[发明专利]一种启动全程自养脱氮滤柱的方法

说明书

一种启动全程自养脱氮滤柱的方法属于废水自养脱氮领域。其步骤为：按1:3～3:1的质量比取亚硝化生物滤柱和厌氧氨氧化生物滤柱的滤料，依次排布两种滤料，在限氧连续流条件下启动自养脱氮滤柱。首先，在低负荷条件下启动全程自养脱氮滤柱，随着滤柱内微生物对环境的不断适应，滤柱的处理能力不断提高，直到氨氮基本被去除。随后进入高负荷培养阶段，采用保持进水基质浓度不变、缩短水力停留时间的方式来提高进水氨氮负荷，强化滤柱的处理性能。相比于传统自养脱氮滤柱的启动方式，本方法具有启动快速，总氮去除负荷高，厌氧氨氧化菌用量少等优点。

技术领域

本发明属于污水处理及资源化领域。具体涉及在滤柱形式的反应器中启动全程自养脱氮工艺的方法。适合于高氨氮、低碳氮比的污废水处理。

背景技术

Third等在1999年提出了CANON(Completely Autotrophic Nitrogen removalOver 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生物反应。与传统全程硝化反硝化工艺相比，该工艺具有脱氮流程短、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。

全程自养脱氮工艺的工艺形式主要包括活性污泥工艺、生物膜工艺和颗粒污泥工艺等。尤其是基于生物膜的全程自养脱氮滤柱，由于操作简便，运行稳定，耐冲击负荷强，去除负荷高，受到了广泛的关注。近年来，Liang yuhai、Zeng Taotao等诸多研究者采用滤柱生物膜的形式实现了全程自养脱氮工艺。

全程自养脱氮颗粒污泥工艺的原理是：由于生物膜的的传质阻力，使得生物膜内部存在着沿径向分布的基质浓度梯度和溶解氧浓度梯度，由此产生了外部好氧而内部厌氧的微观氧环境。首先，废水中的NH₄⁺-N在好氧外层被AOB(好氧氨氧化菌)作用，反应产生NO₂^--N，同时消耗掉氧气；其次，生成的NO₂^--N与剩余的NH₄⁺-N向生物膜的厌氧内层扩散，在AnAOB(厌氧氨氧化菌)的作用下，反应生成N₂释放，同时生成少量的NO₃^—N，完成整个脱氮过程。

与其他全程自养脱氮工艺相比，全程自养脱氮生物膜工艺具有微生物持有量高、处理负荷高、截留性能强、抗冲击能力强等诸多优点。目前，众多研究者采用先培养厌氧氨氧化菌在接种亚硝化细菌启动自养脱氮工艺。传统方法中，接种亚硝化絮状污泥很难使得亚硝化细菌和厌氧氨氧化菌混合完全，不利于亚硝化菌形成厌氧微环境，难以减轻溶解氧对厌氧氨氧化菌的抑制。更重要的是，自养脱氮工艺限速步骤是亚硝化，只需要少量的厌氧氨氧化菌就可以启动自养脱氮反应器，所以将一个厌氧氨氧化滤柱转变为自养脱氮滤柱是不节约、低效率的。

因此，本发明提供了一种启动全程自养脱氮滤柱的方法。

发明内容

本发明提供1.一种启动全程自养脱氮滤柱的方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照1:3～3:1的质量比取亚硝化生物滤柱和厌氧氨氧化生物滤柱的滤料，按亚硝化滤料、厌氧氨氧化滤料的顺序依次排布两种滤料，每层滤料厚度为1～30cm，滤层共2～60个；滤柱底部设置进水口和曝气装置；以合成废水作为进水基质，进水NH₄⁺-N浓度为80～120mg/L，投加NaHCO₃将基质pH控制在7.6～8.2之间；溶解氧通过转子流量计和溶解氧测定仪联合控制；

根据进水负荷的不同分为以下两个阶段：