[发明专利]投加蒽醌启动以生活污水中有机物为碳源的短程反硝化的装置与方法

说明书

投加蒽醌启动以生活污水中有机物为碳源的短程反硝化的装置与方法，属于生物处理领域。目前短程反硝化的启动多采用投加简单碳源而不是直接利用生活污水中的有机物为碳源，增加运行成本，故本专利通过投加蒽醌达到利用生活污水中有机物为碳源启动短程反硝化的目的。蒽醌作为氧化还原介体能够提高硝酸盐还原酶的活性，实现对亚硝酸盐积累的促进作用。装置包括硝酸盐废水进水箱、生活污水进水箱、短程反硝化反应器、出水箱、自控平台。硝酸盐废水与生活污水按照碳氮比分别泵入短程反硝化反应器中后投加蒽醌，实现利用生活污水中有机物为碳源完成硝态氮到亚硝态氮的转化。本发明无需外加碳源，实现硝酸盐废水与生活污水的同步去除具有节约碳源等优势。

技术领域

本发明相关的投加蒽醌启动以生活污水中有机物为碳源的短程反硝化的装置与方法，属于污水生物处理技术领域，是实现硝酸盐废水与生活污水同步去除的实验装置和方法。

背景技术

水体中氮素污染越来越严重，富营养化频繁发生引起了人们的高度重视。如何高效、经济地去除水体中含氮化合物，成为了学者们研究的热门问题。其中，厌氧氨氧化工艺由于其具有良好的节能效果，被多数学者青睐。

厌氧氨氧化工艺是利用Anammox细菌能够同时将氨氮和亚硝态氮转化为氮气的新型生物脱氮工艺。厌氧氨氧化工艺成功启动和运行需要消耗大量的亚硝酸盐。如何持续稳定的获得亚硝酸盐仍是难以解决的难题，现工程试验中通过短程硝化和短程反硝化两种工艺来解决亚硝酸盐来源的问题。由于目前应用于生活污水的短程硝化，很难长期维持，而且进水中往往会伴随着有机物未得到充分利用，对后续厌氧氨氧化作用产生抑制，那么通过短程反硝化来为厌氧氨氧化提供亚硝态氮成为了很好的选择。

短程反硝化工艺将反硝化过程控制在产生亚硝酸盐阶段，即阻止反硝化菌利用碳源将亚硝酸盐进一步还原为氮气。相对于短程硝化而言，短程反硝化具有能有效处理硝酸盐废水，充分利用原水中有机物等优点，并且可以实现硝酸盐废水与生活污水的同步去除。但目前研究表明短程反硝化菌富集较为困难，且对碳源的选择性强，易利用易降解有机物，难以利用难降解有机物。

我国生活污水普遍存在碳氮比低且多为难降解有机物的特点，生活污水中可利用碳源不足，导致短程反硝化效率低，出水总氮高，难以达到一级A标准，要想深度脱氮，需外加简单碳源增加了运行成本。因此如何更有效利用生活污水中有机物为碳源实现短程发反硝化是一个值得研究的问题。

近年来，研究者发现氧化还原介体能够极大的加快厌氧微生物的活性。氧化还原介体是指能加速最初电子供体向最终电子受体传递电子的化合物，可以使氧化还原反应速率提高一到几个数量级。相关文献报道，蒽醌作为氧化还原介体能够提高硝酸盐还原酶活性和亚硝酸盐还原酶活性，且对硝酸盐还原酶的关键酶的促进效果更好。研究表明蒽醌浓度在25μmol/L-75μmol/L对亚硝酸盐的积累有促进作用。

故本发明采用投加蒽醌启动以生活污水中有机物为碳源的短程反硝化的方法，具有无需外加碳源，实现持续稳定的亚硝酸盐来源等优点，达到硝酸盐废水与生活污水同步去除的目的。

发明内容

短程反硝化-厌氧氨氧化技术，相比于传统的硝化/反硝化工艺节约曝气量，节省碳源，是一种资源节约环境友好型的脱氮工艺。但实际应用过程中短程反硝化的启动及稳定运行是一个难题，本发明提供了一种通过投加蒽醌启动以生活污水中有机物为碳源的短程反硝化的方法，该方法可以充分利用生活污水中有机物，无需外加碳源，节约成本，并且可以稳定获得亚硝酸盐。本方法可为短程反硝化-厌氧氨氧化的工程应用提供参考。

一种通过投加蒽醌启动以生活污水中有机物为碳源的短程反硝化的装置，其特征在于，包括硝酸盐废水进水箱(1)、生活污水进水箱(2)、短程反硝化反应器(3)，出水箱(4)，自控平台(5)；所述硝酸盐废水进水箱(1)通过第一进水泵(3-1)与短程反硝化反应器(3)相连接；生活污水进水箱(2)通过第二进水泵(3-2)与短程反硝化反应器(3)相连接；短程反硝化反应器(3)排水电动阀(3-3)与出水箱(4)相连接。