[发明专利]一种常温低基质厌氧氨氧化工艺的快速启动方法

说明书

技术领域

本发明属于城市生活污水处理与再生领域。具体涉及专用于常温、低基质污水生物膜法厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺快速启动方法。 

背景技术

近年来，由于人为的原因，氮素循环遭到了破坏，导致了中间产物积累，造成水体的富营养化日益严重，湖泊“水华”及近海“赤潮”时有发生，且有愈演愈烈之势。水体富营养化已经危及农业、渔业、旅游业等诸多行业，并对饮水卫生和食品安全构成巨大威胁。因此，脱氮已经成为污水处理中的重要主题。在上个世纪，人们以硝化和反硝化作用为基础，构建的废水生物脱氮的技术体系在废水脱氮方面起到一定的作用，但存在诸多问题，如：流程长，脱氮效率低，基建投资高；供氧量大，运行费用高；反硝化过程往往需要外加碳源；并且存在于除磷工艺存在碳源争夺等问题。因此，新的生物脱氮理论和技术应运而出，并得到迅速发展，如：同时硝化反硝化技术、短程硝化反硝化技术、厌氧氨氧化技术等。其中以厌氧氨氧化为基础建立的SHRANON-ANAMOX、CANON、DENAMMOX等工艺最受瞩目。 

厌氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation，简称Anammox），是以NO₂^--N为电子受体，CO₂为无机碳源，在厌氧条件下，将NH₄⁺-N氧化成N₂的生物过程。ANAMMOX工艺相比较传统硝化-反硝化工艺具有节省50%的曝气量和100%的碳源等优点，所以一经发现就引起了众多研究者的广泛兴趣。目前，有关Anammox工艺的研究和应用，主要是针对垃圾渗滤液和污泥消化上清液等高温高NH₄⁺-N的废水，而对于常温条件下低基质污水研究尚鲜见报道。因此，Anammox可被视为目前生物脱氮处理中最具潜力的可持续发展的生物脱氮工艺。 

然而，ANAMMOX菌生长速率比较低（最高生长速率为0.0027h^-1），世代周期比较长（11d）。对于高温高NH₄⁺-N废水实验室规模反应器启动时间大都在半年以上，世界第一座污泥消化上清液ANAMMOX生物脱氮工程案例启动时间长达3.5年。而在常温低基质下实验室规模的厌氧氨氧化反应器启动时间至少1年以上，因此，启动时间长是制约ANAMMOX工艺推广的限制因素，而对于在常温、低基质污水下实现ANAMMOX工艺的启动将会面临更大的挑战。 

发明内容

本发明目的在于提供一种在常温低基质条件下，生物膜法厌氧氨氧化工艺快速启动的方法。 

本发明是在常温条件下，以A/O二级出水和半亚硝化出水为基础用水，上向流的生物滤池为试验装置，内部装填火山岩活性生物滤料。具体步骤如下： 

步骤一：反应器搭建 

反应器采用生物滤池，径深比宜为1:4~1:8，装填粒径4~15mm的火山岩滤料，不均匀系数小于1.2，采用上向流进水，，底部设有曝气装置，可由转子流量计控制曝气量。 

步骤二：污泥接种 

反应器接种污水处理厂普通硝化污泥，接种污泥浓度宜为4.0~5.0g/L，接种体积为反应器有效容积的90%-110%。为了让接种污泥充分填充反应器，采用间歇式（SBR）交替流运行方式。将接种污泥由底部进水口注入反应器，并接入二级处理出水或配水，NH₄⁺-N浓度在50~75 mgL^-1，COD小于60 mgL^-1，SS不超过10 mgL^-1。SBR循环运行时，保证循环滤速不小于0.5m/h，采用上向流循环，同时开启曝气，曝气量控制在10~30 m³·m^-3·h^-1；当硝化负荷达到0.5 kg·m^-3·d^-1以上，认为接种成功，结束SBR培养，转为连续流运行。 

步骤三：硝化性能强化