[发明专利]一种通过好氧饥饿快速实现城市污水短程硝化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用好氧饥饿处理活性污泥的方式快速实现城市污水短程硝化的方法，属于污水处理领域。

背景技术

由于自然环境的多变性和不确定性，生长于其中的微生物不可避免的会面临营养物质短缺的饥饿期，恶劣的饥饿环境考验着区域内各类微生物的生存，同时也为微生物种群的变化创造了条件。为保证细胞的长期维持，微生物进化出了各种饥饿应对机制，主要有改变细胞结构、缩小细胞尺寸、减少细胞维持的能量需求、形成胞内能量颗粒、改变细胞代谢途径等等。

硝化细菌是一类化能营养型细菌，主要包括氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)两类，它可以将NH₄⁺转化为NO₂^-、NO₂^-转化为NO₃^-，在污水的脱氮过程中发挥着不可替代的作用。短程脱氮技术是将生物硝化过程控制在氨氧化阶段，而后直接进行反硝化，进而实现节能降耗的目的。短程硝化是短程脱氮技术的关键，而实现短程硝化的关键在于实现AOB的富集以及NOB的抑制和淘洗。

目前，用于实现短程硝化的方法主要有高温、高pH值、高浓度游离氨(FA)和高浓度游离亚硝酸(FNA)、低溶解氧(DO)、短SRT、曝气时间控制、缺好氧交替运行和投加抑制剂等。不过，以上的短程硝化实现方式均是在系统运行过程中创造一个适合AOB生长、抑制或减缓NOB生长的环境，并需要一定长度的淘洗时间，才能逐渐形成AOB种群丰度大于NOB的短程脱氮系统。然而，系统在这个阶段过程中并不稳定，一旦失去了严格地抑制NOB的环境，或者NOB适应了之前的抑制环境，NOB就可以开始迅速生长，破坏短程硝化的实现。

如果在系统启动运行之前，能够采用一种手段大大减少NOB的种群丰度，扩大两者的种群数量差异；在启动运行之后，AOB因其种群数量上和基因结构上的优势快速得以生长，这样就避免了常规短程硝化实现方法对于淘洗时间的要求，故而能够保证系统短程硝化的快速实现。

发明内容

本发明专利的目的在于提出了一套快速实现城市污水短程硝化的方法。本发明利用了氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌在好氧饥饿条件下衰减速率的差异及恢复运行过程中环境相应能力的不同，对于活性污泥采用好氧饥饿处理的方式，快速扩大了AOB和NOB之间的活性差异；之后启动反应器，辅以曝气时间控制及污泥龄控制，从而快速实现了城市污水的短程硝化。

好氧饥饿快速实现城市污水短程硝化的试验装置，主要包括：一套SBR反应装置(12)和在线pH、DO检测设备；如图1所示，SBR反应装置(12)置于一个磁力转子搅拌器(6)上，内部放置一个转子(7)便于反应器内部活性污泥的混匀；进水系统(5)、出水系统(1)、加药系统(2)、曝气系统(3)和取样系统(4)均设置在SBR反应装置顶部，其中进水系统、出水系统和加药系统均采用蠕动泵定时运行，曝气系统由气泵通过硅胶管与粘砂块(8)连接而成，粘砂块(8)位于SBR反应装置(12)内部；SBR反应装置(12)侧壁设置溢流管(13)和排泥管(14)；DO探头(9)和pH探头(10)通过预留孔置于SBR反应装置(12)两侧，并通过数据线与主机(11)连接，可以实时记录反应器内部污泥反应情况。

好氧饥饿处理活性污泥快速实现城市污水短程硝化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)好氧饥饿处理前，接种全程活性污泥，调试反应器保证各设备的正常运行；

(2)好氧饥饿处理，关闭反应器的进水系统和出水系统，连续搅拌同时保持曝气系统的开启，不加有机物的情况下使活性污泥处于一种好氧饥饿的环境中，定期取样测定反应器内部的物质变化(一般为每天一测)，好氧饥饿的时间视污泥的性质而定，一般，当饥饿体系中的氨氮浓度大于等于30mg N·L^-1时，可停止好氧饥饿处理，进入活性恢复阶段；