[发明专利]序批式反应器快速提高氨氧化菌富集速率和程度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及序批式反应器快速提高氨氧化菌富集速率和程度的方法，属于污水生物处理技术领域。

背景技术

水环境的日益恶化已经引起人们的高度关注，氮素污染是引起水体“富营养化”问题的重要原因之一。将污水采用生物脱氮技术处理具有高效、经济、环保等优点。氨氧化菌可将氨氮氧化为亚硝态氮，是硝化菌群的重要组成部分，但氨氧化菌生长速率小，不容易得到富集。在污水处理厂的传统脱氮工艺中，氨氧化菌只占细菌总数的1～5%，氨氧化能力较低。

短程硝化生物脱氮工艺作为一种新型污水脱氮工艺，主要是将传统生物硝化过程控制在氨氧化阶段，短程硝化过程可以节约25%的供氧量，生成的含有亚硝态氮污水可用于短程反硝化或厌氧氨氧化，减少反硝化所需碳源。提高氨氧化菌富集速率和程度就是让氨氧化菌成为细菌的优势菌种，将异养菌和亚硝态氮氧化细菌淘洗出系统，从而实现稳定高效的短程硝化过程，既提高了脱氮效率，又减少了能源资源消耗。

当前提高氨氧化菌富集速率和程度的方法有：采用硝化-反硝化工艺处理含氨氮污水，实现污泥的定向驯化，这样做可利用反硝化过程将亚硝态氮、硝态氮还原为氮气，硝化开始时即不存在亚硝态氮，有利于减少亚硝态氮氧化细菌，但污泥内会存在大量异养菌（反硝化细菌）；采用纯硝化工艺对低有机物浓度、含氨氮污水进行硝化处理，这样做有利于减少异养菌数量，但出水中存在的亚硝态氮会给亚硝态氮氧化细菌生长的机会，难以实现淘洗亚硝态氮氧化细菌的目的。因此，当前提高氨氧化菌富集速率和程度的方法存在氨氧化菌富集程度低（<50%）、存在大量亚硝态氮氧化细菌、存在大量异养菌、氨氧化菌富集时间长、操作不灵活等缺点，这就使得研发序批式反应器快速提高氨氧化菌富集速率和程度的方法成为迫切需求；

因此，污水处理领域急需解决的一个技术问题是：如何能够找到序批式反应器快速提高氨氧化菌富集速率和程度的方法。

发明内容

本发明的目的在于解决氨氧化菌富集程度低、氨氧化菌富集时间长的问题，提供序批式反应器快速提高氨氧化菌富集速率和程度的方法。

本发明所提供的方法是在序批式反应器（SBR）中采用活性污泥法处理含氨氮废水，以ORP的移动斜率（MSC）作为氨氧化过程的指示参数，提高氨氧化菌富集速率；通过先逐渐提高进水氨氮浓度培养硝化细菌活性，再利用高游离氨（50～65mg NH₃/L）、高游离亚硝酸(2～8mg HNO₂-N/L)和适量排泥将亚硝态氮氧化菌和异养菌淘洗出系统，提高氨氧化菌富集程度。最终实现快速提高序批式反应器内氨氧化菌的富集速率和程度的目的。

本发明采用的装置包括（见图1）：

氨氧化菌富集反应器4连接进水管3、排水管17、曝气管11、碱液管7；进水管3上设置进水泵2；排水管17上设置排水阀16；曝气管11上设置曝气阀门10；碱液管7上设置加碱泵8；进水箱1通过进水管3连接到氨氧化菌富集反应器4；碱液箱6通过碱液管7连接到氨氧化菌富集反应器4；空气压缩机9通过曝气管11连接到氨氧化菌富集反应器4；在氨氧化菌富集反应器4内设置搅拌器5、ORP传感器13、pH传感器14、温度传感器15、曝气砂头12；搅拌器5、ORP传感器13、pH传感器14、温度传感器15、加碱泵8、进水泵2、排水阀16、曝气阀门10、空气压缩机9与可编程过程控制器连接18；可编程过程控制器18内设置搅拌继电器21、ORP传感器接口26、pH传感器接口27、温度传感器接口22、加碱继电器20、进水继电器19、排水继电器25、曝气继电器24、空气压缩机继电器23。

本发明提供了序批式反应器快速提高氨氧化菌富集速率和程度的方法，包括：

氨氧化菌富集反应器的进水比为20%～30%，进水箱内溶液氨氮浓度为50～100mg/L，启动进水泵将含氨氮污水从进水箱加入氨氧化菌富集反应器，当达到设定进水比时关闭进水泵；

2)启动氨氧化菌富集反应器内的搅拌器、加碱泵、空气压缩机和曝气阀门；可编程过程控制器实时接收pH值和温度值，当pH在8～8.5范围内，关闭加碱泵；

3)可编程过程控制器实时接收ORP传感器数值，每1～2min记录数据，对相邻5～10个ORP数值求平均值，计算ORP移动斜率（MSC），当ORP-MSC在2～6范围内，且曝气时间超过60分钟，视为出现氨氧化拐点，可编程过程控制器发出关闭空气压缩机的指令，关闭曝气阀门、搅拌器；

4)沉淀时间设定为30～60分钟；达到设定时间即启动排水阀，排水比设为20%～30%，达到设定排水比时关闭出水阀并记录周期数；