[发明专利]一种铁离子强化厌氧氨氧化脱氮工艺

说明书

一种铁离子强化厌氧氨氧化脱氮工艺，所述厌氧氨氧化脱氮工艺，先在待处理废水中加入微量元素浓缩液，再调节待处理废水的pH，最后进行曝气得到处理废水，同时将处理的污泥添加进厌氧氨氧化反应器，然后将处理废水通入厌氧氨氧化反应器中，并同时在厌氧氨氧化反应器进水处使用添加器添加铁离子，脱氮反应过程中控制厌氧氨氧化反应器反应温度、厌氧氨氧化反应器中的污泥浓度，厌氧氨氧化反应器中污泥停留时间为20～60d，向厌氧氨氧化反应器鼓入氧气。总之，本发明工艺设计合理，能提高厌氧氨氧化脱氮效率，提高厌氧氨氧化脱氮富集培养速度，改善工艺的稳定性。

技术领域

本发明涉及污水处理与再生技术领域，具体是涉及一种铁离子强化厌氧氨氧化脱氮工艺。

背景技术

传统的生物脱氮工艺，以硝化和反硝化作用为核心。硝化作用(nitrification)，即好氧条件下，氨氧化菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)将氨氮氧化为亚硝酸盐，继而亚硝酸盐氧化菌(nitrite oxidizing bacteria,NOB)将亚硝酸盐氧化为硝酸盐；反硝化作用(denitrification)，即缺氧条件下反硝化菌(denitrifying bacteria)将硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气。基于硝化反硝化作用原理，传统的生物脱氮工艺主要有：序批式活性污泥法(SBR)、缺氧/好氧(A/O)工艺、厌氧/缺氧/好氧(A/A/O)工艺、氧化沟工艺、UCT工艺、Bardenpho工艺、脱碳/硝化/反硝化(Barth)工艺等。

尽管传统硝化反硝化工艺得到广泛应用及不断的技术改良，但受限于脱氮机理，始终存在许多难以避免的缺点：①由于硝化/反硝化工艺较低的容积脱氮效率(<0.50kg N/(m³·d))，导致反应池占地面积大，基建投资高；②处理低碳氮比废水时，反硝化段需要外加有机碳源，增加运行成本；而处理高氨氮废水时，需要投加碱度来中和硝化产生的酸度，导致处理费用增加甚至造成二次污染；③硝化过程需氧量高、能耗大，其曝气消耗的电能占污水厂总耗电的60％以上；此外，污泥及硝化液回流，导致动力消耗和运行成本增加；④脱氮过程中产生不容忽视的温室气体排放，如CO₂、CH₄和N₂O。因此，经济高效的新型生物脱氮技术研发，成为水污染控制领域中的重点及热点。

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)，指厌氧条件下，厌氧氨氧化菌(anaerobic ammonia oxidation bacteria,AAOB)以氨氮为电子供体，以亚硝酸盐为电子受体，将其直接转化为氮气的脱氮过程。相较于传统硝化反硝化工艺，厌氧氨氧化工艺具有节省60％的曝气消耗、无需外加有机碳源、减少90％的污泥产生量等优势，且处理费用仅为0.75欧元/kg N，远低于传统生物脱氮工艺(2-5欧元/kg N)，具有革命性的技术优势和广泛的应用前景，受到研究者越来越广泛的关注。

与传统的生物脱氮工艺相比，厌氧氨氧化工艺容积负荷高、运行效率高、污泥产量少，但其工艺应用仍存在一些问题：常用的接种污泥中，厌氧氨氧化菌丰度很低，且无厌氧氨氧化活性，导致污泥富集培养慢；而且工艺稳定性差，运行技术要求高，厌氧氨氧化菌影响因素多，对环境条件敏感，当前有许多文献研究了氮素基质对厌氧氨氧化菌的抑制效应，如游离氨(Free ammonium,FA)、硝酸盐及亚硝酸盐，较高的基质累积容易导致系统失稳；在处理高有机物含量废水如猪场废水、马铃薯废水时，有机物可导致异养反硝化微生物对厌氧氨氧化菌的竞争优势，进而导致系统失稳。

然而现有技术中主要采用优化反应器构型、投加填料、接种不同类型的接种污泥、优化运行参数、外加磁场等方式来强化厌氧氨氧化污泥的富集培养及工艺启动，而微量元素对厌氧氨氧化的影响，则较少有研究涉及。