[发明专利]一种基于MBBR的CANON系统的快速启动方法

说明书

本发明公开了一种基于MBBR的CANON系统的快速启动方法，属于生物脱氮技术领域。其解决了现有技术中接种量大、启动慢、负荷低、运行不稳定等技术问题。本发明通过将主体装置平均拆分为两个相同反应器并串联连接，每个反应器独立安装有搅拌装置、曝气装置、连接装置，且每个反应器内均投加悬浮载体。通过反应器之间阀门的控制，可实现五种运行模式，分别为串联SBR运行模式、串联运行A模式、串联运行B模式、串联运行C模式、串联运行D模式。在启动运行CANON工艺过程中，根据不同阶段的控制需求，可采用不同的运行模式。本发明运行CANON工艺，具有接种量低、启动时间快、运行总氮负荷高、运行稳定等优点。

技术领域

本发明属于生物脱氮技术领域，具体涉及一种基于MBBR的CANON系统的快速启动方法。

背景技术

CANON工艺(Completely Autotrophic Nitrogen Removal Over Nitrite,CANON)，即全程自养脱氮工艺，该工艺是集短程硝化过程与厌氧氨氧化过程于同一个反应器中完成脱氮的过程，是目前最为简捷、经济的生物脱氮工艺。基于MBBR的CANON工艺，是在好氧条件下，悬浮载体外层的生物膜利用氧气将氨氮部分氧化成亚氮，产生的亚氮与部分剩余的氨氮在悬浮载体的内层发生厌氧氨氧化反应生成氮气。并且，采用MBBR工艺后，在相同的负荷条件下占地省，微生物附着在悬浮载体上利用曝气或者搅拌的扰动在水中流化，并与污染物质充分接触，达到污染物高效去除的目的。

CANON反应器内的两类功能微生物氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(AnAOB)同属于自养菌，倍增时间长，特别是AnAOB易流失，不易富集致使自养脱氮工艺启动时间长。2002年，世界上第一个生产性的厌氧氨氧化工艺在荷兰鹿特丹污水厂建成使用，单启动就耗时长达3年的时间。所以如何能在工程中快速启动自养脱氮工艺成为解决该工艺大规模应用的关键。此外，AOB和AnAOB在悬浮载体上会形成生态位的竞争过程，长期运行CANON过程，会导致菌种比例失调，AOB的丰度会衰退，亚氮的不足会限制了系统总氮负荷的提升以及系统的稳定运行，所以保证悬浮载体上AOB的丰度，保障厌氧氨氧化反应过程中有足够的亚氮也称为了该工艺能否稳定运行的关键。

现有技术有相关方面的研究报道主要有：

CN 106277357 A公开了一种絮状污泥和颗粒污泥共存的自养脱氮系统启动及高效运行方法，其中反应器接种具有短程硝化功能的絮状污泥以及具有厌氧氨氧化功能的颗粒污泥，絮状污泥和颗粒污泥的质量比在2～3，以配水为进水，间歇曝气逐渐转变为连续曝气，启动CANON工艺；用时45d成功启动体量为4L的CANON反应器。但该专利的接种污泥均为成熟的AOB和AnAOB，均需要前期培养好。以启动200m³的反应器为例，采用该方法需要成熟的AOB干重约152kg，成熟的AnAOB干重约74kg，接种量过大，显然不适用于工程规模的接种启动；并且，未能解决活性污泥法带来的厌氧氨氧化菌不易富集的问题；

李慧博,王银爽,丁娟等《ANITA Mox自养脱氮MBBR反应器的启动及运行》(中国给水排水,2014,30(5):1-5.)，采用接种法启动CANON工艺处理厌氧污泥消化液；接种悬浮载体的总面积比3％启动50m³的反应器，经过120d的运行(不含短程硝化启动)，系统最高的氨氧化容积负荷达到1.2kg/m³/d，稳定期的氨氧化容积负荷运行负荷0.7～1.1kg/m³/d，波动较大；虽然采用了MBBR运行CANON工艺，但相关控制方式，仍采用活性污泥法的控制，未能针对生物膜工艺进行调整，且按此方式，长期运行，系统的AOB功能菌逐步流失，系统菌落难以稳定；在挂膜过程中，AOB与AnAOB也形成了生态位的竞争，且在低DO时AnAOB占据优势，AOB在系统中逐步被淘汰，系统最终难以稳定运行，需要针对性方法予以解决，实现CANON-MBBR的稳定运行，找出符合生物膜工艺的控制方式，结合DO控制及水力剪切，保证AOB与AnAOB处于平衡状态，不至于长期运行失去稳定性；