[发明专利]一种控制高负荷反应器中厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的方法

说明书

一种控制高负荷反应器中厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的方法，属于废水处理领域。在高负荷运行状态的前0～20d即早期，每天向反应器进水中外源添加一定浓度的两种AHLs信号分子混合溶液，之后的时间不再添加AHLs信号分子；所述的AHLs信号分子为C8‑HSL和C6‑HSL。本发明能够同时控制高负荷厌氧氨氧化反应器中颗粒污泥上浮流失并提高颗粒污泥的活性，使高负荷反应器保持稳定且较高的脱氮效能。

技术领域

本发明属于废水处理领域，尤其涉及废水处理过程中的厌氧氨氧化脱氮技术，具体涉及一种控制高负荷反应器中厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的方法。

背景技术

厌氧氨氧化(ANAMMOX)作为一种新型生物脱氮工艺，具有能耗低，运行成本低，脱氮效率高等诸多优点。但是ANAMMOX菌增值缓慢，难以持留，这限制了ANAMMOX技术在实际废水处理中的应用与发展。ANAMMOX颗粒污泥沉降性能良好，可有效持留生物量，可是在高负荷反应器中，ANAMMOX污泥颗粒易上浮流失，导致反应器运行不稳定。部分学者进行过相关研究并提出相应的控制策略，如打碎上浮的污泥颗粒再投加至反应器中，或控制合适水力剪切速率等。然而这些方法并不能从根本上调控ANAMMOX微生物的生理行为使其自发凝聚成更密实，沉降性能更好的颗粒，所以局限性较大。比如打碎上浮污泥颗粒再投加至反应器中需要不断收集上浮的污泥颗粒，再将其打碎重新投加至反应器中，工程量较大，仅适合规模较小的装置；而控制合适的剪切速率这种方法对于不同类型的反应器需要进行相应实验探索适合该类型反应器的剪切速率，因此上述方法在实际应用中操作复杂，并且容易受到各种限制。

发明内容

基于现有技术中存在的问题，本发明提供一种控制高负荷反应器中厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的方法，该方法从一个新的角度—微生物群体感应，进行高负荷反应器中厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的控制。该方法相比现有技术，其是从根本上调控厌氧氨氧化微生物的生理行为，使其自发凝聚成更密实、沉降性能更好的颗粒，因此可有效控制颗粒污泥上浮，并且操作简单，易于实现，适用性强。本发明相比其他通过信号分子调控微生物生理行为方法的创新之处有二：一是仅在反应器运行前期添加信号分子，后期不再添加，通过前期外源添加的信号分子诱发颗粒污泥持续内源释放相应的信号分子，从而对颗粒污泥特性产生长期影响。二是外源添加的是两种信号分子混合溶液，并不是单一信号分子溶液，两种信号分子分别调控了颗粒污泥的沉降性能及活性。因此可达到既有效控制了高负荷厌氧氨氧化颗粒污泥上浮，防止污泥流失的效果；同时又提高了污泥活性，保证了高负荷厌氧氨氧化反应器稳定且较高的脱氮效能。

为了达到上述目的，本发明通过如下技术方案来实现：

在高负荷厌氧氨氧化反应器启动初期，向进水中外源添加AHLs(酰基高丝氨酸内酯类)群体感应信号分子，具体操作步骤和工艺条件如下：

取稳定运行(如运行时间至少1年)的低负荷(总氮负荷NLR低于0.5kg-TN/(m³·d))厌氧氨氧化反应器中的颗粒污泥作为接种污泥，采用递增负荷的方式驯化颗粒污泥适应高负荷环境；驯化期内通过不断提高进水氨氮及亚硝氮浓度、缩短水力停留时间HRT的方式提高总氮负荷NLR；当NLR达3.0kg-TN/(m³·d)或/及以上，厌氧氨氧化颗粒污泥的总氮去除率持续高于80％，则驯化结束；驯化结束后继续提高NLR，反应器进入高负荷运行状态；驯化结束后反应器在高负荷状态下运行至少达到150d，其中在高负荷运行状态的前0～20d，每天向反应器进水中外源添加一定浓度的AHLs信号分子，之后的时间不再添加AHLs信号分子。

驯化期及高负荷运行期间，反应器运行温度均为30±7℃，进水pH均为6.5～7.5，进水溶解氧均在0.5mg/L以下。

驯化期进水氨氮浓度为40～200mg/L，亚硝氮浓度为53～260mg/L，进水氨氮和亚硝氮浓度之比为1:1.32，HRT为3～6h，NLR为0.3～3.0kg-TN/(m³·d)。