申请日2005.10.31
公开(公告)日2006.06.14
IPC分类号C02F101/16; C02F3/12
摘要
一种实现低C/N比高浓度氨氮废水短程硝化的方法，该方法包括如下步骤：首先将硝化颗粒污泥接种装入配有三相分离器的上流式好氧生物反应器，硝化颗粒污泥的相关性状参数为：62±4g VSS/L、79±3g SS/L;将高浓度氨氮废水稀释至氨氮浓度为200～300mg/L作为反应器进水，废水在反应器中的水力停留时间为8～36h，保持反应器内的温度在16～35℃之间，pH值在7.5～8.5之间，溶解氧浓度在1.5～3.5mg/L;逐步降低高浓度氨氮废水的稀释倍数以增加进水中的氨氮浓度，直至以废水直接作为进水。当氨氮去除率达到85%且运行稳定时，逐步降低水力停留时间至3～15小时以提高生物反应器的容积负荷。
权利要求书
1、一种实现低C/N比高浓度氨氮废水短程硝化的方法，其特征在于该方法 包括如下步骤：首先将硝化颗粒污泥接种装入配有三相分离器的上流式好氧生物 反应器;将高浓度氨氮废水稀释至氨氮浓度为200～300mg/L作为反应器进水， 废水在反应器中的水力停留时间为8～36h，保持反应器内的温度在16～35℃之 间，pH值在7.5～8.5之间，溶解氧浓度在1.5～3.5mg/L;逐步降低高浓度氨 氮废水的稀释倍数以增加进水中的氨氮浓度，直至以废水直接作为进水。
2、由权利要求1所述的实现低C/N比高浓度氨氮废水短程硝化的方法，其 特征在于当氨氮去除率达到85%且运行稳定时，逐步降低水力停留时间至3～15 小时以提高生物反应器的容积负荷。
3、由权利要求1所述的实现低C/N比高浓度氨氮废水短程硝化的方法，其 特征在于接种硝化颗粒污泥的相关性状参数为：62±4g VSS/L、79±3g SS/L。
说明书
一种实现低C/N比高浓度氨氮废水短程硝化的方法
技术领域
本发明涉及一种低C/N比高浓度氨氮废水短程硝化的实现方法，属于废水生 物处理技术领域。
背景技术
脱氮处理是废水处理中的重要环节之一。废水中氮的去除方法有物理法、化 学法和生物法三种，而生物法脱氮因其经济、有效在废水的脱氮处理中得到了广 泛的应用。然而，由于硝化细菌是一种生长速率极其缓慢的自养细菌，且对环境 因子极为敏感，因此难以实现在反应器中维持大量的硝化细菌，从而导致硝化成 为废水生物脱氮处理中的速率限制步骤。研究表明：通过硝化细菌的固定化不仅 能够实现在反应器中维持大量的硝化细菌，而且有助于提高系统对不利影响的耐 冲击能力。颗粒污泥属于微生物自固定的范畴，硝化颗粒污泥是大量硝化细菌聚 集生长形成的颗粒状微生物聚集体，具有规则的外形，密实的结构，和优良的沉 淀性，利用它们能实现反应器中较高的污泥浓度，有助于实现较小的反应器占地 设计，可承受较高浓度的污水负荷及冲击负荷。
低C/N比高浓度氨氮废水的生物脱氮是目前废水脱氮领域研究和应用的热 点，利用短程硝化与厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺相结合处理低C/N比高浓度氨 氮废水，具有耗氧量少、污泥产量少、不需外加碳源等显著优点。SHARON工艺 成功的实现了短程硝化，然而其基于高温下两类硝化细菌生长速率不同的控制策 略决定了该工艺只能应用于高温废水，从而局限了它的应用。
CN1562799A公开了一种含氨废水短程硝化的快速启动方法，然而该方案将 温度控制在32～35℃，因此上述瓶颈仍然存在。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种利用硝化颗粒污泥实现低C/N比高浓度氨氮 废水短程硝化的方法。
本发明公布的利用硝化颗粒污泥实现低C/N比高浓度氨氮废水短程硝化的 方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
1)首先将一定量硝化颗粒污泥装入配有三相分离器的上流式好氧生物反应器， 硝化颗粒污泥的相关性状参数为：62g VSS/L、79g SS/L;
2)将高浓度氨氮废水稀释至氨氮浓度为200～300mg/L作为反应器进水，废水 在反应器中的水力停留时间为8～36h，保持反应器内的温度在16～35℃之 间，pH值在7.5～8.5之间，溶解氧浓度在1.5～3.5mg/L;
3)逐步降低高浓度氨氮废水的稀释倍数以增加进水中的氨氮浓度，直至以废水 直接作为进水，当氨氮去除率达到85%且运行稳定时，逐步降低水力停留时 间以提高生物反应器的容积负荷。
本发明的优点是：通过在上流式好氧生物反应器中接种硝化颗粒污泥，实现 了低C/N比高浓度氨氮废水短程硝化，并能够保持反应器长期稳定运行，为短程 硝化与厌氧氨氧化(ANAMMOX)组合工艺的应用提供了保障。
具体实施方式
首先培育硝化颗粒污泥，如下步骤：
1)首先将一定量接种物装入配有三相分离器的上流式好氧生物反应器;接种 物是大型厌氧生物反应器中的厌氧颗粒污泥;
2)废水或配制含有氨氮和有机碳源的模拟废水，模拟废水中还需添加适量的 由磷酸盐、微量元素和碳酸氢钠组成的培养促进剂;
3)将所述废水或模拟废水稀释至氨氮浓度为30～50mg/L作为反应器进水， 废水在反应器中的水力停留时间为8～36h，保持反应器内的温度在20～ 35℃之间，pH值在7.5～8.5之间，溶解氧1.5～5mg/L;
4)当氨氮去除率达到85%且运行稳定时，逐步提高进水中的氨氮浓度，直至 进水氨氮浓度达到250～350mg/L，稳定运行一段时间(一般60～120日)， 在反应器内获得硝化颗粒污泥。
在本发明中，所述培养促进剂中微量元素为Fe、Ca、Mg、Cu、B、Ni、Zn、 Co、Mn和Al中的一种或几种，每种微量微量元素在模拟废水的浓度为0.00002～ 0.02g/L。
在本发明中，所述培养促进剂中磷酸盐为K2HPO4、KH2PO4、Na2HPO4和NaH2PO4 中的一种或几种，磷元素在模拟废水的浓度为0.02～0.1g/L。
将一定量接种的硝化颗粒污泥装入上流式好氧生物反应器，硝化颗粒污泥的 相关性状参数为：62±4g VSS/L、79±3g SS/L。然后将高氨氮废水稀释至氨 氮浓度为200～300mg/L作为反应器进水并从底部泵入上流式好氧生物反应器。 保持反应器内的水力停留时间为8～36h，温度在16～35℃之间，pH值在7.5～ 8.5之间，溶解氧浓度在1.5～3.5mg/L之间。逐步增加进水中的氨氮浓度，直 至以废水直接作为进水，当氨氮去除率达到85%且运行稳定时，逐步降低水力停 留时间至3～15小时以提高生物反应器的容积负荷。
实施例1
将150ml硝化颗粒污泥接种到上部装有三相分离器的上流式好氧生物反应 器中，该反应器的有效容积为1.2L，接种后反应器中的污泥浓度约为9.88g SS/L。以模拟高氨氮废水作为反应器进水，具体水质为：氨氮500mg/L、COD 100mg/L。将模拟废水稀释至氨氮浓度为300mg/L作为反应器进水，反应器的操 作条件为：水力停留时间为24h，温度在24～27℃之间，pH值在7.6～8.3 之间，溶解氧2.0～3.0mg/L。当氨氮去除率达到85%且运行稳定时，逐步增加 进水中的氨氮浓度直至达到500mg/L。逐步缩短水力停留时间，运行28天后水 力停留时间为12小时，该上流式好氧生物反应器在总氮容积负荷1.0kg N/(m3·d) 条件下，氨氮去除率可达88%以上，反应器出水中的NO2 -/NO3 -维持在84%～91% 之间，并且具有较高的稳定性。
实施例2
将150ml硝化颗粒污泥接种到上部装有三相分离器的上流式好氧生物反应 器中，该反应器的有效容积为1.2L，接种后反应器中的污泥浓度约为9.88g SS/L。以模拟高氨氮废水作为反应器进水，具体水质为：氨氮500mg/L、COD 100mg/L。将模拟废水稀释至氨氮浓度为300mg/L作为反应器进水，反应器的操 作条件为：水力停留时间为16h，温度在26～29℃之间，pH值在7.8～8.5 之间，溶解氧2.5～3.5mg/L。当氨氮去除率达到85%且运行稳定时，逐步增加 进水中的氨氮浓度直至达到500mg/L。逐步缩短水力停留时间，运行23天后水 力停留时间为6小时，该上流式好氧生物反应器在总氮容积负荷2.0kgN/(m3·d) 条件下，氨氮去除率可达80%以上，反应器出水中的NO2 -/NO3 -维持在82%～90% 之间，并且具有较高的稳定性。
实施例3
将150ml硝化颗粒污泥接种到上部装有三相分离器的上流式好氧生物反应 器中，该反应器的有效容积为1.2L，接种后反应器中的污泥浓度约为9.88g SS/L。以模拟高氨氮废水作为反应器进水，具体水质为：氨氮500mg/L、COD 100mg/L。将模拟废水稀释至氨氮浓度为300mg/L作为反应器进水，反应器的操 作条件为：水力停留时间为24h，温度在18～21℃之间，pH值在7.6～8.3 之间，溶解氧1.5～2.5mg/L。当氨氮去除率达到85%且运行稳定时，逐步增加 进水中的氨氮浓度直至达到500mg/L。逐步缩短水力停留时间，运行42天后水 力停留时间为4小时，该上流式好氧生物反应器在总氮容积负荷3.0kg N/(m3·d) 条件下，氨氮去除率为75%以上，反应器出水中的NO2 -/NO3 -维持在86%～92%之 间，并且具有较高的稳定性。
由实施例可知，本发明公开的一种实现低C/N比高浓度氨氮废水短程硝化的 方法切实有效，能够实验低C/N比高浓度氨氮废水的短程硝化。将该方法应用于 垃圾渗滤液、污泥消化液等低C/N比高浓度氨氮废水的处理，具有重要的意义。