申请日2014.03.29
公开(公告)日2014.07.16
IPC分类号C02F3/12
摘要
一种常温处理城市生活污水的亚硝化颗粒污泥培养方法属于水环境恢复与再生领域、污水处理厂自养脱氮领域。本发明首先接种污水厂硝化污泥，利用高氨氮、高pH形成较高的游离氨，淘汰NOB菌，纯化AOB菌，使亚硝化工艺稳定运行;然后进水改用城市生活污水，并人工加入氨态氮，不断增加气体上升流速增加气体剪切力，逐步缩短沉淀时间，并调节曝气量保证一定的总氮损失、氨氧化率和亚硝化率实现絮状污泥颗粒化;最后改变进水为城市生活污水，强化其处理性能。成功实现了常温条件下处理城市生活污水的亚硝化颗粒污泥的培养。
权利要求书
1.一种常温处理城市生活污水的亚硝化颗粒污泥培养方法，其特征在于步
骤为：
1)反应器搭建，反应器采用柱状SBR反应器，底部曝气，上部附加搅 拌装置,反应一个周期包括进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段;反应 器接种污水厂活性硝化污泥;
2)第Ⅰ阶段，快速驯化污泥，淘洗亚硝酸盐氮氧化菌NOB;具体方法 为：采用人工配水，进水总氮只有氨态氮，进水氨氮质量浓度为400-420mg/L， 碱度质量浓度以CaCO3计为2800-3000mg/L，pH为7.7-7.9，溶解氧范围在 0.3-0.5mg/L，反应时间控制12-14h;当亚硝化率连续10个周期以上达到90% 以上，认为污水厂硝化污泥中NOB菌已被淘洗，亚硝化反应稳定运行;
3)第Ⅱ阶段，亚硝化好氧颗粒污泥培养阶段;具体方法为：进水为生活 污水，其水质指标为COD浓度为240-280mg/L，人工加入硫酸铵控制进水氨 氮质量浓度为200-240mg/L，加入NaHCO3补充进水碱度，碱度质量浓度以 CaCO3计为1400-1600mg/L，pH为7.7-7.9;初始曝气气体上升气速介于 4-8cm/min，氨氧化率在60%-65%，反应时间为6-8h，控制总氮损失在 30-50mg/L;当亚硝化率连续7个周期以上超过85%随即在下一周期提高气 体上升流速，提高幅度10%-20%;以氨氧化率在60%-65%所需的时间为反 应时间，当氨氧化率连续3个周期以上高于65%随即在下一周期缩短反应时 间，每次缩短幅度为10%-15%;沉降时间由沉降界面位置决定，当泥位界面 位置在排水口以上5%-8%反应柱高度时排泥，当泥位界面位置在排水口以下 10%-12%反应柱高度时降低沉降时间，每次降低幅度15-25%，直到沉降时 间低于5min;当粒径超过500μm的污泥体积占总污泥体积80%以上，且连 续运行7个周期以上亚硝化率达到85%以上，认为亚硝化颗粒污泥培养成功;
4)第III阶段，驯化亚硝化颗粒污泥处理城市生活污水阶段;具体方法 为：控制进水为城市生活污水，其水质指标为COD浓度为240-280mg/L，氨 氮质量浓度为60-95mg/L，碱度质量浓度以CaCO3计为400-500mg/L，pH为 7.3-7.7，反应器底部连续曝气，曝气量控制在0.6-0.9L/min，溶解氧范围在 0.5-0.7mg/L，反应时间为2.5-4h，控制氨氧化率在60%-65%;当亚硝化率连 续8个周期以上超过80%时，认为处理城市生活污水的亚硝化颗粒污泥培养 成功。
说明书
一种常温处理城市生活污水的亚硝化颗粒污泥培养方法
技术领域
本发明属于水环境恢复与再生领域、污水处理厂自养脱氮领域。具体涉 及处理常温、低氨氮城市生活污水的亚硝化颗粒污泥启动的方法。
背景技术
十一五以来，国家加大了对于环境污染治理的力度，尤其在水环境恢复 方面，推行了国家科技重大专项——水体污染控制与治理，其投入高达112.66 亿元，而在十二五期间该数字将进一步增加为逾140亿元。此举是为了解决 近年来过度排放的氮磷元素导致的水体富营养化问题。据2012年环境状况公 报显示，全国地表水总体为轻度污染，湖泊富营养化状况严重，氮磷依旧为 主要污染物。全国氨氮排放总量为253.6万吨，其中工业源和生活源的排放量 达到了171.1万吨，占氨氮排放总量的67.5%。因此，通过城市污水厂的兴建 与运行，对工业生活等点源污染进行处理，去除氮磷等污染物，是缓解水环 境危机的有效途径。
现阶段针对低碳氮比的城市生活污水，绝大部分污水处理厂采用基于硝 化反硝化原理的传统工艺进行生物脱氮，为达到污水处理一级A排放标准， 尤其是针对其中较为严格的氮素控制指标，需要外加有机碳源、无机碳源， 消耗巨大能源用以硝化液回流以满足反硝化要求，使得污水处理成本居高不 下;同时，投加的碳源最终变成温室气体，对环境造成了二次污染，这极大 的制约了污水处理行业的发展。
亚硝化-厌氧氨氧化是近几年发展起来的新型自养脱氮工艺，自养微生物 厌氧氨氧化菌以NH4+-N为电子供体，NO2--N为电子受体，将其转化成N2，具 有需氧量低、无需有机碳源和运行费用低等优点。厌氧氨氧化要求进水 NO2--N/NH4+-N比为1.32:1，严格的进水条件成为限制该工艺发展的技术瓶颈。 亚硝化作为其前提与基础，在实际研究中存在污泥难以持留及增长、抗冲击 负荷能力差、长期运行容易失稳转向全程硝化等问题。颗粒污泥因其突出的 沉降性能和结构上的氧传质特点，通过调节DO、回流比、HRT等条件较易实 现稳定的半亚硝化，本研究将好氧颗粒污泥技术运用于亚硝化工艺，培养具 有特殊AOB膜结构的半亚硝化颗粒污泥，为厌氧氨氧化提供合适比例的进水。 实现对于常温低氨氮的城市生活污水的高效处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种常温条件SBR方式处理城市生活污水的亚硝 化颗粒污泥的培养方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
首先接种污水厂活性硝化污泥，人工配水：在较高游离氨条件下淘汰NOB 菌，纯化好氧氨氧化菌，建立亚硝化工艺稳定运行。然后在生活污水中加入 氨氮，继续保持较高的游离氨，在控制较低总氮损失以及较高亚硝化率的半 亚硝化条件下，不断增大气体上升流速和逐步缩短沉淀时间，逐渐培养为颗 粒污泥，之后进水改为生活污水强化其处理性能，最终实现其对于生活污水 的处理。
本发明实例中，对于反应器基本状况进行了具体描述，但本方法并不局 限于此参数反应器，一切SBR反应器皆可应用此方法。
一种常温处理城市生活污水的亚硝化颗粒污泥培养方法。包括如下步骤：
1)反应器搭建，反应器采用柱状SBR反应器，底部曝气，上部附加搅拌 装置,反应一个周期包括进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段。反应器接 种污水厂活性硝化污泥;
2)第Ⅰ阶段，快速驯化污泥，淘洗亚硝酸盐氮氧化菌NOB;具体方法为： 采用人工配水，进水总氮只有氨态氮，进水氨氮质量浓度为400-420mg/L，碱 度质量浓度以CaCO3计为2800-3000mg/L，pH为7.7-7.9，溶解氧范围在 0.3-0.5mg/L，反应时间控制12-14h。当亚硝化率连续10个周期以上达到90%以 上，认为污水厂硝化污泥中NOB菌已被淘洗，亚硝化反应稳定运行;
3)第Ⅱ阶段，亚硝化好氧颗粒污泥培养阶段;具体方法为：进水为生活 污水，其水质指标为COD浓度为240-280mg/L，人工加入硫酸铵控制进水氨氮 质量浓度为200-240mg/L，加入NaHCO3补充进水碱度，碱度质量浓度以CaCO3计为1400-1600mg/L，pH为7.7-7.9。初始曝气气体上升气速介于4-8cm/min， 氨氧化率在60%-65%，反应时间为6-8h，控制总氮损失在30-50mg/L。当亚硝 化率连续7个周期以上超过85%随即在下一周期提高气体上升流速，提高幅度 10%-20%。以氨氧化率在60%-65%所需的时间为反应时间，当氨氧化率连续3 个周期以上高于65%随即在下一周期缩短反应时间，每次缩短幅度为 10%-15%。沉降时间由沉降界面位置决定，当泥位界面位置在排水口以上 5%-8%反应柱高度时排泥，当泥位界面位置在排水口以下10%-12%反应柱高 度时降低沉降时间，每次降低幅度15-25%，直到沉降时间低于5min。当粒径 超过500μm的污泥体积占总污泥体积80%以上，且连续运行7个周期以上亚硝 化率达到85%以上，认为亚硝化颗粒污泥培养成功;
4)第III阶段，驯化亚硝化颗粒污泥处理城市生活污水阶段;具体方法为： 控制进水为城市生活污水，其水质指标为COD浓度为240-280mg/L，氨氮质量 浓度为60-95mg/L，碱度质量浓度以CaCO3计为400-500mg/L，pH为7.3-7.7， 反应器底部连续曝气，曝气量控制在0.6-0.9L/min，溶解氧范围在0.5-0.7mg/L， 反应时间为2.5-4h控制氨氧化率在60%-65%。当亚硝化率连续8个周期以上超 过80%时，认为处理城市生活污水的亚硝化颗粒污泥培养成功。
与现有的亚硝化工艺相比较，本发明具有以下有益效果：
1)本发明提供了一种可行的颗粒污泥与亚硝化结合的培养方法;
2)本发明提供了一种可行的处理生活污水的亚硝化颗粒污泥培养方法;
3)本发明提供了在常温低基质条件下，亚硝化颗粒污泥运行及维护的策略与 方法。
本发明经过亚硝化稳定运行——亚硝化颗粒污泥培养——亚硝化颗粒污 泥处理生活污水三个阶段，通过对气体上升流速、沉淀时间的控制，在实现 较高亚硝化率的基础上，在较短的时间内实现了好氧亚硝化颗粒污泥处理城 市生活污水的培养。启动过程操作简单，容易控制，以本发明方法启动反应 器，能同时实现稳定的亚硝化工艺，为厌氧氨氧化自养脱氮工艺提供适合比 例的进水。