一種無紡布環(huán)形填料啟動snad工藝的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無紡布環(huán)形填料在生物濾池反應(yīng)器中同時發(fā)生亞硝化、反硝化和厭氧氨氧化反應(yīng)，針對低碳氮比污水進行除碳脫氮，具體涉及一種無紡布環(huán)形填料啟動SNAD工藝的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國經(jīng)過“九五”、“十五”、“十一五”的水污染治理已經(jīng)取得了顯著進展，水污染惡化趨勢得到遏制，但水污染狀況仍未得到根本改善，其中重要的原因是生活污水水質(zhì)的特點是:排放點分散、水量小、C/N低(BOD5/N彡3.0或COD/N彡6.0)。采用傳統(tǒng)的工藝脫氮，存在有機碳源不足的缺點(一般認為COD/N ^ 8.0為反硝化碳源充足)，照搬傳統(tǒng)的生物處理工藝往往需要外加有機碳源，存在投資大、能耗高、成本高的缺陷。
[0003]隨著生物脫氮在理論和技術(shù)上的不斷發(fā)展與突破，脫氮工藝如:SHARON-ANAMMOX、CANON、OLAND, DEAMOX等以“短程硝化”和“厭氧氨氧化”為主，具有占地小、能耗低、產(chǎn)泥量少等優(yōu)勢，可極大提高廢水脫氮負荷與效率，降低廢水處理成本，滿足目前低C/N廢水的處理技術(shù)需求。在這些工藝中，主要菌種包括:①好氧氨氧化菌(AOB):在傳統(tǒng)脫氮過程中，NH/-N首先被AOB菌氧化為亞硝氮(Ν02_-Ν)，然后進一步被亞硝酸鹽氧化菌(NOB)氧化為硝氮(N03_-N)，最后被反硝化細菌(DEN)逐步還原為氮氣。如果將NOB菌群的作用抑制，即可實現(xiàn)短程硝化-反硝化，此過程可以減少25%的需氧量和40%的有機碳源，相應(yīng)的反應(yīng)器容積減小、反硝化速率提高；②厭氧氨氧化菌(ΑΝΑΜΜ0Χ):厭氧氨氧化過程是以nh4+-n為電子供體，NO2^-N為電子受體，在厭氧環(huán)境中利用ΑΝΑΜΜ0Χ同時去除以上兩種氮污染物，全程自養(yǎng)脫氮、產(chǎn)泥量少。
[0004]AOB菌與ΑΝΑΜΜ0Χ菌的耦合技術(shù)為CANON工藝，即在同一個反應(yīng)器中，通過低溶氧、中溫、合適pH值與短污泥停留時間等工藝條件控制，AOB菌氧化NH/-N為Ν02_-Ν，為ΑΝΑΜΜ0Χ菌創(chuàng)造厭氧環(huán)境的同時提供其所需反應(yīng)基質(zhì)(即比例為1.32:1的Ν02_-Ν和NH4+-N)。然而，污水中的有機碳會嚴重影響ΑΝΑΜΜ0Χ菌活性，并且ΑΝΑΜΜ0Χ反應(yīng)有少量的副產(chǎn)物硝態(tài)氮產(chǎn)生，因此，如何有效地進一步去除污水中有機碳與硝酸鹽，成為此脫氮工藝的技術(shù)瓶頸。
[0005]為此，本課題將研宄同一個反應(yīng)器中，在低溶氧且有機物(COD)存在的條件下，以一種無紡布環(huán)形填料實現(xiàn)同時好氧氨氧化、厭氧氨氧化和反硝化過程，將此過程命名為SNAD (Simultaneously Nitritat1n Anammox and Denitrificat1n)工藝。該過程中通過AOB菌消耗溶氧不僅有利于ΑΝΑΜΜ0Χ菌的生長代謝，也可為反硝化菌提供有利的厭氧環(huán)境，而異養(yǎng)型反硝化菌的存在既可以防止過量亞硝酸鹽的累積對ΑΝΑΜΜ0Χ菌的活性抑制，又可以消耗有機物解除其對自養(yǎng)菌的抑制作用，同時還可以還原ΑΝΑΜΜ0Χ過程產(chǎn)生的少量硝酸鹽，實現(xiàn)了高效的同時脫氮除碳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是確定適合SNAD工藝過程填料的主要參數(shù)，建立一種適合自養(yǎng)亞硝化、異養(yǎng)反硝化與自養(yǎng)ANAMMOX耦合脫氮工藝的填料。
[0007]一種無紡布環(huán)形填料啟動SNAD工藝的方法，技術(shù)方案如下:
[0008]1、SNAD工藝填料的選擇
[0009]將無紡布固定在有機塑料上作為生物濾池的填料。由內(nèi)層無紡布與外層骨架組成的無紡布環(huán)形填料，外層骨架由環(huán)形鏤空的有機塑料制成如聚乙烯、聚丙烯等，內(nèi)層無紡布的材質(zhì)為聚醋、聚丙稀，填料直徑0.6-2cm，無紡布的厚度5-10mm，無紡布的孔隙度10_30umo
[0010]生物濾池中填料表面的生物膜由內(nèi)向外依次為ANAMMOX菌、反硝化菌和亞硝化菌(投加菌的順序為:厭氧氨氧化菌、反硝化菌和亞硝化菌)。生物濾池內(nèi)的三相接觸，溶解氧的控制簡便，無紡布有較大的孔隙度，表面粗糙，有利于微生物的附著、生長與繁殖，特別適合于生長緩慢的微生物的培養(yǎng)及其工藝的運行。
[0011]2、無紡布環(huán)形填料運行SNAD工藝
[0012]人工合成污水從反應(yīng)器上部的進水口滴濾，與反應(yīng)器內(nèi)的空氣流逆流接觸。將厭氧氨氧化菌投入反應(yīng)器中進行掛膜，控制反應(yīng)器中溫度為34-36°C，pH為7.5-8.5，掛膜完成后將反硝化菌投入反應(yīng)器中，并投加濃度為40-60mg/L的乙酸丙酸作為有機碳源和濃度為80-100mg/L的硝酸鉀作為氮源，控制反應(yīng)器中溫度為30-35°C，pH為7_8，溶解氧不大于0.lmg/Lo再將亞硝化菌投入反應(yīng)器中，控制反應(yīng)器中溫度為32-35°C，pH為7_8，溶解氧0.4-0.6mg/Lo通過定期投加氯化銨和淀粉并監(jiān)測反應(yīng)器進出水中COD和NH4+_N濃度，水力停留時間控制在不大于36h，逐步降低進水COD使三種菌群協(xié)同共生，完成自養(yǎng)脫氮。
[0013]人工合成污水:加入氯化銨，設(shè)定NH4+-N濃度為45-55mg/L ;加入磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀，設(shè)定P043_濃度為18-22mg/L，加入無機鹽，設(shè)定Na+濃度為8_12mg/L，K +濃度為12-16mg/L，Mg+濃度為 18_22mg/L。
[0014]本發(fā)明的效果和益處是:
[0015]以SNAD脫氮理論為基礎(chǔ)，通過反硝化反應(yīng)與短程硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)的耦合協(xié)同作用，實現(xiàn)SNAD工藝同時亞硝化、反硝化和厭氧氨氧化的功能，達到同時去除氨氮、硝氮、亞硝氮、總氮和COD的目的。除此之外，與以往的SNAD技術(shù)相比，在掛膜方式上不同于以往的先掛厭氧氨氧化膜后加入亞硝化菌，最后加入COD自行培養(yǎng)反硝化菌，本技術(shù)是掛完厭氧氨氧化膜后直接投入反硝化菌，該技術(shù)相比傳統(tǒng)活性污泥法，可以節(jié)省40% -50%馴化時間，無溫室氣體N2O排放，是一種可持續(xù)污水處理技術(shù)，具有潛在的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0016]圖1是無紡布環(huán)形填料結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0017]圖2是無紡布環(huán)形填料結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0018]圖中:1無紡布；2骨架。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0020]實施例
[0021]利用一種無紡布環(huán)形填料啟動SNAD工藝脫氮除碳。
[0022]填料的尺寸為Φ40x20mm，采用的反應(yīng)器如圖1所示，為生物濾池反應(yīng)器。一個周期運行時間為60天，反應(yīng)器啟動時，進水COD濃度設(shè)定值在30-140mg/L ;加入氯化銨，設(shè)定NH/-N濃度為40-60mg/L ;加入磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀，設(shè)定PO廣濃度為18_22mg/L，加入無機鹽，設(shè)定Na+濃度為8-12mg/L，K +濃度為12_16mg/L，Mg +濃度為18_22mg/L，通過定期監(jiān)測進出水中COD、NH/-N濃度，控制C/N以調(diào)控反硝化速率，實現(xiàn)短程硝化、ANAMMOX與反硝化的耦合。
[0023]生物濾池反應(yīng)器由有機玻璃制成圓柱形，直徑20cm、高度65cm、有效容積6L，桶壁設(shè)置取樣孔，蠕動泵控制反應(yīng)器內(nèi)進水及排水過程。進水NH/-N濃度40-60mg/L，COD濃度40-160mg/L?濾池下部設(shè)置通風(fēng)口，污水從上部分水盤滴下，與空氣流逆流接觸，在填料上同時發(fā)生亞硝化、反硝化和ANAMMOX反應(yīng)，同時除碳脫氮。
[0024]開始階段，反應(yīng)器出水NH/-N濃度由31.lmg/L降低到22.5mg/L，30天時COD的去除率達到47.1%,31天后，通過加熱手段將反應(yīng)器內(nèi)溫度控制在34±1°C左右，同時調(diào)節(jié)通風(fēng)孔流速，提高反應(yīng)器內(nèi)部溶解氧，濾池出水回流至進水端，提高濺水溶氧的效果并強化反硝化反應(yīng)。出水NH4+-N、N03_-N及COD濃度逐漸降低，NH4+-N第60天時降低至1.7mg/L，NH4+-N、C0D與總氮去除率分別達到91.4%,75.8%與88.1%。
[0025]本發(fā)明可提高流域水污染防治資金的使用效率，其系列成果，與遼河流域水污染防治的重點方向一致，有利于引導(dǎo)治理和建設(shè)資金的合理使用。追求以較少的投入獲得較大的環(huán)境和社會效益，是對政府決策的科學(xué)支持，將有助于提高相關(guān)投入，促進相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)。
【主權(quán)項】
1.一種無紡布環(huán)形填料啟動SNAD工藝的方法，其特征在于， (1)SNAD工藝填料的選擇 無紡布環(huán)形填料由內(nèi)層無紡布與外層骨架組成，將無紡布固定在外層骨架上作為生物濾池的填料，外層骨架為環(huán)形鏤空的有機塑料制成，填料直徑0.6-2cm，無紡布的厚度5-10mm，無紡布的孔隙度10_30um ； 生物濾池中填料表面的生物膜由內(nèi)向外依次為ANAMMOX菌、反硝化菌和亞硝化菌； (2)無紡布環(huán)形填料運行SNAD工藝 人工合成污水從反應(yīng)器上部的進水口滴濾，與反應(yīng)器內(nèi)的空氣流逆流接觸；將厭氧氨氧化菌投入反應(yīng)器中進行掛膜，控制反應(yīng)器中溫度為34-36°C，pH為7.5-8.5 ;掛膜完成后將反硝化菌投入反應(yīng)器中，并投加濃度為40-60mg/L的乙酸丙酸作為有機碳源和濃度為80-100mg/L的硝酸鉀作為氮源，控制反應(yīng)器中溫度為30-35°C，pH為7_8，溶解氧不大于0.lmg/L ;再將亞硝化菌投入反應(yīng)器中，控制反應(yīng)器中溫度為32-35°C，pH為7_8，溶解氧0.4-0.6mg/L ;通過定期投加氯化銨和淀粉監(jiān)測反應(yīng)器進出水中COD和NH4+_N濃度，水力停留時間控制不大于36h，逐步降低進水COD使三種菌群協(xié)同共生，完成自養(yǎng)脫氮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的有機塑料為聚乙烯或聚丙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的無紡布的材質(zhì)為聚酯或聚丙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的人工合成污水中各物質(zhì)組成:氯化銨，設(shè)定NH4+-N濃度為45-55mg/L ;磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀，設(shè)定Ρθ/_濃度為18-22mg/L ;無機鹽，設(shè)定 Na+ 濃度為 8_12mg/L，K+濃度為 12_16mg/L，Mg + 濃度為 18_22mg/L0
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的人工合成污水中各物質(zhì)組成:氯化銨，設(shè)定NH4+-N濃度為45-55mg/L ;磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀，設(shè)定P043_濃度為18_22mg/L ；無機鹽，設(shè)定Na+濃度為8-12mg/L，K+濃度為12_16mg/L，Mg +濃度為18_22mg/L。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無紡布環(huán)形填料啟動SNAD工藝的方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。采用一種填料在同一個反應(yīng)器中同時進行亞硝化、厭氧氨氧化和反硝化反應(yīng)，內(nèi)層無紡布與外層骨架組成的無紡布環(huán)形填料，經(jīng)過馴化培養(yǎng)使填料表面掛上厭氧氨氧化菌，通過投加有機碳源以及馴化好的異養(yǎng)型反硝化菌，將一部分的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣，最后投加亞硝化菌使外層亞硝化菌消耗大部分溶解氧并將部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，為ANAMMOX菌的生長代謝提供合適比例的降解底物，同時也為反硝化菌提供有利的厭氧環(huán)境，本發(fā)明掛膜效果更佳，并且馴化周期更短，是一種可持續(xù)污水處理技術(shù)，具有廣闊應(yīng)用前景。
【IPC分類】C02F3-30, C02F101-16
【公開號】CN104528938
【申請?zhí)枴緾N201410842728
【發(fā)明人】楊鳳林, 鄒瑜, 徐曉晨, 靳文堯
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月30日