一种城市污水snad生物膜的快速培养方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种污水处理技术领域，涉及到一种生活污水SNAD生物膜的培养方法。
【背景技术】
[0002]城市生活污水传统生物脱氮采用硝化，反硝化工艺，存在着碳源不足，曝气消耗量大的问题。厌氧氨氧化生物脱氮技术具有降低能耗，节省碳源，减少污泥生成量等优点。采用同步亚硝化，厌氧氨氧化，反硝化工艺(SNAD)可以在一个反应器中实现氨氮和C0D的去除。但是好氧氨氧化细菌(Α0Β)和厌氧氨氧化(anammox)菌生长速率慢，细胞产率低，对环境变化敏感，导致优势菌富集驯化时间长，处理效率低，对反应器生物截留能力要求高。目前SNAD工艺的研究集中在人工配水和高含氮废水(垃圾渗滤液、污泥脱水液)，关于低氨氮城市污水的研究较少。生物膜反应器和SBR运行方式有助于减少反应器内污泥流失，增加反应器内的污泥浓度，提高反应器的耐冲击负荷，较好的解决传统工艺泥水分离时间长、容积负荷率冋题。
【发明内容】
[0003]本发明能够培养出具有较高活性的SNAD生物膜，在一个反应器完成同步亚硝化，厌氧氨氧化，反硝化工艺，实现氨氮和C0D的去除，提高反应器对污泥的持流能力。本发明涉及一种城市污水SNAD生物膜的快速培养方法，其特征在于:
[0004](1)反应器采用SBR运行模式，周期运行完毕之后马上进行下一个周期，排水比为81%,排水口设置在反应器底部以上20cm处，排水口直径大小为20mm。反应器内放置鲍尔环，鲍尔环的直径为25mm，中间分成多个小格，每个小格的直径为4_。
[0005](2)鲍尔环的体积/反应器的体积比R值控制在37 %。
[0006](3)硝化生物膜的培养:
[0007]反应器采用SBR运行方式进水(5min)，曝气(240min)，沉淀(lOmin)，排水(lOmin)，静置(lmin)；
[0008]SBR反应器内温度控制为30°C，曝气量为500L/h，周期内溶解氧维持在2_8mg/L ；
[0009]硝化生物膜反应器的氨氮去除负荷达到0.20-0.25kg N/ (m3 -d)，表明硝化生物膜反应器已经驯化好，进入下一阶段；
[0010](4)亚硝化，厌氧氨氧化，反硝化的耦合脱氮生物膜培养阶段:
[0011]改变前面所述的驯化好的硝化生物膜反应器运行方式为:进水(5min)，间歇曝气(20min 曝气 /20min 非曝气)，后曝气(20min)，沉淀(lOmin)，排水(lOmin)，静置(lmin)。
[0012]间歇曝气设置为:20min曝气/20min非曝气。
[0013]反应器内温度控制为30°C，曝气量500L/h，曝气阶段溶解氧为5.0-5.5mg/L。
[0014]在非曝气阶段，水力搅拌装置启动，使载体与污水充分混合。
[0015]—个周期内曝气和非曝气的循环次数控制为11次，保证周期内氨氮降解完毕，进水COD负荷控制为0.30-0.40kg COD/ (m3 -d)。运行一段时间，待反应器的总氮去除能力达到50%后，为了避免氨氮降解完毕之后过量曝气，减少一个周期内曝气和非曝气的循环次数为7次。
[0016](5)当总氮去除率大于80%，表明亚硝化，厌氧氨氧化，反硝化的耦合脱氮生物膜培养成功。
【附图说明】
[0017]1.反应器装置如图1所示。
[0018]2.图1中，1-进水栗；2_气体流量计；3_曝气盘；4_电磁阀；5_排水管；6_加热棒；7_溶解氧探头；8_pH探头；9_鲍尔环；10-水力揽摔器；11-控制系统；
【具体实施方式】
[0019]1.反应器装置如图1所示。
[0020]2.实例使用的进水为小区生活污水，进水氨氮浓度60-80mg/l，硝氮浓度小于lmg/1，亚氮浓度小于 lmg/1，COD 浓度为 160mg/l-250mg/l。
[0021]3.采用上述方法的操作步骤如下:
[0022]1)反应器装置和进水
[0023]反应器采用SBR运行模式，周期运行完毕之后马上进行下一个周期，排水比为81%,首先培养高效的硝化生物膜，然后培养亚硝化，厌氧氨氧化，反硝化的耦合脱氮生物膜。
[0024]反应器内放置鲍尔环，鲍尔环的直径为25_，中间分成多个小格，每个小格的直径为 4mm。
[0025]鲍尔环的体积/反应器的体积比R值控制在37 %。
[0026]反应器内絮体污泥浓度(MLSS)为1000mg/L，载体污泥浓度(MLSS)为0.05g/个载体。
[0027]进水为城市生活污水，进水氨氮浓度60_80mg/L，硝氮浓度小于lmg/L，亚氮浓度小于 lmg/L，COD 浓度为 160_250mg/L ；
[0028]2)硝化生物膜反应器运行工况:
[0029]采用SBR反应器，SBR运行周期为:进水(5min)，曝气(240min)，沉淀(lOmin)，排水(lOmin)，静置(lmin)。反应器有效盛水容积为77.7L，每次进水63L，排水比为81 %，排水口设置在底部以上20cm处，排水口直径大小为20mm。反应器内温度控制为30°C，曝气量500L/h，周期内溶解氧为2-8mg/L，硝化生物膜反应器的氨氮去除负荷达到0.20-0.25kg N/(m3.d)，表明硝化生物膜反应器已经驯化好，进入下一阶段。
[0030]3)亚硝化，厌氧氨氧化，反硝化的耦合脱氮生物膜培养阶段:
[0031]①工况控制:
[0032]改变前面所述的驯化好的硝化生物膜反应器运行方式为:进水(5min)，间歇曝气(20min 曝气 /20min 非曝气)，后曝气(20min)，沉淀(lOmin)，排水(lOmin)，静置(lmin)。反应器内温度控制为30°C，曝气量500L/h，曝气阶段溶解氧为5.0-5.5mg/L。
[0033]间歇曝气设置为:20min曝气/20min非曝气。
[0034]在非曝气阶段，水力搅拌装置启动，使载体与污水充分混合。
[0035]—个周期内曝气和非曝气的循环次数控制为11次，保证周期内氨氮降解完毕，进水C0D负荷控制为0.30-0.40kgC0D/ (m3 -d)，运行20d。待反应器的总氮去除能力达到50%后，为了避免氨氮降解完毕之后过量曝气，减少一个周期内曝气和非曝气的循环次数为7次，继续运行20d。
[0036]连续运行实验的结果表明，在上述条件下，曝气和非曝气的循环次数控制为11次时，反应器的总氮去除率变化范围为57-74%，曝气和非曝气的循环次数控制为7次时，反应器的总氮去除率逐渐上升到83%。第40d，批试实验表明生物膜载体的厌氧氨氧化活性达到0.232kg TN/ (kg VSS.d)，亚硝态氮反硝化活性为0.211kg N/ (kg VSS.d)。好氧亚硝态氮化活性为0.017kg N/(kg VSS.d) ο
[0037]4.在上述原理的基础上还可以做出其他形式的变化和变动。这些变化和变动仍处于本发明的保护范围之中。
【主权项】
1.一种城市污水SNAD生物膜的快速培养方法，其特征在于: (1)反应器采用SBR运行模式，周期运行完毕之后马上进行下一个周期，排水比为81%,排水口设置在反应器底部以上20cm处，排水口直径大小为20mm ;反应器内放置鲍尔环，鲍尔环的直径为25mm，中间分成多个小格，每个小格的直径为4_ ; (2)鲍尔环的体积/反应器的体积比R值控制在37%; (3)硝化生物膜的培养: 反应器采用SBR运行方式:进水5min，曝气240min，沉淀lOmin，排水lOmin，静置Imin ； SBR反应器内温度控制为30°C，曝气量为500L/h，周期内溶解氧维持在2_8mg/L ; 硝化生物膜反应器的氨氮去除负荷达到0.20-0.25kg N/(m3.(!)，表明硝化生物膜反应器已经驯化好，进入下一阶段； (4)亚硝化，厌氧氨氧化，反硝化的耦合脱氮生物膜培养阶段: 改变前面所述的驯化好的硝化生物膜反应器一个周期运行方式为:进水5min，间歇曝气20min曝气/20min非曝气，后曝气20min，沉淀lOmin，排水lOmin，静置Imin ； 反应器内温度控制为30°C，曝气量500L/h，曝气阶段溶解氧为5.0-5.5mg/L ； 在非曝气阶段，水力搅拌装置启动，使鲍尔环与污水充分混合； 一个周期内曝气和非曝气的循环次数控制为11次，保证周期内氨氮降解完毕，进水COD负荷控制为0.30-0.40kgC0D/(m3.d);运行一段时间，待反应器的总氮去除能力达到50%以上后，减少一个周期内曝气和非曝气的循环次数为7次； 当总氮去除率大于80%，表明亚硝化，厌氧氨氧化，反硝化的耦合脱氮生物膜培养成功。
【专利摘要】一种城市污水SNAD生物膜的快速培养方法，属于水环境恢复与再生领域。本发明的目的在于解决城市污水碳氮比低，脱氮效率低，大量能源浪费的问题。其方法为：以生活污水为原水，采用序批式生物膜反应器，温度控制为30℃，曝气量为500L/h，首先培养高效的硝化生物膜，然后将曝气阶段改变为间歇曝气方式，在非曝气阶段，设置水力搅拌装置，使载体与污水充分混合，其他条件不变。间歇曝气的循环次数应避免氨氮降解完毕之后过量曝气。经过一段时间，成功培养出了SNAD生物膜，反应器总氮去除率达到80％以上。批试实验表明生物膜载体的厌氧氨氧化、亚硝态氮反硝化活性良好。
【IPC分类】C02F3/30, C02F101/16
【公开号】CN105236573
【申请号】CN201510729845
【发明人】李军, 郑照明
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月31日