水总氮≤15mg/L，间接排放废水总氮≤30mg/L，可见国家即将出台的焦化废水排放标准对总氮提出了新的要求，其排放标准将同发达国家的排放标准接轨。
生物的总氮脱除涉及氨化、硝化和反硝化等过程，硝化细菌的富集通常需要在较低的有机负荷下进行，而反硝化菌则需要补加一定的碳源才能正常进行，因此，正常脱氮时有机负荷一般小于0.18kgBOD/kgMLSS·d，但是正常污泥生长的有机负荷一般大于0.2kgBOD/kgMLSS·d，同时生物脱氮系统启动要同时完成氨氮、有机氮、硝态氮、有机物去除，因此如果对进水的污泥负荷及碳氮比控制不当，则不可避免地会出现一些问题，如：污泥膨胀、生化泡沫、污泥细碎、出水夹带悬浮物等，而污泥膨胀是活性污泥法自问世以来在运行管理中，一直困扰人们的难题之一，不仅发生率高，而且普遍存在。
据不完全统计，目前国内约三分之一的污水处理厂每年会遭遇污泥膨胀问题，研究者发现，大多具有脱氮除磷污水处理站都经历着污泥膨胀的问题，尤其是那些采用长的污泥龄并且伴随着微生物在频繁的好氧/缺氧/厌氧环境交替条件下运行的污水处理厂更是如此。污泥膨胀的出现会对污水处理站造成很大的危害，被认为是活性污泥法的“癌症”，严重时会出现因污泥大量流失进而导致整个污水处理站系统运行崩溃。因此如何快速启动脱氮系统，并使污泥性状良好，保持系统长期稳定运行是含氨废水处理领域研究的重点之一。
中国公开专利文献200810012685.6申请公开了一种含氨废水短程硝化的快速启动方法，它的特点是以硝化细菌与污水厂好氧活性污泥的组合物为接种物，首先采用间歇操作方式，进水的氨氮初始浓度为200～300mg/L，pH值控制在7.8～8.5;逐步提高进水氨氮浓度，至氨氮浓度达400～700mg/L时改为连续操作方式;连续操作方式的水力停留时间设为14～20h，pH值控制在8.2～8.5范围内，在保持脱氮率70%以上的条件下，逐渐提高废水氨氮浓度或者逐渐降低高含氨废水的稀释倍数，直至进水氨氮浓度达800～1200mg/L。
中国公开专利文献201310449864.7公开了一种A/O工艺短程硝化反硝化的快速启动方法，它是在好氧池中添加悬浮填料，以连续操作方式将废水依次流经缺氧池和好氧池，废水的氨氮浓度为25～60mg/L，碳氮比为2～8，好氧池内的亚硝酸盐比例达到70%以上，并保持出水脱氮效率稳定在80%～90%，即完成短程硝化反硝化的启动过程。
以上脱氮系统的启动均未考虑污泥性能的变化情况，若在启动过程中只考虑脱氮效率，污泥随着条件控制的细微改变会影响整个脱氮系统的长期稳定运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法，该启动方法启动时间短，总氮脱除效率高，且可以有效防止污泥膨胀发生，保证脱氮反应器长期稳定运行。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法，其特点是，包括如下步骤：
(1)将接种物置于两段式A/O反应器的一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池中，所述的接种物是任何未发生污泥膨胀的活性污泥或扩增培养的脱氮菌剂，所述的未发生污泥膨胀的活性污泥是指SVI值≤150mL/g的驯化或未经驯化的污水处理厂活性污泥;起始接种后两段式A/O反应器(一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池)的污泥浓度均为1.0g/L～3.5g/L;
(2)以连续进水的方式将废水依次流进一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池，起始1～2d内进水时污泥负荷不超过0.22kgCOD/kgMLSS·d，之后系统的污泥负荷控制在0.18～0.3kgCOD/kgMLSS·d;所述废水的起始氮浓度为60～100mg/L，最终氮浓度为200～350mg/L，每个进水周期氮去除率达到60%以上时，进水氮提高40～80mg/L左右，根据进水氮增加幅度调整碳源添加量，进水起始碳氮比为10～12，逐步递减至3～8;当总氮去除率90%以上，且污泥性能良好，SVI值<120mL/g时，即完成两段式A/O脱氮系统的启动。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法，其特点是，一级缺氧池、二级缺氧池的停留时间均优选为6～10h，一级好氧池、二级好氧池的停留时间均为8～15h。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法，其特点是，活性污泥的接种量均优选为两段式A/O反应器容积的10%～35%。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法，其特点是，一级缺氧池、二级缺氧池的溶解氧为0～1.0mg/L，一级好氧池溶解氧为1.5～3.5mg/L，二级好氧池溶解氧为2.0～4.0mg/L。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法，其特点是，两段式A/O沉淀池污泥回流至一级缺氧池，污泥回流比为1～3。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法，其特点是，所述废水的进水pH为7.5～9.3。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法，其特点是，所述扩增培养的脱氮菌剂可以是使用现有技术中的脱氮菌株，经扩增培养得到的菌剂，或者经其它常规菌剂制备方法制得的微生物菌剂。所述的脱氮菌剂选自：硝化菌群(Nitrobacter)、亚硝化菌群(Nitrosobacteria)、酵母菌群(Saccharomyces)、枯草芽孢杆菌菌群(Bacillussubtilis)、光合细菌菌群(PhotosyntheticBacteria)中的一种或几种。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法，其特点是，所述的废水中的氮指氨氮或者有机氮。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法，其特点是，一级缺氧池、二级缺氧池的停留时间均为7～9h，一级好氧池、二级好氧池的停留时间均为10～13h;活性污泥的接种量均为两段式A/O反应器容积的20%～25%;一级缺氧池、二级缺氧池的溶解氧为0.4～0.6mg/L，一级好氧池溶解氧为2.0～3.0mg/L，二级好氧池溶解氧为2.5～3.5mg/L;两段式A/O沉淀池污泥回流至一级缺氧池，污泥回流比为1.5～2.5;所述废水的进水pH为8.0～8.8。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的快速启动方法，其特点是，一级缺氧池、二级缺氧池的停留时间均为8h，一级好氧池、二级好氧池的停留时间均为12h;活性污泥的接种量均为两段式A/O反应器容积的22%;一级缺氧池、二级缺氧池的溶解氧为0.5mg/L，一级好氧池溶解氧为2.5mg/L，二级好氧池溶解氧为3.0mg/L;两段式A/O沉淀池污泥回流至一级缺氧池，污泥回流比为2.0;所述废水的进水pH为8.5。
本发明方法中，在连续操作过程中，水力停留时间保持不变，调整进水氮、碳氮比、污泥有机负荷，先以较高碳氮比操作，氮去除率达到60%时调高进水氮，随着进水氮增高，逐渐降低碳氮比，直至进水氮达到200～350mg/L，进水碳氮比调至3～8，总氮去除率达到90%以上，且污泥性能良好，SVI值<120mL/g时，即完成两段式A/O脱氮系统的启动。
与现有技术相比，本发明方法的有益效果如下：
1.本发明的两段式A/O工艺处理含氮废水中总氮的启动方法，将硝化细菌的富集与两段式A/O工艺的启动同时进行，节省了工艺启动运行时间。
2.本发明的启动方法将污泥的有机负荷控制在一定范围内，通过碳氮比的调节，实现了在低碳氮比情况下两段式A/O总氮脱除系统的快速启动，且有效的避免了硝化细菌快速富集过程中容易产生的丝状菌膨胀。
3.本发明的启动方法可在两段式A/O工艺中快速实现废水中总氮脱除，处理效率高，可用于化工废水及城市生活污水的总氮处理。
总之，本发明的启动方法启动时间短，总氮脱除效率高，且可以有效防止污泥膨胀发生，保证脱氮反应器长期稳定运行。