專利名稱：一種厭氧氨氧化反應(yīng)器的快速啟動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種厭氧氨氧化反應(yīng)器的快速啟動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
氮素等營(yíng)養(yǎng)元素在水體中的累積會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生，并使水體生態(tài)系統(tǒng)遭受到嚴(yán)重的破壞。厭氧氨氧化菌能夠以亞硝酸鹽為電子受體，氧化氨生成氮?dú)舛コw中的氮素。相比于傳統(tǒng)的硝化反硝化生物脫氮工藝，基于厭氧氨氧化菌的新型厭氧氨氧化脫氮工藝具有低耗高效的優(yōu)勢(shì)，具有光明的應(yīng)用前景。由于作為自養(yǎng)型細(xì)菌的厭氧氨氧化菌細(xì)胞產(chǎn)率很低，倍增時(shí)間長(zhǎng)，生長(zhǎng)慢，且對(duì)環(huán)境條件敏感，致使厭氧氨氧化工藝的啟動(dòng)十分困難，耗時(shí)較長(zhǎng)。世界上第一個(gè)工業(yè)規(guī)模的厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動(dòng)耗費(fèi)了近3年的時(shí)間。這極大的限制了厭氧氨氧化工藝的推廣應(yīng)用，因此研發(fā)一種厭氧氨氧化反應(yīng)器的快速啟動(dòng)方法能夠有效的促進(jìn)厭氧氨氧化工藝的研究及工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種厭氧氨氧化工藝的快速啟動(dòng)方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種厭氧氨氧化反應(yīng)器的快速啟動(dòng)方法，所述方法包括(1)在厭氧氨氧化反應(yīng)器中接種占反應(yīng)器有效體積30% 70%的非厭氧氨氧化污泥，從反應(yīng)器啟動(dòng)開(kāi)始即以5 20d的時(shí)間間隔向反應(yīng)器中添加占反應(yīng)器有效體積 1/250 1/10的厭氧氨氧化污泥，反應(yīng)器在模擬廢水條件下運(yùn)行；所述非厭氧氨氧化污泥為下列之一硝化污泥、反硝化污泥、產(chǎn)甲烷污泥等；所接種的非厭氧氨氧化污泥種類及形態(tài)不定，可為絮狀污泥、顆粒污泥或兩者的混合污泥；所述厭氧氨氧化污泥為經(jīng)富集培養(yǎng)成功、具有一定活性的厭氧氨氧化污泥，可由實(shí)驗(yàn)室規(guī)模、中試規(guī)?；蚬I(yè)規(guī)模厭氧氨氧化反應(yīng)器或特定條件下保存的厭氧氨氧化菌種提供；(2)以惰性氣體控制反應(yīng)器及進(jìn)水為厭氧條件(進(jìn)水中氧含量低于0. 5%空氣飽和度)，控制溫度在觀 37°C，用鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)進(jìn)水pH為7. 0 8. 5，并設(shè)置進(jìn)水中氨(由銨鹽提供)與亞硝酸鹽的摩爾比為1 0. 9 1. 3，初始氨氮濃度(即NH4+形式存在的N的濃度)以和水力停留時(shí)間分別為35 TOmg^L-1和M 3 ；模擬廢水中銨鹽和亞硝酸鹽按照前述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定，其他組分(其作用是提供必要的養(yǎng)分)可參照常規(guī)厭氧氨氧化富集培養(yǎng)的通用配方；(3)反應(yīng)器連續(xù)流進(jìn)出水，每天對(duì)進(jìn)出水中的氨氮和亞硝酸鹽氮濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 根據(jù)出水亞硝酸鹽濃度決定是否改變厭氧氨氧化反應(yīng)器的進(jìn)水基質(zhì)濃度或水力停留時(shí)間 當(dāng)亞硝酸鹽氮濃度(以亞硝酸鹽中的N計(jì))降低至15mgN · L—1及以下時(shí)，提高進(jìn)水中氨氮和亞硝酸鹽氮的濃度或縮短水力停留時(shí)間，氨氮和亞硝酸鹽氮的濃度每次同步提高14 SSmgN·!/1，水力停留時(shí)間在3 3 之間時(shí)，每次縮短1 池；水力停留時(shí)間小于3小時(shí)，每次縮短0. 01 0. 3h，直至反應(yīng)器達(dá)到較高的氮去除負(fù)荷(0. 5kgN · m_3 · cf1以上)并能夠穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明通過(guò)定時(shí)向使用非厭氧氨氧化污泥啟動(dòng)厭氧氨氧化的反應(yīng)器中投加少量富集培養(yǎng)成功的厭氧氨氧化菌為反應(yīng)器提供某些生長(zhǎng)因子，并改善厭氧氨氧化的工藝啟動(dòng)條件，加快非厭氧氨氧化污泥中厭氧氨氧化菌的生長(zhǎng)；輔以基質(zhì)濃度及水力停留時(shí)間的及時(shí)調(diào)整以避免基質(zhì)缺乏并加快污泥的顆?；M(jìn)程。試驗(yàn)證明此方法能大大縮短厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間。優(yōu)選的，所述模擬廢水中除(NH4)2SO4和NaNO2以外的組分組成如下KH2P045 15mg · ΙΛ CaCl2 · 2Η20 4 IOmg · Λ MgSO4 · 7Η20200 400mg · Λ KHCO3,1000 1500mg ·ΙΛ微量元素濃縮液I 1. 25mL 微量元素濃縮液III. 25mL .L—1 ；其中微量元素濃縮液I的組成為:EDTA4 6g · L-1，F(xiàn)eSO4 · 7H20 8 IOg · L—1，溶劑為水；微量元素濃縮液 II 組成為:EDTA 10 20g · Λ H3BO4O. 01 0. 02g · Λ MnCl2 · 4Η20 0· 5 2· Og · Λ CuSO4 · 5Η20 0· 1 0· 5g · ΙΛ ZnSO4 · 7Η20 0· 2 0· 6g · Λ NiCl2 · 6Η20 0· 1 0· 5g · Λ NaMoO4 · 2Η20 0· 1 0· 3g · Γ1，CoCl2 · 6Η20 0· 1 0· 5g。反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)，出氣口需進(jìn)行水封，水封位置得宜，既保證產(chǎn)生的氮?dú)馀艢馔〞常?又保證反應(yīng)器的厭氧環(huán)境。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在本發(fā)明添加活性較高的厭氧氨氧化污泥，為非厭氧氨氧化泥源啟動(dòng)的厭氧氨氧化反應(yīng)器提供某些生長(zhǎng)因子，改善厭氧氨氧化的工藝啟動(dòng)條件，加快厭氧氨氧化菌的生長(zhǎng)；基質(zhì)濃度及水力停留時(shí)間的及時(shí)調(diào)整能避免基質(zhì)缺乏并有利于厭氧氨氧化污泥的顆?；蟠罂s短了厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間，有利于厭氧氨氧化工藝的推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此實(shí)施例1 采用普通好氧活性污泥(取自杭州市四堡污水處理廠曝氣池)啟動(dòng)有效體積為 13. 5L的折流板厭氧氨氧化反應(yīng)器。控制溫度為30士 1 °C，進(jìn)水pH在控制在8. 0士0. 5，進(jìn)水氨與亞硝酸鹽的摩爾比為1 1，反應(yīng)器出氣口水封以避免空氣中的氧進(jìn)入反應(yīng)器。起始氨及亞硝酸鹽濃度均為 70mgN ·Ι^，初始水力停留時(shí)間設(shè)定為Mh。啟動(dòng)時(shí)好氧活性污泥占反應(yīng)器有效體積的50%。進(jìn)水為模擬廢水，組成為(NH4)2SOJOmgN· Λ NaN0270mgN · Γ1, KH2PO4IOmg · Λ CaCl2 · 2Η20 5. 6mg · Λ MgSO4 · 7Η20 300mg · Λ KHC031250mg · L—1，微量元素濃縮液 I、II 各1. 25mL · Γ1，溶劑為水。其中，微量元素濃縮液I的組成為=EDTA 5g · L-1，F(xiàn)eSO4 · 7Η209· 14g · L—1，溶劑為水；微量元素濃縮液 II 組成為 EDTA 15g · ΙΛ H3BO4O. 014g · Λ MnCl2 · 4Η20 0. 99g · Λ CuSO4 · 5Η20 0. 25g · ΙΛ ZnSO4 · 7Η20 0. 43g · Λ NiCl2 · 6Η20 0. 21g · Λ NaMoO4 · 2Η20 0. 22g · ΙΛ CoCl2 · 6Η20 0. 2 ，溶劑為水。進(jìn)水使用氮?dú)獬?，使水中氧含量低?. 5%空氣飽和度。在反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)添加成功富集培養(yǎng)的厭氧氨氧化污泥(取自厭氧氨氧化反應(yīng)器)60mL，添加量與反應(yīng)器有效體積之比為1 225，之后每隔20d向反應(yīng)器中加入富集培養(yǎng)成功的厭氧氨氧化污泥60mL， 之后的65d水力停留時(shí)間從Mh以池的步幅逐步縮短到8h，進(jìn)水氨濃度從70mgN · Γ1 增加到T 154mgN · L-1 (每次NH4+_N和Ν02__Ν各增加28mgN · L-1)?？偟コ?fù)荷達(dá)到了 0. 58kgN · m_3 · cf1，繼續(xù)運(yùn)行至第87天，水力停留時(shí)間縮短至池，進(jìn)水氨和亞硝酸鹽濃度升高至182mgN · L-1，總氮去除負(fù)荷達(dá)到2. 5kgN · m_3 · cf1。實(shí)施例2:采用模擬廢水(組成同實(shí)施例1)，并使用氮?dú)獬?，使水體中氧含量低于0.5% 空氣飽和度。進(jìn)水pH在控制在8. 2士0.2。反應(yīng)器出氣口水封以避免空氣中的氧進(jìn)入反應(yīng)器。在有效體積為8. 6L的上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中接種硝化污泥(取自氣提式硝化反應(yīng)器)4. 6L，SS為23. 6g ·Ι^，VSS/SS為61. 0%。啟動(dòng)時(shí)硝化污泥占反應(yīng)器有效體積的65%。 反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)添加富集培養(yǎng)成功的厭氧氨氧化污泥0. 2L(取自厭氧氨氧化反應(yīng)器)，添加污泥量與反應(yīng)器有效體積之比為1 23。此后每隔IOd向反應(yīng)器添加成功富集培養(yǎng)的厭氧氨氧化污泥0. 2L。控制溫度為35士 1°C，水力停留時(shí)間為Mh，進(jìn)水pH在8. 0左右，進(jìn)水氨與亞硝酸鹽的摩爾比為1 1。起始氨及亞硝酸鹽濃度均為TOmgN*!/1,每天的監(jiān)測(cè)到的出水亞硝酸鹽濃度均低于15mgN · L—1，調(diào)整進(jìn)水基質(zhì)濃度，進(jìn)水氨及亞硝酸均以28mgN · Γ1 的增幅遞增。經(jīng)過(guò)10天的運(yùn)行時(shí)間，總氮去除負(fù)荷超過(guò)了 0. 5kgN · m_3 · cf1，繼續(xù)運(yùn)行至第 31天，總氮去除負(fù)荷達(dá)到2. 43kgN · m_3 · cf1。
權(quán)利要求
1.一種厭氧氨氧化反應(yīng)器的快速啟動(dòng)方法，所述方法包括(1)在厭氧氨氧化反應(yīng)器中接種占反應(yīng)器有效體積30% 70%的非厭氧氨氧化污泥， 從反應(yīng)器啟動(dòng)開(kāi)始即以5 20d的時(shí)間間隔向反應(yīng)器中添加占反應(yīng)器有效體積1/250 1/10的厭氧氨氧化污泥，反應(yīng)器在模擬廢水條件下運(yùn)行；所述非厭氧氨氧化污泥為下列之一硝化污泥、反硝化污泥、產(chǎn)甲烷污泥；(2)以惰性氣體控制反應(yīng)器及進(jìn)水為厭氧條件，控制溫度在觀 37°C，用鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)進(jìn)水pH為7. 0 8. 5，并設(shè)置進(jìn)水中氨與亞硝酸鹽的摩爾比為1 0. 9 1. 3，初始氨氮濃度和水力停留時(shí)間分別為35 70mg · L—1和M 32h ；(3)反應(yīng)器連續(xù)流進(jìn)出水，每天對(duì)進(jìn)出水中的氨氮和亞硝酸鹽氮濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)出水亞硝酸鹽氮濃度決定是否改變厭氧氨氧化反應(yīng)器的進(jìn)水基質(zhì)濃度或水力停留時(shí)間當(dāng)亞硝酸鹽氮的濃度降低至15mgN · L—1及以下時(shí)，提高進(jìn)水中氨氮和亞硝酸鹽氮的濃度或縮短水力停留時(shí)間，氨氮和亞硝酸鹽氮濃度每次同步提高14 35mgN化、水力停留時(shí)間在3 3 之間時(shí)，每次縮短1 ；水力停留時(shí)間小于3小時(shí)，每次縮短0. 01 0.池，直至反應(yīng)器的氮去除負(fù)荷達(dá)到0. 5kgN · πΓ3 · Cf1以上并能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述模擬廢水中除(NH4)#04和NaNO2以外的組分組成如下:ΚΗ2Ρ045 15mg · Λ CaCl2 · 2Η20 4 IOmg · Λ MgSO4 · 7Η20 200 400mg · Γ1, KHCO3,1000 1500mg · Γ1,微量元素濃縮液 I 1. 25mL · Γ1、微量元素濃縮液III. 25mL · L—1 ；其中微量元素濃縮液I的組成為EDTA 4 6g · L—1，F(xiàn)eSO4 · 7H20 8 IOg · Γ1,溶劑為水；微量元素濃縮液II組成為EDTA 10 20g · Γ1, H3BO4O. 01 0. 02g · Γ1，MnCl2 · 4Η20 0· 5 2. Og · Γ1，CuSO4 · 5Η20 0· 1 0· 5g · Γ1，ZnSO4 · 7Η200· 2 0. 6g 'T1jNiCl2 ·6Η20 0· 1 0· 5g · Γ1，NaMoO4 · 2Η20 0· 1 0· 3g · Λ CoCl2 ·6Η20 0. 1 0. 5g。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種厭氧氨氧化反應(yīng)器的快速啟動(dòng)方法，本發(fā)明通過(guò)定時(shí)向使用非厭氧氨氧化污泥(如硝化污泥、反硝化污泥、產(chǎn)甲烷污泥等)啟動(dòng)厭氧氨氧化工藝的反應(yīng)器中投加少量富集培養(yǎng)成功的厭氧氨氧化污泥為反應(yīng)器提供某些生長(zhǎng)因子，改善厭氧氨氧化工藝的啟動(dòng)條件，并能夠增加部分菌源加快反應(yīng)器污泥中厭氧氨氧化菌的富集；在此基礎(chǔ)上及時(shí)調(diào)整基質(zhì)濃度及水力停留時(shí)間以避免基質(zhì)缺乏并加快厭氧氨氧化菌的生長(zhǎng)及污泥的顆?；M(jìn)程，大大縮短了厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間，有利于厭氧氨氧化工藝的推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C02F3/28GK102259976SQ20111013394
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者余妤, 俞津津, 邢麗娜, 金仁村, 陽(yáng)廣鳳, 馬春 申請(qǐng)人:杭州師范大學(xué)