一種城市污水snad生物膜的快速培養(yǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種生活污水SNAD生物膜的培養(yǎng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]城市生活污水傳統(tǒng)生物脫氮采用硝化，反硝化工藝，存在著碳源不足，曝氣消耗量大的問題。厭氧氨氧化生物脫氮技術(shù)具有降低能耗，節(jié)省碳源，減少污泥生成量等優(yōu)點。采用同步亞硝化，厭氧氨氧化，反硝化工藝(SNAD)可以在一個反應(yīng)器中實現(xiàn)氨氮和C0D的去除。但是好氧氨氧化細菌(Α0Β)和厭氧氨氧化(anammox)菌生長速率慢，細胞產(chǎn)率低，對環(huán)境變化敏感，導(dǎo)致優(yōu)勢菌富集馴化時間長，處理效率低，對反應(yīng)器生物截留能力要求高。目前SNAD工藝的研究集中在人工配水和高含氮廢水(垃圾滲濾液、污泥脫水液)，關(guān)于低氨氮城市污水的研究較少。生物膜反應(yīng)器和SBR運行方式有助于減少反應(yīng)器內(nèi)污泥流失，增加反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度，提高反應(yīng)器的耐沖擊負荷，較好的解決傳統(tǒng)工藝泥水分離時間長、容積負荷率冋題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明能夠培養(yǎng)出具有較高活性的SNAD生物膜，在一個反應(yīng)器完成同步亞硝化，厭氧氨氧化，反硝化工藝，實現(xiàn)氨氮和C0D的去除，提高反應(yīng)器對污泥的持流能力。本發(fā)明涉及一種城市污水SNAD生物膜的快速培養(yǎng)方法，其特征在于:
[0004](1)反應(yīng)器采用SBR運行模式，周期運行完畢之后馬上進行下一個周期，排水比為81%,排水口設(shè)置在反應(yīng)器底部以上20cm處，排水口直徑大小為20mm。反應(yīng)器內(nèi)放置鮑爾環(huán)，鮑爾環(huán)的直徑為25mm，中間分成多個小格，每個小格的直徑為4_。
[0005](2)鮑爾環(huán)的體積/反應(yīng)器的體積比R值控制在37 %。
[0006](3)硝化生物膜的培養(yǎng):
[0007]反應(yīng)器采用SBR運行方式進水(5min)，曝氣(240min)，沉淀(lOmin)，排水(lOmin)，靜置(lmin)；
[0008]SBR反應(yīng)器內(nèi)溫度控制為30°C，曝氣量為500L/h，周期內(nèi)溶解氧維持在2_8mg/L ；
[0009]硝化生物膜反應(yīng)器的氨氮去除負荷達到0.20-0.25kg N/ (m3 -d)，表明硝化生物膜反應(yīng)器已經(jīng)馴化好，進入下一階段；
[0010](4)亞硝化，厭氧氨氧化，反硝化的耦合脫氮生物膜培養(yǎng)階段:
[0011]改變前面所述的馴化好的硝化生物膜反應(yīng)器運行方式為:進水(5min)，間歇曝氣(20min 曝氣 /20min 非曝氣)，后曝氣(20min)，沉淀(lOmin)，排水(lOmin)，靜置(lmin)。
[0012]間歇曝氣設(shè)置為:20min曝氣/20min非曝氣。
[0013]反應(yīng)器內(nèi)溫度控制為30°C，曝氣量500L/h，曝氣階段溶解氧為5.0-5.5mg/L。
[0014]在非曝氣階段，水力攪拌裝置啟動，使載體與污水充分混合。
[0015]—個周期內(nèi)曝氣和非曝氣的循環(huán)次數(shù)控制為11次，保證周期內(nèi)氨氮降解完畢，進水COD負荷控制為0.30-0.40kg COD/ (m3 -d)。運行一段時間，待反應(yīng)器的總氮去除能力達到50%后，為了避免氨氮降解完畢之后過量曝氣，減少一個周期內(nèi)曝氣和非曝氣的循環(huán)次數(shù)為7次。
[0016](5)當總氮去除率大于80%，表明亞硝化，厭氧氨氧化，反硝化的耦合脫氮生物膜培養(yǎng)成功。
【附圖說明】
[0017]1.反應(yīng)器裝置如圖1所示。
[0018]2.圖1中，1-進水栗；2_氣體流量計；3_曝氣盤；4_電磁閥；5_排水管；6_加熱棒；7_溶解氧探頭；8_pH探頭；9_鮑爾環(huán)；10-水力攬摔器；11-控制系統(tǒng)；
【具體實施方式】
[0019]1.反應(yīng)器裝置如圖1所示。
[0020]2.實例使用的進水為小區(qū)生活污水，進水氨氮濃度60-80mg/l，硝氮濃度小于lmg/1，亞氮濃度小于 lmg/1，COD 濃度為 160mg/l-250mg/l。
[0021]3.采用上述方法的操作步驟如下:
[0022]1)反應(yīng)器裝置和進水
[0023]反應(yīng)器采用SBR運行模式，周期運行完畢之后馬上進行下一個周期，排水比為81%,首先培養(yǎng)高效的硝化生物膜，然后培養(yǎng)亞硝化，厭氧氨氧化，反硝化的耦合脫氮生物膜。
[0024]反應(yīng)器內(nèi)放置鮑爾環(huán)，鮑爾環(huán)的直徑為25_，中間分成多個小格，每個小格的直徑為 4mm。
[0025]鮑爾環(huán)的體積/反應(yīng)器的體積比R值控制在37 %。
[0026]反應(yīng)器內(nèi)絮體污泥濃度(MLSS)為1000mg/L，載體污泥濃度(MLSS)為0.05g/個載體。
[0027]進水為城市生活污水，進水氨氮濃度60_80mg/L，硝氮濃度小于lmg/L，亞氮濃度小于 lmg/L，COD 濃度為 160_250mg/L ；
[0028]2)硝化生物膜反應(yīng)器運行工況:
[0029]采用SBR反應(yīng)器，SBR運行周期為:進水(5min)，曝氣(240min)，沉淀(lOmin)，排水(lOmin)，靜置(lmin)。反應(yīng)器有效盛水容積為77.7L，每次進水63L，排水比為81 %，排水口設(shè)置在底部以上20cm處，排水口直徑大小為20mm。反應(yīng)器內(nèi)溫度控制為30°C，曝氣量500L/h，周期內(nèi)溶解氧為2-8mg/L，硝化生物膜反應(yīng)器的氨氮去除負荷達到0.20-0.25kg N/(m3.d)，表明硝化生物膜反應(yīng)器已經(jīng)馴化好，進入下一階段。
[0030]3)亞硝化，厭氧氨氧化，反硝化的耦合脫氮生物膜培養(yǎng)階段:
[0031]①工況控制:
[0032]改變前面所述的馴化好的硝化生物膜反應(yīng)器運行方式為:進水(5min)，間歇曝氣(20min 曝氣 /20min 非曝氣)，后曝氣(20min)，沉淀(lOmin)，排水(lOmin)，靜置(lmin)。反應(yīng)器內(nèi)溫度控制為30°C，曝氣量500L/h，曝氣階段溶解氧為5.0-5.5mg/L。
[0033]間歇曝氣設(shè)置為:20min曝氣/20min非曝氣。
[0034]在非曝氣階段，水力攪拌裝置啟動，使載體與污水充分混合。
[0035]—個周期內(nèi)曝氣和非曝氣的循環(huán)次數(shù)控制為11次，保證周期內(nèi)氨氮降解完畢，進水C0D負荷控制為0.30-0.40kgC0D/ (m3 -d)，運行20d。待反應(yīng)器的總氮去除能力達到50%后，為了避免氨氮降解完畢之后過量曝氣，減少一個周期內(nèi)曝氣和非曝氣的循環(huán)次數(shù)為7次，繼續(xù)運行20d。
[0036]連續(xù)運行實驗的結(jié)果表明，在上述條件下，曝氣和非曝氣的循環(huán)次數(shù)控制為11次時，反應(yīng)器的總氮去除率變化范圍為57-74%，曝氣和非曝氣的循環(huán)次數(shù)控制為7次時，反應(yīng)器的總氮去除率逐漸上升到83%。第40d，批試實驗表明生物膜載體的厭氧氨氧化活性達到0.232kg TN/ (kg VSS.d)，亞硝態(tài)氮反硝化活性為0.211kg N/ (kg VSS.d)。好氧亞硝態(tài)氮化活性為0.017kg N/(kg VSS.d) ο
[0037]4.在上述原理的基礎(chǔ)上還可以做出其他形式的變化和變動。這些變化和變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1.一種城市污水SNAD生物膜的快速培養(yǎng)方法，其特征在于: (1)反應(yīng)器采用SBR運行模式，周期運行完畢之后馬上進行下一個周期，排水比為81%,排水口設(shè)置在反應(yīng)器底部以上20cm處，排水口直徑大小為20mm ;反應(yīng)器內(nèi)放置鮑爾環(huán)，鮑爾環(huán)的直徑為25mm，中間分成多個小格，每個小格的直徑為4_ ; (2)鮑爾環(huán)的體積/反應(yīng)器的體積比R值控制在37%; (3)硝化生物膜的培養(yǎng): 反應(yīng)器采用SBR運行方式:進水5min，曝氣240min，沉淀lOmin，排水lOmin，靜置Imin ； SBR反應(yīng)器內(nèi)溫度控制為30°C，曝氣量為500L/h，周期內(nèi)溶解氧維持在2_8mg/L ; 硝化生物膜反應(yīng)器的氨氮去除負荷達到0.20-0.25kg N/(m3.(!)，表明硝化生物膜反應(yīng)器已經(jīng)馴化好，進入下一階段； (4)亞硝化，厭氧氨氧化，反硝化的耦合脫氮生物膜培養(yǎng)階段: 改變前面所述的馴化好的硝化生物膜反應(yīng)器一個周期運行方式為:進水5min，間歇曝氣20min曝氣/20min非曝氣，后曝氣20min，沉淀lOmin，排水lOmin，靜置Imin ； 反應(yīng)器內(nèi)溫度控制為30°C，曝氣量500L/h，曝氣階段溶解氧為5.0-5.5mg/L ； 在非曝氣階段，水力攪拌裝置啟動，使鮑爾環(huán)與污水充分混合； 一個周期內(nèi)曝氣和非曝氣的循環(huán)次數(shù)控制為11次，保證周期內(nèi)氨氮降解完畢，進水COD負荷控制為0.30-0.40kgC0D/(m3.d);運行一段時間，待反應(yīng)器的總氮去除能力達到50%以上后，減少一個周期內(nèi)曝氣和非曝氣的循環(huán)次數(shù)為7次； 當總氮去除率大于80%，表明亞硝化，厭氧氨氧化，反硝化的耦合脫氮生物膜培養(yǎng)成功。
【專利摘要】一種城市污水SNAD生物膜的快速培養(yǎng)方法，屬于水環(huán)境恢復(fù)與再生領(lǐng)域。本發(fā)明的目的在于解決城市污水碳氮比低，脫氮效率低，大量能源浪費的問題。其方法為：以生活污水為原水，采用序批式生物膜反應(yīng)器，溫度控制為30℃，曝氣量為500L/h，首先培養(yǎng)高效的硝化生物膜，然后將曝氣階段改變?yōu)殚g歇曝氣方式，在非曝氣階段，設(shè)置水力攪拌裝置，使載體與污水充分混合，其他條件不變。間歇曝氣的循環(huán)次數(shù)應(yīng)避免氨氮降解完畢之后過量曝氣。經(jīng)過一段時間，成功培養(yǎng)出了SNAD生物膜，反應(yīng)器總氮去除率達到80％以上。批試實驗表明生物膜載體的厭氧氨氧化、亞硝態(tài)氮反硝化活性良好。
【IPC分類】C02F3/30, C02F101/16
【公開號】CN105236573
【申請?zhí)枴緾N201510729845
【發(fā)明人】李軍, 鄭照明
【申請人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月31日