申请日2014.12.08
公开(公告)日2015.04.01
IPC分类号C02F101/16; C02F3/30
摘要
本发明提供一种提高冬季低温污水生物反硝化脱氮的方法，该方法包括步骤：采用序列间歇式活性污泥法运行方式，将驯化好的活性污泥和硝酸盐废水置于四个连续搅拌反应器中进行反应，用冷却水循环器将所述反应器中的水温控制在5～15℃温度状态下。从四个反应器中取样测定总氮，我国GB18918-2002要求总氮的最高排放标准为20mg/L，结合测定的结果分析最终排放总氮的量是否达标。本发明的效果是采用该方法能够在低温条件下投加介体后显著提高了生物脱氮，达到了我国《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》要求总氮的最高排放标准。氧化还原介体的应用克服了在低温条件生物脱氮速率慢的缺点并为高效降解含氮污染物提供了新的思路。
摘要附图
权利要求书
1.一种提高冬季低温污水生物反硝化脱氮的方法，该方法具体包括以 下操作步骤：
①采用序列间歇式活性污泥法(SBR)运行方式，将驯化好的活性污泥 和硝酸盐废水置于1#、2#、3#和4#四个连续搅拌反应器(CSTR)中进行反 应，用冷却水循环器将所述反应器中的水温控制在5～15℃温度状态下;
②四个反应器中的硝酸盐废水为含硝酸钾和丙酸钠的人工配制，所述 硝酸钾和丙酸钠提供微生物代谢所需的氮源和碳源，其中C/N比为1.5～ 2;
③四个反应器中硝酸盐氮的浓度为131mg/L，在溶解氧<0.2mg/L的缺 氧厌氧条件下投加介体，1#为空白，2#投加二磺酸基蒽醌(AQDS)，3#投加 1，2-萘醌-4-磺酸(NQS)，4#投加2-羟基-1,4-萘醌(LAW)，使反应器中 的介体浓度为100μmol/L;
④定时分别从四个CSTR反应器的上、中、下三个口取样，混合均匀后 测定总氮，总氮采用分光光度法，采用日本岛津UV-2550型紫外-可见分光 光度计;
⑤结合测定的总氮的去除率筛选出5～15℃温度状态下强化生物反硝化 脱氮最强的介体为1，2-萘醌-4-磺酸(NQS);
⑥将人工配置的硝酸盐废水分别在1#和2#的反应器中进行反应，改变 硝酸盐的浓度，硝酸盐浓度分别为85mg/L和40mg/L，两个反应器均投加步 骤⑤筛选出的NQS介体，且介体浓度为100μmol/L，用冷却水循环器将1# 和2#反应器中的水控制在温度为10℃状态下;
⑦定时分别从1#和2#的反应器的上、中、下三个口取样，混合均匀后 测定总氮，我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》要求总氮的最高排放标 准为20mg/L，结合测定的结果分析最终排放总氮的量是否达标。
说明书
一种提高冬季低温污水生物反硝化脱氮的方法
技术领域
本发明适用于低温状态下(5-15℃)污水的生物反硝化脱氮过程，特别 是一种提高冬季低温污水生物反硝化脱氮的方法。
背景技术
活性污泥法仍然是污水生物脱氮的主流技术，主要由硝化和反硝化两个 阶段完成，参与这一过程的微生物主要是硝化菌和反硝化菌。但是研究发现， 对于温度的降低，反硝化细菌比硝化细菌更加敏感。当出现季节性降温时， 反硝化过程将先于硝化过程受到抑制。而在我国华北、东北、西北地区，一 年中的大部分时间处于低温环境，冰冻期长达3-6个月，污水温度一般在 10℃左右。在活性污泥法处理污水过程中，为保证微生物的正常生长，最佳 水温为20-35℃，水温15℃即属于低温。国内外学者为了解决这个问题重点 研究的是影响反硝化脱氮过程的环境因素和运行操作条件，包括溶解氧浓 度、碳源种类、硝酸盐浓度、pH值等，虽在一定程度上能够改善反硝化脱 氮的效果，但是改善的程度终究有限，因为温度每降低10℃，反硝化速率 降低近1个数量级。
因此，急要寻求高速有效的方法，来改善低温反硝化脱氮效率低的问题。
发明内容
为解决上述所存在的问题，本发明的目的是提供一种提高冬季低温污 水反硝化脱氮的方法，以利于解决低温反硝化脱氮效率低的问题。
本发明所提供的技术方案是一种提高冬季低温污水生物反硝化脱氮的 方法，该方法具体包括以下操作步骤：
①采用序列间歇式活性污泥法(SBR)运行方式，将驯化好的活性污泥 和硝酸盐废水置于1#、2#、3#和4#四个连续搅拌反应器(CSTR)中进行反 应，用冷却水循环器将所述反应器中的水温控制在5～15℃温度状态下。
②四个反应器中的硝酸盐废水为含硝酸钾和丙酸钠的人工配制，所述 硝酸钾和丙酸钠提供微生物代谢所需的氮源和碳源，其中C/N比为1.5～ 2。
③四个反应器中硝酸盐氮的浓度为131mg/L，在溶解氧<0.2mg/L的缺 氧厌氧条件下投加介体，1#为空白，2#投加二磺酸基蒽醌(AQDS)，3#投加 1，2-萘醌-4-磺酸(NQS)，4#投加2-羟基-1,4-萘醌(LAW)，使反应器中 的介体浓度为100μmol/L。
④定时分别从四个CSTR反应器的上、中、下三个口取样，混合均匀后 测定总氮，总氮采用分光光度法，采用日本岛津UV-2550型紫外-可见分光 光度计。
⑤结合测定的总氮的去除率筛选出5～15℃温度状态下强化生物反硝化 脱氮最强的介体为1，2-萘醌-4-磺酸(NQS)。
⑥将人工配置的硝酸盐废水分别在1#和2#的反应器中进行反应，改变 硝酸盐的浓度，硝酸盐浓度分别为85mg/L和40mg/L，两个反应器均投加步 骤⑤筛选出的NQS介体，且介体浓度为100μmol/L，用冷却水循环器将1# 和2#反应器中的水控制在温度为10℃状态下。
⑦定时分别从1#和2#的反应器的上、中、下三个口取样，混合均匀后 测定总氮，我国《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》要求 总氮的最高排放标准为20mg/L，结合测定的结果分析最终排放总氮的量是 否达标。
本发明的有益效果是采用该方法能够在低温条件下投加介体后都显著 提高了生物脱氮，温度为5℃、10℃和15℃时，相对空白1#投加介体后使 总氮的去除率分别提高了1.8、2和1.8倍，其中1，2-萘醌-4-磺酸(NQS) 提高的最为明显。在最佳介体1，2-萘醌-4-磺酸(NQS)且温度为10℃条件 下，浓度为85mg/L和40mg/L的硝氮盐分别降到了18.55mg/L和0.99mg/L， 达到了我国《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》要求总氮 的最高排放标准。氧化还原介体的应用克服了在低温条件生物脱氮速率慢 的缺点并为高效降解含氮污染物提供了新的思路。