[发明专利]甜菜碱在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及甜菜碱的新用途——作为添加剂在维持厌氧氨氧化系统常温稳定运行中的应用。

(二)背景技术

由于人类活动的影响，氮素在水体中过多积累，导致了严重的水体富营养化现象，严重影响了生态系统安全。

厌氧氨氧化是一种新型生物脱氮工艺，是指在厌氧条件下，以亚硝酸盐为电子受体，将氨氧化为氮气的生物反应。厌氧氨氧化工艺不仅可以省去传统脱氮过程中硝化反应的充氧能耗，和反硝化反应中需要添加有机外源电子供体，还改善硝化反应产酸，反硝化产碱而均需中和的状况。减少了化学试剂的需求量，防止可能出现的二次污染，可比传统生物脱氮工艺节省40％的运行费用。厌氧氨氧化工艺还具有很高的容积效率，实验室小试研究表明，该工艺最大容积负荷可达125kg-N/(m³·d)。

能够进行厌氧氨氧化工艺的温度范围为6～43℃，最适温度在35℃左右。然而由于季节的交替和地理位置的不同，一般废水的温度都处于常温(通常为15～25℃，或者更低)。温度的降低会导致厌氧工艺处理负荷和处理效率大幅降低，污泥沉降性下降，严重影响了系统的正常运行。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种常温下快速实现高效稳定运行厌氧氨氧化工艺的新途径，以克服常温条件下厌氧氨氧化反应器驯化时间长的不足。该方法操作简单灵活，只需结合厌氧氨氧化反应器进水温度的变化，适时添加一定的甜菜碱，从而实现较高的去除效率。

本发明采用的技术方案是：

甜菜碱作为添加剂在维持厌氧氨氧化系统常温条件下稳定运行中的应用。所述常温条件，是指对系统进水温度不加控制(现有厌氧氨氧化工艺的最适温度为35℃)，即废水温度为15～25℃，或者更低。

所述厌氧氨氧化系统可在35℃左右温度下按照常规方法启动，具体过程可如下：接种已稳定运行的厌氧氨氧化反应器内的污泥，置于恒温室内培养，采用NH₄⁺-N和NO₂^--N比例为1∶1～1∶1.3的进水，控制进水温度为35±1℃，启动初期基质浓度控制在70～100mg/L，水力停留时间为1d，经过1个月的运行，完成了厌氧氨氧化工艺的启动，并通过增加进水基质浓度和缩短水力停留时间的方法，提高反应器氮负荷，基质浓度的调节为NH₄⁺-N，NO₂^--N各增加28mg/L～36mg/L，HRT为每次减小2～0.5h。厌氧氨氧化系统按照上述方法启动之后将其再移出恒温室，添加甜菜碱于常温条件下运行。

具体的，所述应用为：启动厌氧氨氧化系统，将甜菜碱加入废水中作为厌氧氨氧化系统进水，对进水水温不加控制，运行厌氧氨氧化系统，对废水进行处理。

优选的，所述甜菜碱在废水中的添加量为1～5mmol/L。

所述废水为常规适用于厌氧氨氧化工艺的废水，优选的，所述废水中NH₄⁺-N和NO₂^--N物质的量之比为1∶1～1.3。

本发明的有益效果主要体现在：采用添加外源甜菜碱的方法，可提高厌氧氨氧化工艺在常温下运行的性能；实验证明，该方法可以有效缩短厌氧氨氧化工艺处理常温废水所需的启动时间，提高其去除效率，增强反应器的稳定性。

(四)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：

厌氧氨氧化工艺的启动：