[发明专利]一种膜生物反应器全程自养脱氮工艺的快速启动方法

说明书

技术领域

本发明属于城市污水处理与再生领域。具体涉及专用于常温膜生物反应器CANON工艺的快速启动方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速增长，工业化和城市化进程不断推进，水污染日益加剧，造成水质性缺水和原本的资源性缺水彼此重叠，越来越多地影响到人们的正常生产和生活。其中，氮素污染是主要的一项危害。环保部公布的《2011年中国环境状况公报》中指出，七大水系除淮河水系外主要污染指标均包含氨氮，湖泊（水库）富营养化问题仍突出。水体中的氮素污染已严重威胁到我们赖以生存的生态环境，开发经济有效的生物脱氮技术已成为国内外的研究热点。全程自养脱氮工艺（CANON）工艺是近年来发现的生物脱氮新技术，其将短程硝化与厌氧氨氧化结合在一个反应器内，正逐渐成为生物脱氮方面的研究热点，与传统脱氮技术相比，具有技术上、经济上、可持续性上的诸多优点，能有效的处理低碳氮比的高浓度氨氮废水，具有脱氮路径短、节省曝气量、污泥产量低、无需有机碳源等诸多优点。对于我国水环境污染治理和恢复具有重要的意义和广阔的应用前景。然而，CANON工艺中的功能微生物氨氧化细菌（AOB）和厌氧氨氧化菌（anammox）均属于自养菌，生长缓慢难以富集，同时其稳定性较差，从而导致反应器启动比较困难，总氮去除负荷比较低等。因此如何实现反应器的快速启动，对于CANON工艺的发展应用具有现实意义。

膜生物反应器（MBR）是近年来逐渐兴起的新型反应器，具有出水水质好，污泥浓度高，处理负荷高，不需二沉池、节省占地面积等优点。将MBR反应器应用于污水处理的全程自养脱氮工艺的研究，可以解决自养菌生长缓慢难以富集及自养脱氮负荷较低的难题，促进自养脱氮工艺的发展。因此，MBR全程自养脱氮工艺的快速启动策略是MBR应用于自养脱氮的关键技术，对于CANON工艺的进一步应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种常温膜生物反应器全程自养脱氮工艺的快速启动方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所提供的一种常温膜生物反应器全程自养脱氮工艺的快速启动方法，是在常温下，以人工模拟配水为进水，以一体式MBR反应器为试验装置如图1所示，内置聚偏氟乙烯中空纤维膜组件，底部设有曝气装置，由转子流量计控制曝气量。内置搅拌器，保证泥水混合均匀，进水泵连接液位控制器，保持液位恒定，通过蠕动泵抽吸出水。试验中主要通过调节曝气量，来实现CANON工艺的快速启动。具体步骤如下：

（1）首先接种污泥于膜生物反应器内，接种的污泥为城市污水处理厂曝气池硝化污泥，接种污泥浓度为10~13g/L；

（2）在曝气量为0.4~0.5L/min 的条件下，硝化污泥活性恢复的方法为：在自来水中加以 (NH₄)₂SO₄和NaHCO₃配氨氮浓度为70~75mg/L，以CaCO₃计的碱度浓度为700~750mg/L，温度为22~27℃，pH为7.0~8.0，当氨氮去除率达到90%~100%时，认为硝化细菌活性得到恢复；

（3）在曝气量为0.3~0.4 L/min的条件下，富集培养氨氧化菌AOB的方法为：保持进水流量不变，进水氨氮浓度逐渐增加190~210 mg/L，在增加进水氨氮浓度的同时增加碱度浓度，以CaCO₃计的碱度与氨氮的质量浓度比为8~10，温度为22~27℃，pH为7.5~8.0，当亚硝化率达到了97%~100%，并保持稳定运行一周以上时，认为氨氧化菌AOB成功得到富集培养；

（4）在曝气量为0.1~0.2 L/min的条件下，反应器全程自养脱氮工艺的启动方法为：保持进水氨氮为190~210mg/L，温度为22~27℃，pH为7.5~8.0；当系统的总氮去除率和总氮去除负荷分别达到75%以上和0.5 kg·m^-3·d^-1以上，且稳定运行30天以上时，反应器全程自养脱氮工艺成功启动。

本发明在常温下通过调节曝气量启动全程自养脱氮工艺，易于实施，并且缩短了启动时间。本发明中接种污泥来自于城市污水处理厂硝化池，污泥简单易得，解决了CANON工艺种泥来源困难的难题。此外，本发明将新型反应器MBR反应器应用在全程自养脱氮工艺的研究上，膜生物反应器有利于污泥截留，适合长SRT微生物生长，有望解决自养污泥生长缓慢，处理负荷低的难题。

附图说明