[发明专利]一种利用超声波活化低温条件下厌氧氨氧化污泥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用超声波活化低温条件下厌氧氨氧化污泥的方法。

背景技术

厌氧氨氧化是一种新型生物脱氮工艺，能够在厌氧条件下以亚硝酸盐为电子受体将氨氮氧化为氮气，实现两种氮素污染物的同时脱除，相比于传统生物脱氮工艺，厌氧氨氧化具有脱氮效果好、能耗低、无需外加有机碳源、运行成本低等优点，工业应用前景广阔。但是厌氧氨氧化菌对环境条件敏感，最适温度为30～35℃，温度过低会导致其脱氮性能下降。然而由于季节变化或者地理位置的差异，导致实际的运行温度难以维持在30～35℃，而人为控温设施复杂且经济成本较高。维持厌氧氨氧化菌稳定且高效的脱氮性能是该工艺应用于实际废水处理的重要前提。常见的提高厌氧氨氧化脱氮性能的方法主要有促进污泥颗粒化、添加载体及投加营养物质等。这些技术虽然在一定程度上能够提高厌氧氨氧化菌脱氮性能，但是这些方法均存在一定弊端，如起效时间较长、操作过程复杂、操作技术要求高等。

适当强度的超声辐射对微生物反应具有显著刺激作用，可以使细胞壁和细胞膜变薄，促进传质，使得更多的底物分子进入细胞内，增加酶与底物的接触，同时有利于代谢产物的排出，加速菌体代谢以及对污染物的处理。本发明将超声辐射用于激活厌氧氨氧化菌的活性，进而提高其脱氮性能，以维持厌氧氨氧化工艺在低温条件下稳定高效运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用超声波活化低温条件下厌氧氨氧化污泥的方法，可以提高厌氧氨氧化菌脱氮性能。

本发明采用技术方案是：

一种利用超声波活化低温条件下厌氧氨氧化污泥的方法，所述低温条件指厌氧氨氧化反应器运行的温度为30℃以下(优选15～30℃)，所述方法为：反应容器中加入待活化厌氧氨氧化污泥，然后进行水浴超声处理，水浴温度为31～35℃，超声条件为：频率20kHz、强度0.7～0.9w/cm²，时间为1.7～2.0min；超声处理后得到活化的厌氧氨氧化污泥。

所述待活化厌氧氨氧化污泥通常为受低温条件影响导致脱氮性能降低的厌氧氨氧化污泥。活化的厌氧氨氧化污泥可用于低温条件下(一般为15～30℃温度)的厌氧氨氧化反应器中运行。

所得到活化的厌氧氨氧化污泥可加入厌氧氨氧化反应器中继续运行，每隔7～8天，厌氧氨氧化污泥的活性下降，脱氮性能降低后，可重复上述活化步骤。

进一步，水浴超声处理的条件优选为：水浴温度为32℃，超声强度为0.9w cm^-2，超声时间为1.9min。

本发明通过对受低温条件影响导致脱氮性能较低的厌氧氨氧化颗粒污泥进行超声波辐射处理，能够及时快速地解决低温导致的厌氧氨氧化菌脱氮能力下降的问题。试验证明此方法能够很好地提高低温条件下(15～30℃温度下)厌氧氨氧化菌的脱氮性能。

本发明提供了一种可用于低温条件下(15～30℃温度)的厌氧氨氧化反应器中运行的活化的厌氧氨氧化污泥。

本发明专利的优点主要体现在：1)操作方法简单，参数易于控制；2)见效快；3)活化效果好。

附图说明

图1超声辐射对不同温度下反应器的总氮负荷(NLR)和总氮去除负荷(NRR)的影响曲线图。图1中，◆：R_U的NLR，◇：R_U的NRR，■：R_C的NLR，□：R_C的NRR，●：运行期的温度。

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。

所用仪器：额定频率28kHz超声仪(华深科工，深圳)，超声仪功率为0-800W。

实施例1：

步骤：

1)污泥活化前反应器的运行状况

两组构型相同，有效体积为1.0L的UASB反应器，接种污泥为实验室成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥，接种污泥VSS(可挥发性悬浮物)为8.20g L^-1，同时置于实验室内(无温控设施)，实时记录反应器内温度变化，控制进水pH值为8.0±0.5，将反应器分为两组：试验组(R_U)和对照组(R_C)，处理含氮废水。