[发明专利]一种利用低强度超声波维持短程硝化稳定性的方法

说明书

本发明公开了一种利用低强度超声波维持短程硝化稳定性的方法，将SBR反应器中的活性污泥进行超声处理，通过控制反应器中超声波辐照时间、超声波声能密度、超声方式、超声波辐照间隔周期、温度等参数，以克服环境温度改变造成短程硝化系统易遭到破坏的问题，达到维持短程硝化系统稳定性，提高生物脱氮效率和减小环境污染的目的；低强度超声波能够促进AOB活性的同时抑制NOB活性，从而维持短程硝化系统稳定运行，并且提高了氨氮去除率。温度由18℃提高到28℃时，低强度超声波能够维持短程硝化系统稳定运行；低强度超声波辐照活性污泥，减少剩余污泥的产量，降低了污泥处理成本。本发明工艺简单易操作，可广泛运用于水污染控制领域中。

技术领域

本发明属于水污染控制领域，具体涉及一种利用低强度超声波维持短程硝化稳定性的方法。

背景技术

传统生物脱氮技术是通过生物硝化作用与反硝化作用将NH₄⁺-N转化为氮气的过程。短程硝化是将生物硝化进程控制在NO₂^--N阶段而不进一步氧化为NO₃^--N的过程。相对于传统生物脱氮技术，短程硝化反硝化可节约25％的供氧量、40％的碳源，且反应时间短，节约了基建费用，剩余污泥量少，减少了后续处理处置的费用，具有明显的优势。同时短程硝化可独立运行作为新型生物脱氮工艺(CANON、SHARON、SHARON-ANAMMOX) 的前置环节，在国内外引起了广泛关注。

目前，国内外关于短程硝化的研究主要集中在实现手段，包括控制溶解氧浓度、pH与游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)耦合、缺氧/好氧交替运行模式(A/O)、进水水质、温度、污泥龄(SRT)、投加抑制剂等参数控制法。然而通过参数控制法实现短程硝化后极易出现失稳、甚至污泥膨胀等现象，主要原因包括：①基于低溶解氧条件下AOB的氧半饱和常数小于NOB的微生物代谢特性，控制低溶解氧浓度能快速启动短程硝化，但极易发生污泥膨胀，其次随着NO₂^--N的积累易导致污泥沉降性能变差。②NOB对pH、FA及FNA 浓度等仅在短期内无法适应而活性被抑制，但随后NOB会产生适应性，削弱抑制作用。③由于污水厂进水水质波动较大，运行复杂，短程硝化很难维持，再者实际污水处理中调控温度、投加抑制剂等手段成本过高，限制其进一步应用。

近年来，有研究表明微生物对超声波刺激的耐受性不同，但该方法无特定指示参数。另外，温度是实现及维持短程硝化稳定性的关键因素，AOB与NOB的生长速率受温度影响很大，短程硝化系统稳定性直接影响了水污染控制过程中生物脱氮效率，因此，在不同温度下，如何实现短程硝化系统运行稳定是急于解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种利用低强度超声波维持短程硝化稳定性的方法，将SBR反应器中浓缩后的活性污泥使用超声波发生器进行超声处理，以克服环境温度改变易造成短程硝化系统失稳的问题，提高短程硝化系统对温度的抗冲击负荷能力，达到提高生物脱氮效率和减小环境污染的目的。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用低强度超声波维持短程硝化稳定性的方法，将SBR反应器中浓缩后的活性污泥使用超声波发生器进行超声处理，包括下述步骤：

1).采用SBR反应器；

2).接种污泥：取自本地污水处理厂的污泥；

3).进水水质：进水COD、氨氮、总磷分别为150、60、1.5mg/L，通过投加NaHCO₃溶液使反应器内pH控制在7.5～8.5之间；

4).运行方式：按照交替缺氧/好氧运行模式，交替循环5次后沉淀排水，所述缺氧/好氧运行时间比为1:1，缺氧和好氧时间均为30min，好氧阶段的曝气量为1.0L/min；