[发明专利]一种同步亚硝化厌氧氨氧化与反硝化工艺的恢复方法

说明书

技术领域

本发明属于污水深度处理领域。具体涉及一种同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化(SNAD)工艺的恢复方法。适合于低碳氮比的污废水处理。

背景技术

20世纪80年代末，Mulder等人在生物脱氮流化床反应器内发现除人们所熟知的反硝化反应外还存在着未知的反应使氨氮消失，并预言了厌氧氨氧化反应(ANAMMOX)的存在，10多年后证明了厌氧氨氧化菌的存在。Third等在1999年提出了CANON(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite)工艺，即单级全程自养脱氮工艺。该工艺基于短程硝化和厌氧氨氧化反应原理，与传统全程硝化反硝化工艺相比，具有工艺流程短、占地面积小、基建投资少；节约氧消耗量、减少碳排放；剩余污泥少；无需外加碳源等诸多优点。该工艺符合低碳、高效、可持续的污废水处理理念，是一种前景广阔的新工艺。其反应式如下：

参与CANON过程的好氧氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(AnAOB)作为自养菌，其生长代谢会不同程度的受到有机物的抑制。然而，实际污水中不可能不存在有机碳源，这给CANON工艺的稳定高效运行提出了挑战。除此之外，CANON工艺的出水中会含有少量的NO₃^—N，使其无法满足日益严格的污水处理标准。

基于以上两点问题，Huihui Chen等于2009年提出了同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化(SNAD)工艺，该工艺的原理是：首先，废水中大约57％的NH₄⁺-N在AOB作用下，反应产生NO₂^--N，同时消耗掉氧气；其次，生成的NO₂^--N与剩余43％的NH₄⁺-N在AnAOB的作用下，反应生成N₂释放，同时生成11％的NO₃^—N；最后，生成的NO₃^—N与有机物在反硝化菌的作用下反应生成N₂，完成整个脱氮过程。

SNAD工艺在降低出水NO₃^—N，提高总氮去除率的同时，又实现了NH₄⁺-N与COD的同步去除。因此具有极其广泛的应用价值，目前SNAD工艺已经成功应用于污泥消化液、垃圾渗滤液、光电废水、禽畜废水等诸多领域。

但是在应用过程中，SNAD工艺也常常因为操作不当、设备故障等原因导致系统内亚硝酸盐氧化菌(NOB)大量增殖，出水NO₃^—N增加，总氮去除率下降，反应器向全程硝化反硝化方向转变，最终导致SNAD工艺崩溃的问题。因此，本发明提供一种同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化工艺的恢复方法，旨在对于已经崩溃或接近崩溃的SNAD工艺提供一种快速恢复稳定的策略。

发明内容

本发明提供一种同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化工艺的恢复方法。其特征在于，

对于因亚硝酸盐氧化菌(NOB)大量增殖而导致系统崩溃的同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化工艺(SNAD)系统，采用如下策略：(1)调节曝气量使反应期内溶解氧浓度始终维持在0.3mg·L^-1以下。(2)缩短水力停留时间(HRT)，使反应器出水中始终含有一定浓度的NH₄⁺-N(大于10mg·L^-1)。(3)在进水中添加一定量的NaOH溶液，提高进水pH至7.8—8.0。(4)在进水中人为添加一定量的无机碳源，使得碱度与氨氮浓度比维持在10(gCaCO₃/gNH₄⁺-N)以上。维持上述策略运行，直至特征比(即总氮去除量与生成的硝氮量的比值)大于20、总氮去除率大于75％，并连续运行10个周期以上，认为同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化工艺得到了有效地恢复。