[发明专利]一种在较高溶解氧水平下实现单级自养脱氮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现单级自养脱氮工艺的新方法，可以在较高溶解氧水平下实现单级自养脱氮工艺，以处理垃圾填埋场的垃圾渗滤液、污水处理厂的污泥析出液以及家禽养殖场的动物粪便废水等高氨氮低C/N比废水。

背景技术

单级自养脱氮工艺是指在不投加有机碳源的情况下，由同一个构筑物内的自养菌完成氨氮至氮气的全部转化过程的一类工艺。单级自养脱氮工艺尤其适于处理垃圾填埋场的垃圾渗滤液、污水处理厂的污泥析出液以及家禽养殖场的动物粪便废水等一类高氨氮低C/N比的废水。

单级自养脱氮工艺是由发生在生物膜或活性污泥絮体外层空间的亚硝化反应和发生在内层空间的厌氧氨氧化反应联合完成的。由于亚硝化反应是一个好氧过程，而厌氧氨氧化反应是一个厌氧过程，因此，对系统限制性供氧以构建好氧和厌氧共存的微环境是实现单级自养脱氮工艺的关键。目前国内外研究者普遍认为单级自养脱氮工艺需在溶解氧浓度(DO)低于1.0mg/L的较低水平下才能实现，使单级自养脱氮系统溶解氧的控制范围很狭窄，给单级自养脱氮系统溶解氧的控制带来了一定的难度。

发明内容

针对现有单级自养脱氮工艺溶解氧控制范围狭窄而不利于运行管理的问题，本发明的目的是提供一种在较高溶解氧水平下实现单级自养脱氮的方法，本发明在曝气阶段溶解氧浓度可达1.8-2.5mg/L的较高水平。

本发明的目的是这样实现的：一种在较高溶解氧水平下实现单级自养脱氮的方法，其特征在于：废水进入反应器内进行反应，反应器内投加有活性污泥，在如下控制条件下可实现曝气阶段反应器内的溶解氧浓度为1.8-2.5mg/L的较高水平、停曝阶段溶解氧浓度为0.2-0.5mg/L的较低水平而实现单级自养脱氮：反应器的运行方式为进水0.5-1.5小时、反应20.5-94.5小时、沉淀与排水1.0-2.0小时，排水比为0.5，进水氨氮容积负荷为0.04-0.13kgN/(m³·d)，污泥负荷为0.04-0.25kgN/(kgMLSS·d)，反应器内废水温度设置为25-35℃，调节反应器进水pH值为7.0-8.5，水力停留时间为48-192小时，对反应器进行间歇曝气，曝气时间为1.5-3.0h且曝停时间比为1∶1。

进一步地，反应器为生物膜序批式反应器，向反应器中投加废水处理填料，可以为软性组合纤维填料、弹性立体填料或空心球悬浮填料等，填充体积比为20-40％。

本发明的有益效果是，拓宽了实现单级自养脱氮工艺的溶解氧浓度控制范围，降低了单级自养脱氮系统运行管理的难度，并使单级自养脱氮系统的运行方式更加灵活。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的说明。

本发明提供一种在较高溶解氧水平下实现单级自养脱氮的方法，以高氨氮低C/N比废水为处理对象，采用生物膜序批式反应器，废水进入反应器内进行反应，反应器内设有软性组合纤维填料、弹性立体填料或空心球悬浮填料，填充体积比(填料体积与反应器有效容积之比)为20-40％。在如下控制条件下：反应器的运行方式为进水0.5-1.5小时、反应20.5-94.5小时、沉淀与排水1.0-2.0小时，排水比为0.5，进水氨氮容积负荷为0.04-0.13kgN/(m³·d)，污泥负荷为0.04-0.25kgN/(kgMLSS·d)，反应器内废水温度控制为25-35℃，调节进水pH值为7.0-8.5，水力停留时间为48-192小时，对反应器进行间歇曝气，曝气时间为1.5-3.0h且曝停时间比为1∶1，此时控制系统曝气时的溶解氧浓度为1.8-2.5mg/L的较高水平、停曝阶段溶解氧浓度为0.2-0.5mg/L的较低水平，可较好地实现单级自养脱氮工艺，出水氨氮转化率和总氮去除率可达到较高水平。

具体实施例：以人工配制的模拟氨氮废水(NH₄⁺-N浓度为160mg/L)为研究对象，采用有效容积为30L的生物膜序批式反应器，并向反应器内投加软性组合纤维填料，填充比30％，反应器运行方式为进水0.5小时、反应22.5小时，沉淀和排水1.0小时，排水比为0.5，进水氨氮容积负荷为0.08kgN/(m³·d)，污泥负荷为0.06kgN/(kgMLSS·d)，在温度为30℃±2℃，pH值为7.8～8.2，系统水力停留时间为48h，间歇曝气且曝气时间∶停曝时间为2h∶2h，曝气阶段DO为2.0～2.5mg/L、停曝阶段DO为0.2-0.4mg/L的条件下，单级自养脱氮系统中的氨氮转化率和总氮去除率分别达到90％和80％以上。

该工艺方法处理的对象是氨氮浓度为40-500mg/L，C/N比为0-3的高氨氮低C/N比废水，如垃圾填埋场的垃圾渗滤液、污水处理厂的污泥析出液以及家禽养殖场的动物粪便废水等。