[发明专利]一种单级自养脱氮反应器的启动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单级自养脱氮反应器的启动方法，在实现亚硝酸阶段的 基础上启动单级自养脱氮反应器，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

随着经济和社会发展，人类活动加剧，自然界原有的物质循环受到破坏， 大量氮、磷等元素通过生活污水、工业废水、农业废水等途径排放进入水体， 使受纳水体氧含量降低，加速水体的富营养化进程，严重危害了人类赖以生 存的环境。氮素污染已成为当前急待解决的重大环保课题。

单级自养脱氮工艺是指在同一构筑物内、由自养菌完成从氨氮至氮气全 部转化过程的一类工艺，是近10年来出现的一种新型脱氮工艺。目前，主流 观点认为单级自养脱氮系统内的氨氮是由亚硝化反应和厌氧氨氧化反应联合 去除的，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； 部分氨氮首先在亚硝化菌的作用下被氧化为亚硝酸氮，生成的亚硝酸氮则与 剩余的氨氮一起被以厌氧氨氧化菌转化为氮气而实现氨氮的去除。由于该生 化反应是在一个反应器内进行，且整个过程完全在自养菌的作用下完成，不 需要外加有机碳源，因此，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。

由于单级自养脱氮工艺中氨氮的去除是在亚硝化菌和厌氧氨氧化菌这两 种自养微生物的联合作用下完成的，通常自养微生物的生长速率较慢，亚硝 化菌的世代周期为8～36小时，而厌氧氨氧化菌的生长速率更慢，其世代周 期长达11天，严重地制约了反应器装置的启动进程；并且亚硝化菌属于好氧 菌，而厌氧氨氧化菌属于严格的厌氧菌，如何控制反应器运行条件以创造适 于好氧菌与厌氧菌共存的微环境是实现单级自养脱氮工艺的关键。此外，由 于单级自养脱氮工艺是一种全新的生物脱氮工艺，要付诸于工程应用，尚没 有现成的接种污泥。因此，如何获得适宜的接种污泥并创造好氧与厌氧共存 的微环境，进而成功启动单级自养脱氮反应器即成了该工艺实际工程应用中 必须攻克的难题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种启动时间短、 启动方式简单易行的单级自养脱氮反应器的启动方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

1)首先接种污泥于单级自养脱氮反应器内，所述反应器为生物膜序批式 反应器：反应器所接种的污泥为好氧污泥和厌氧污泥的混合污泥，两者的混 合体积比为1～2∶1，接种总量为反应器有效容积的60～70％，通过搅拌使污 泥保持悬浮状态。

2)在限制性供氧和少量有机碳源的条件下，构建以亚硝化菌和硝化菌为 主导的微生物系统。具体操作为：少量有机碳源通过控制反应器进水氨氮浓 度小于500mg/L同时C/N比小于2实现；控制溶解氧为0.8～1.5mg/L，温度 为20～35℃，pH为7.0～8.5，水力停留时间为18～36小时。

3)然后通过限制性供氧，控制氨氮氧化至亚硝酸阶段，以富集亚硝化菌， 抑制硝化菌的生长，建立以亚硝化菌为主导的微生物系统。具体操作为：控 制溶解氧为0.5～1.2mg/L，温度为20～35℃，pH为7.0～8.5，水力停留时间 为18～36小时。

4)在稳定的亚硝酸阶段基础上，通过调整曝气方式及控制溶解氧水平， 优化亚硝化菌及厌氧氨氧化菌共存的微环境，促使厌氧氨氧化菌的生长与富 集，从而成功启动单级自养脱氮系统。

第4)步优化亚硝化菌及厌氧氨氧化菌共存的微环境可采用间歇曝气或连 续曝气方式实现：当采用间歇曝气方式时，曝气时间为1.5～3.0小时，曝停 时间比为1∶1，曝气时溶解氧条件为1.8～2.5mg/L，停曝时溶解氧条件为0.2～ 0.5mg/L；当采用连续曝气方式时，溶解氧条件为0.5～1.0mg/L。不管是间歇 曝气还是连续曝气，控制温度为20～35℃，pH为7.0～8.5，水力停留时间48～ 192小时。

本发明通过限制性供氧，在实现亚硝酸阶段的基础上，可在较短时间内 启动单级自养脱氮系统，这样就解决了单级自养脱氮反应器接种物来源的难 题，并且启动方式简单易行，降低了系统启动难度，缩短了启动时间。以本 方法启动反应器，反应器出水氨氮转化率和总氮去除率分别达到了90％和 80％以上，达到了稳定高效的脱氮效果。

具体实施方式