[发明专利]一种利用前置厌氧搅拌快速启动亚硝化的方法

说明书

技术领域

本发明属于城市污水处理与资源化领域。具体涉及利用反应前期厌氧搅拌的作用实现亚硝化的快速启动的方法。

背景技术

近年来，虽然我国污水处理率不断提高，但由氮和磷污染引起的水体富营养化问题不仅没有解决，而且日益严重趋势。这就要求我们在提高污水处理率的同时，进一步严格控制污水处理厂氮和磷的排放。因此，在我国污水处理工艺中应用脱氮除磷新技术，实现污水厂稳定、高效、低耗运行至关重要。国内外学者对污水生物脱氮技术进行了大量研究，污水生物脱氮理论取得了较大突破，与此同时，废水生物脱氮技术也取得了快速发展，涌现出一批具有创新意义的生物脱氮工艺，如同时硝化反硝化技术、亚硝化反硝化技术、亚硝化-厌氧氨氧化技术等，而其中多种技术都以亚硝化为前提的。

1975年，Votes等在处理高氨氮废水时发现亚氮积累现象，并首次提出了亚硝化反硝化的概念。这一发现使人们摆脱了过去一直认为实现废水的生物脱氮就必须经过全程硝化和反硝化才能去除的观点。

1986年Sutherson等通过实验证明了经过亚硝化途径进行生物脱氮的可行性，同年Turk和Mavinic用推流式前置反硝化活性污泥脱氮系统也取得了亚硝化生物脱氮的成功。其次比较成功把短程硝化应用到实际污水处理中的是1997年Delft大学开发出的SHARON工艺。其基本原理是在同一个反应器内实现短程硝化和反硝化，生成氮气。该工艺是在较高的温度（30~40℃）下，采用单个CSTR（Continuous flow Stirred Tank Reactor）反应器实现的

1998年比利时Gent大学开发了OLAND工艺。Linping Kuai用4L的SBR反应器，在配水氨氮浓度为1000mg/L的条件下达到氨氮去除负荷0.13g/（L·d）。

2001年，Van Dongen等首先以实验室规模研究了亚硝化—厌氧氨氧化耦合的工艺处理荷兰Dokhaven污水处理厂低碳氮比的硝化污泥上清液。

目前亚硝化—厌氧氨氧化工艺在其他地区尚未见到有工业化应用的报道，因此，如何有效的控制该技术的运行条件和参数等问题仍需继续进行研究。世界各国特别市欧洲发达国家的科学家都在致力于此方面的研究，我国也正处在实验室研究阶段。

大量的研究已经证实了亚硝化对于新型脱氮工艺的价值，然而目前能够快速启动亚硝化以及亚硝化的稳定运行仍是阻碍这一技术广泛进行实际应用的难点。因为在开放体系中，氨氧化菌和亚硝酸氧化菌普遍共存，而且它们的特性比较接近，并不容易将二者区分出来。研究多利用二者的氧饱和系数以及对游离氨的限制范围来进行亚硝化的启动，而过高的游离氨大多是由较高的进水氨氮浓度、pH等条件进行调节，不能普遍的用于实际应用中，此外过低的溶解氧启动又会延长了启动时间。而前置厌氧搅拌是利用了AOB的“饥饿效应”，即AOB相比于NOB在突增的基质下能有更好的适应性和活性。通过这一原理利用在反应前期进行厌氧搅拌的运行方式，使AOB和NOB都处在一个“饥饿”的状态下，从而更好的抑制NOB，加快亚硝化启动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用前置厌氧搅拌的方式实现硝化污泥的快速启动亚硝化的方法。

本发明提供一种硝化污泥实现亚硝化快速启动的方法，其特征在于：

将污水处理厂硝化污泥接种到SBR反应器中，进水氨氮浓度为120±15mg/L，控制溶解氧在0.2-0.5 mg/L连续曝气8-12小时，让接种污泥适应新环境；适应结束后，采用连续曝气，连续取样测定三氮浓度直到氨氮浓度为0，此时间确定为SBR反应时间即为每个周期曝气反应时间；

确定反应时间后，继续控制溶解氧为0.20-0.50mg/l，进水氨氮浓度120±15mg/L，并在每个周期反应前进行前置厌氧搅拌，前置厌氧搅拌时间与SBR反应时间比为1：3，计算出水亚硝化率即反应积累的亚硝酸盐与积累的亚硝酸盐与硝酸盐之和的比值。维持此条件运行，待亚硝化率达到90%以上，再一直稳定运行15天30个周期以上，即成功启动亚硝化。

直接接种污水处理厂回流硝化污泥于序批式生物反应器（SBR）中，控制进水氨氮浓度为120±15mg/L，并通过调节曝气量控制溶解氧稳定在0.20-0.50mg/L。在每个周期反应前对污泥进行厌氧搅拌，前置厌氧搅拌时间与SBR反应时间比为1：3，计算出水亚硝化率即反应积累的亚硝酸盐与积累的亚硝酸盐与硝酸盐之和的比值。待亚硝化率达到90%以上，此条件下稳定运行15天30个周期以上。