申请日2013.03.23
公开(公告)日2013.07.24
IPC分类号C02F3/02; C02F3/34
摘要
一种廊道推流式反应器实现生活污水半亚硝化的方法属于城市生活污水处理领域。接种污水处理厂硝化污泥，采用限氧低DO(<0.60mg/L)，SBR高氨氮转连续流策略启动生活污水连续流亚硝化，连续流亚硝化启动成功之后，以好氧/厌氧的曝气方式运行反应器，通过在线仪器对DO进行监测，调节HRT(水力停留时间)和曝气量，对各廊道内DO进行控制，进而调节出水NO2‐‐N/NH4+‐N的比例。该试验阶段，亚硝化率稳定在91%～100%，出水NO2‐‐N/NH4+‐N的比例为1.00～1.58，半亚硝化效果稳定，适宜作为ANAMMOX工艺的进水。本发明解决了生活污水亚硝化启动困难以及生活污水亚硝化出水比例难以调控的难题。
权利要求书
1.一种廊道推流式反应器实现生活污水半亚硝化的方法，其 特征在于：
采用四廊道式的廊道推流式反应器和竖流式二沉池，整个试验过 程中，温度控制在22～25℃;
SBR高氨氮启动阶段，用生活污水配硫酸铵和碳酸氢钠，使氨氮 浓度在140～160mg/L，pH为7.7～7.9;采用限氧低DO<0.60mg/L 的启动策略，控制氨氧化率在45%～65%;当亚硝化率连续7天以上 维持在90%～100%，该阶段完成;
连续流适应阶段，水质条件不变，运行方式由SBR改为连续流， 曝气方式为好氧/好氧的方式;回流比为50%～60%，HRT为8～11h， 调节曝气量控制廊道内DO<0.60mg/L，该阶段以亚硝化率连续7天 以上维持在90%～100%为结束标志;
连续流强化阶段，试验用水为生活污水，氨氮浓度为40～60mg/L， pH为7.4～7.6，回流比为50%～60%，HRT缩短为7～8h，曝气方式 为好氧/厌氧的方式;该阶段宜严格控制曝气量，保证DO小于 0.60mg/L，进一步抑制NOB菌的活性，强化亚硝化效果，以亚硝化 率7天以上维持在90%～100%为生活污水连续流亚硝化启动成功;
半亚硝化实现阶段，水质条件、回流比及曝气方式与上一阶段相 同;HRT不宜过大，以防止二沉池底部反硝化现象的产生，也不宜 过短，避免污泥未沉淀完全就随水流带走，HRT控制在3～5h为宜; 该阶段需通过调节曝气量，实现各廊道DO小于0.6mg/L，并联合HRT 共同调节调节出水比例，进而实现半亚硝化，为后续ANAMMOX工 艺提供合适比例的进水。
说明书
一种廊道推流式反应器实现生活污水半亚硝化的方法
技术领域
本发明属于城市生活污水处理与再生领域，具体涉及常温低氨氮生活污 水亚硝化的快速启动方法及半亚硝化的实现方法。
背景技术
近年来随着城市化进程加快，水体污染也日益严重，特别是生活污水氮 磷超标导致的水体富营养化，给人们的生产和生活带来了严重的灾难，而氮 的污染更成为污水处理的重中之重。而传统硝化反硝化在脱氮时面临着碳源 不足及脱氮和除磷效率难以同步提高的问题，导致出水N、P不达标。
最新科学研究表明ANAMMOX(厌氧氨氧化)工艺是目前污水脱氮最经济的 生物脱氮途径，是自然界氮循环途径中最重要的反应之一。它是微生物在厌 氧或缺氧条件下以氨氮为电子供体，亚硝酸盐氮为电子受体，将两种氮素转 化为氮气的过程，与传统硝化反硝化脱氮工艺相比，ANAMMOX具有耗氧量低、 无需外加碳源、运行费用低及容积负荷高等优点。无论在经济、运行，还是 脱碳效果上，ANAMMOX技术都具有较高的应用价值和开发潜力。然而该工艺进 水要求NO2--N/NH4+-N为1.32:1，严格的进水比例是ANAMMOX工艺的技术瓶颈。
而作为ANAMMOX工艺前体工艺的亚硝化工艺是实现ANAMMON工艺脱氮的关 键。亚硝化是在有氧条件下，通过AOB菌(氨氧化菌)将氨氮转化为亚氮(亚 硝酸氮)的过程，可通过控制运行条件，实现出水NO2--N/NH4+-N比例为1.32:1， 为ANAMMOX工艺提供进水。现有的亚硝化工艺主要有SBR亚硝化工艺、连续流 亚硝化工艺。与SBR亚硝化工艺相比，连续流亚硝化工艺具有操作简单、运行 方式灵活、处理负荷大等特点，在工程上具有广泛的应用前景。
Isaka K等(2011)在温度为30℃，进水氨氮浓度为900mg/L的条件下， 采用连续流反应器进行半亚硝化试验研究，控制进水HRT(水力停留时间)为 4～4.5h，在59天内完成亚硝化的启动及半亚硝化的实现。张昭等(2011)采 用四格室推流式反应器，在温度为18～26℃，HRT为8h的条件下，进行生活污 水亚硝化研究，实现出水NO2--N/NH4+-N平均比例为1.11:1。
而亚硝化工艺面临着难以长期稳定及出水比例难以灵活控制的瓶颈问 题，采用廊道推流式反应器处理实际生活污水，在常温(22～25℃)限氧低 DO(<0.60mg/L)下，SBR高氨氮转连续流启动亚硝化，启动成功之后采用好 氧/厌氧的曝气方式，通过调节HRT和曝气量，控制廊道内低DO(<0.60mg/L) 能够在较短的时间内实现半亚硝化。廊道内低DO(<0.6mg/L)及好氧/厌氧 的曝气运行方式利于亚硝化的稳定。
发明内容
本发明目的在于提供一种廊道推流式反应器实现生活污水半亚硝化的方 法。
本发明是在常温(22℃～25℃)条件下，以生活污水为试验用水，廊道推 流式反应器系统为试验装置，采用SBR转连续流、限氧低DO(<0.60mg/L) 启动策略，实现常温生活污水亚硝化的快速启动，之后采用好氧-厌氧-好氧- 厌氧的运行方式运行连续流亚硝化，通过调节HRT、曝气量，控制廊道内DO 小于0.60mg/L，并以此调节出水比例，实现常温生活污水半亚硝化，具体步 骤如下：
1.一种廊道推流式反应器实现生活污水半亚硝化的方法，其特征在 于：
采用四廊道式的廊道推流式反应器和竖流式二沉池，整个试验过程中， 温度控制在22～25℃;
SBR高氨氮启动阶段，用生活污水配硫酸铵和碳酸氢钠，使氨氮浓度在 140～160mg/L，pH为7.7～7.9;采用限氧低DO<0.60mg/L的启动策略，控 制氨氧化率在45%～65%;当亚硝化率连续7天以上维持在90%～100%，该阶 段完成;
连续流适应阶段，水质条件不变，运行方式由SBR改为连续流，曝气方 式为好氧/好氧的方式;回流比为50%～60%，HRT为8～11h，调节曝气量控制 廊道内DO<0.60mg/L，该阶段以亚硝化率连续7天以上维持在90%～100%为 结束标志;
连续流强化阶段，试验用水为生活污水，氨氮浓度为40～60mg/L，pH为 7.4～7.6，回流比为50%～60%，HRT缩短为7～8h，曝气方式为好氧/厌氧的 方式;该阶段宜严格控制曝气量，保证DO小于0.60mg/L，进一步抑制NOB菌 的活性，强化亚硝化效果，以亚硝化率7天以上维持在90%～100%为生活污水 连续流亚硝化启动成功;
半亚硝化实现阶段，水质条件、回流比及曝气方式与上一阶段相同;HRT 不宜过大，以防止二沉池底部反硝化现象的产生，也不宜过短，避免污泥未 沉淀完全就随水流带走，HRT控制在3～5h为宜;该阶段需通过调节曝气量， 实现各廊道DO小于0.6mg/L，并联合HRT共同调节调节出水比例，进而实现 半亚硝化，为后续ANAMMOX工艺提供合适比例的进水。
与传统城市污水脱氮处理方法相比较，本发明具有以下有益效果：
1)本发明方法将半亚硝化工艺应用于城市污水中，为ANAMMOX工 艺提供合适比例的进水，工艺流程短且效率高，工程价值高。
2)本发明采用驯化普通活性污泥，通过SBR转连续流的方式实现廊 道推流式生活污水亚硝化的启动，通过调节HRT和曝气量，控制廊道内低 DO(<0.60mg/L)实现半亚硝化，反应器的操作简单易行，能更经济地实 现常温生活污水半亚硝化的稳定运行。