[发明专利]一种常温高氨氮全程自养脱氮工艺启动及高效运行方法

说明书

技术领域

本发明属于水环境恢复与再生领域。具体涉及用于各种常温、高氨氮污水生物膜法全程自养脱氮（CANON）工艺启动及高效运行的方法。

背景技术

全程自养脱氮工艺是指在好氧条件下，首先好氧氨氧化菌以O₂为电子受体，以NH₄⁺-N为电子供体将NH₄⁺氧化为NO₂^--N，同时厌氧氨氧化细菌以NO₂^--N为电子受体,将NH₄⁺-N直接氧化为N₂的过程。该工艺为全程自养脱氮过程，能处理只含有NH₄⁺-N的污水，同传统的脱氮过程相比，无需外加碳源，能够节约大量能耗，且污泥产量小，具有广阔的应用前景。

自从荷兰代尔夫特发现厌氧氨氧化技术并基于厌氧氨氧化技术开发出CANON等全程自养脱氮工艺后，全程自养脱氮工艺在荷兰、德国和亚洲的许多地方得到了广泛的应用，其反应器形式多种多样，处理效果差异大，但均高于传统的生物脱氮途径。

近年来，国内外对于全程自养脱氮工艺进行了深入的研究并取得了一定的成果。日本的Furukawa等人在反应条件为中高温30-35℃，氨氮浓度为600-1000mg/L，pH=7.5，分别获得了较高的总氮去除负荷和总氮去除率，达到了0.83kg·m^-3·d^-1和91%；瑞典的J.D.Villegas等在温度为30℃，pH为7.5，DO为1～3mg/L条件下采用10倍稀释厌氧消化液NH₄⁺-N=2.5g/L，采用CSTR（带有Biofilm载体）反应器接种具有亚硝化活性污泥在40天有明显总氮损失，之后不断降低稀释倍数，最终总氮去除负荷可达0.33kg·m^-3·d^-1，总氮去除率可达80%；西班牙的Vazquez-Padin等采用SBR反应器，最终去除效果为80%，去除负荷平均为0.5kg·m^-3·d^-1。可见目前全程自养脱氮工艺主要应用于高温高氨氮领域，并且普遍存在着处理负荷较低的问题，对于常温高氨氮污水的处理还有待进一步研究。

发明内容

本发明目的在于提供一种处理高氨氮废水的生物膜法全程自养脱氨工艺启动及高效运行的方法。

本发明中，首先提高进水基质浓度，使反应器对于高氨氮基质环境充分适应，之后再提高进水负荷，使反应器达到更高的处理能力，在过程中，滤池对于由于进水流量和上升气速增加带来的高流速适应较其对于变化基质环境的适应更为重要。

本发明适用于16-24℃常温条件，从处理高温中高氨氮的全程自养脱氮工艺，成功启动处理常温高氨氮污水的全程自养脱氮生物滤池；总氮去除率即氮素减少量与进水氮素总质量之比，总氮去除负荷即单位体积反应器每天所去除的氮素质量；方法的具体步骤如下：

步骤一：反应器挂膜阶段

反应器采用火山岩填料，接种CANON滤柱反冲洗出来的絮状污泥。进水总氮质量浓度380-420mg/L，氨氮与亚硝酸盐氮质量浓度比为1:1，CaCO₃碱度质量浓度800-1000mg/L。采用间歇运行方式，设一台蠕动泵，泵速70-130rpm/min，从反应器上部抽水，经底部回流进反应器，运行4-6周期，每周期1天。当总氮去除率超过50%并稳定运行3天以上认为挂膜成功。

步骤二：变基质启动阶段