公布日：2023.02.03
申请日：2022.11.09
分类号：C02F3/28(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明提供一种对低盐低C/N废水高效脱氮的新技术，属于生物脱氮技术领域，通过生物挂膜法快速启动硫自养反硝化反应器，通入人工配制废水，在废水中加入少量的葡萄糖后，体系能够很好的适应人工配制废水，微生物生长迅速，脱氮效果良好。相比常规的异养反硝化工艺既节约了碳源，减少污泥排放和二次污染，还形成良好的硫自养/异养协同反硝化作用系统；在设定HRT为4h的时候，对30mg/L的硝态氮去除效果可以达到96％，体系稳定高效；在加入2g/L的低盐条件下，体系并无抑制作用，正常高效运行；该技术成本低廉，操作简便，脱氮效果显著，可以大规模应用。
权利要求书
1.一种对低盐低C/N废水高效脱氮的新技术，其特征在于：包括以下步骤：(1)反应器的选用：选用圆柱形升流式反硝化生物反应器，反应器的材质为有机玻璃，反应器的内径为8.6cm，反应器的外径为9.6cm，反应器的高度为90cm，反应器的有效容积为4L，反应器内设置有填料和人工配制废水，填料的高度为22.5cm，水的容积为2.2L；(2)反应器的启动：采用生物挂膜法启动反应器，通过监测反应器内出水水质及反应器的运行效果来探究反应器启动情况，反应器启动污泥取自生活污水活性污泥，通过每天检测出水NO3-，NO2-，TN等指标的浓度，连续一周测定NO3-、TN的去除效果达到90％以上，并且无NO2-积累，能看到有明显的生物膜附着，表明反应器启动成功；(3)反应器的稳定运行阶段：反应器稳定运行阶段进水采用人工配制废水，废水配方为：每1L自来水，加入0.033g葡萄糖、0.182g硝酸钠、0.0045g磷酸二氢钾和微量元素营养液1mL/L，在0-5天设定HRT为10小时，5-10天设定HRT为7h，10-25天设定HRT为4h，在HRT为4h期间，对NO3-、TN去除效果可达95％，且无NO2-、NH4+积累，实现了快速启动，系统稳定运行；(4)在稳定运行15天后，向配水中加入2g/L的NaCl，观察硫自养/异养协同体系在低盐条件下是否对脱氮效率有抑制，结果表明低盐对于本反应体系并无影响，体系正常运行，对NO3-N、TN去除效率达到96％。
2.根据权利要求1所述的一种对低盐低C/N废水高效脱氮的新技术，其特征在于：在步骤(1)中，反应器内的填料为硫磺和石灰石颗粒，硫磺和石灰石颗粒的体积比为1：1，硫磺的粒径为3-4mm，石灰石颗粒的粒径为2-3mm。
3.根据权利要求1所述的一种对低盐低C/N废水高效脱氮的新技术，其特征在于：在步骤(2)中，驯化废水的指标浓度为：NO3--N＝20mg/L，NO2--N＝9mg/L，NH4+-N＝3mg/L，TN＝30mg/L，COD＝30mg/L，pH值为7.5。
4.根据权利要求1所述的一种对低盐低C/N废水高效脱氮的新技术，其特征在于：在步骤(2)中，反应器启动用水量为：0-7天HRT为10h，7-15天HRT为7h。
5.根据权利要求1所述的一种对低盐低C/N废水高效脱氮的新技术，其特征在于：在步骤(3)中，废水水质的指标浓度为：COD＝30±2mg/L，PO43-＝1±0.2mg/L，NO3-＝30±1mg/L，pH值为7.0-7.2。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对低盐低C/N废水高效脱氮的新技术，解决现有启动时间慢、稳定性不高、脱氮效率不理想、耐盐性一般的技术问题。本发明通过生物挂膜法启动反应器，通入人工配水，形成良好的自养/异养协同反硝化作用系统，在HRT为4h时，对30mg/L硝态氮的去除效果可以达到96％，在2％低盐条件下，体系并无抑制作用，正常高效运行；具有快速启动、耐低盐、脱氮效果优异、体系稳定的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种对低盐低C/N废水高效脱氮的新技术，包括以下步骤：
(1)反应器的选用：选用圆柱形升流式反硝化生物反应器，反应器的材质为有机玻璃，反应器的内径为8.6cm，反应器的外径为9.6cm，反应器的高度为90cm，反应器的有效容积为4L，反应器内设置有填料和人工配制废水，填料的高度为22.5cm，水的容积为2.2L；
(2)反应器的启动：采用生物挂膜法启动反应器，通过监测反应器内出水水质及反应器的运行效果来探究反应器启动情况，反应器启动污泥取自生活污水活性污泥，通过每天检测出水NO3-，NO2-，TN等指标的浓度，连续一周测定NO3-、TN的去除效果达到90％以上，并且无NO2-积累，能看到有明显的生物膜附着，表明反应器启动成功；
(3)反应器的稳定运行阶段：反应器稳定运行阶段进水采用人工配制废水，废水配方为：每1L自来水，加入0.033g葡萄糖、0.182g硝酸钠、0.0045g磷酸二氢钾和微量元素营养液1mL/L，在0-5天设定HRT为10h，5-10天设定HRT为7h，10-25天设定HRT为4h，在HRT为4h期间，对NO3-、TN去除效果可达95％，并且无NO2-、NH4+积累，实现了快速启动，系统稳定运行；
(4)在稳定运行15天后，向配水中加入2g/L的NaCl，观察硫自养/异养协同体系在低盐条件下是否对脱氮效率有抑制，结果表明低盐对于本反应体系并无影响，体系正常运行，对NO3-N、TN去除效率达到96％。
进一步地，在步骤(1)中，反应器内的填料为硫磺和石灰石颗粒，硫磺和石灰石颗粒的体积比为1：1，硫磺的粒径为3-4mm，石灰石颗粒的粒径为2-3mm。
进一步地，在步骤(2)中，驯化废水的指标浓度为：NO3--N＝20mg/L，NO2--N＝9mg/L，NH4+-N＝3mg/L，TN＝30mg/L，COD＝30mg/L，pH值为7.5。
进一步地，在步骤(2)中，反应器启动用水量为：0-7天HRT为10h，7-15天HRT为7h。
进一步地，在步骤(3)中，废水水质的指标浓度为：COD＝30±2mg/L，PO43-＝1±0.2mg/L，NO3-＝30±1mg/L，pH值为7.0-7.2。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明通过生物挂膜法启动反应器，通入人工配水，形成良好的自养/异养协同反硝化作用系统，在HRT为4h时，对各种氮素的去除效果可以达到96％，在2％低盐条件下，体系并无抑制作用，正常高效运行；具有快速启动、耐低盐、脱氮效果优异、体系稳定的特点。
（发明人：陆立海;黄雪娇;谢春敏;刘熹;熊建华;樊文杰;江赵洁;韦海浪;刘俊超）