[发明专利]一种硝化功能型与反硝化功能型悬浮载体联用的同步硝化反硝化工艺

说明书

本发明公开了一种硝化功能型与反硝化功能型悬浮载体联用的同步硝化反硝化工艺，属于污水处理技术领域。本发明针对同步硝化反硝化工艺中的两类功能微生物对生物膜载体性能的不同需求，分别采用硝化、反硝化两类功能型生物填料作为功能微生物生长的媒介。其中硝化功能型填料更有利于硝化微生物的快速富集和生长，反硝化功能型填料更有利于反硝化微生物的快速富集和生长。在低溶解氧条件下，两类载体协同作用，共同加速生物膜的形成，优化系统中的功能微生物群落结构，提高系统的生物多样性，进而实现稳定的同步硝化反硝化脱氮效果，使出水氨氮和总氮能够满足达标排放的要求。

技术领域

本发明涉及一种基于硝化功能型与反硝化功能型悬浮载体(填料)联用的同步硝化反硝化工艺，属于污水处理技术领域。

背景技术

随着人口数量的增多及城镇化进程加快，生活污水中含氮污染物的排放导致了各种形式的氮素污染，加剧了水体富营养化的程度，因此需要对污水中的氮素进行有效去除，以实现污水的达标排放。为了加强污水中含氮污染物的去除效果，高效稳定的生物脱氮技术的研究成为人们关注并讨论的热点。

传统生物脱氮工艺为有机氮先被氨化菌转化成氨氮，然后氨氮被氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)转化为亚硝酸盐和硝酸盐，最后(亚)硝态氮在反硝化菌的作用下被转化为氮气，从而完成整个脱氮过程。由于生物的硝化反应为好氧反应，而反硝化在缺氧或厌氧环境下进行，所以硝化和反硝化需要在两个单独的反应器中，或者在时间或空间上造成交替缺氧和好氧环境的同一反应器中进行。此外，该工艺往往需要外加碳源或碱度、酸度物质保证反应条件的稳定，以达到处理效果。随着污水生物脱氮理论研究的深入和脱氮技术的发展，人们发现在同一个反应器中依旧可以实现良好的脱氮效果，总结出了同步硝化反硝化(SND)的生物脱氮机理，为污水脱氮技术的开发和发展奠定了理论基础。

对于SND过程的解释，普遍被接受的是微观环境理论，该理论认为在生物脱氮过程中，由于氧气在活性污泥及生物膜内部传递的过程中会受到传质阻力的影响，使得氧传质效率不同，从而氧浓度分布不均，所以微观上形成了溶解氧梯度，在污泥絮体或颗粒足够大或生物膜足够厚的情况下，表面为好氧环境，而内部即形成缺氧甚至厌氧环境，从而实现SND。目前，大多数SND存在于适当的颗粒污泥系统或者生物膜反应器中。而移动床生物膜工艺(MBBR)以及生物膜与活性污泥复合工艺(IFFAS)工艺耦合了活性污泥法和生物膜法的优点，并克服了二者的弊端，有望实现更为高效稳定的SND。在该工艺中，载体的性能对SND的运行效果起着重要作用。然而，传统悬浮载体通常存在缺乏富集功能细菌的功能性设计的弊端，制约了SND效果的进一步提高。基于此，本发明的目的是将硝化功能型与反硝化功能型悬浮载体(填料)联用于MBBR以及IFFAS工艺中，在两类载体(填料)的协同作用下，同时富集硝化菌和反硝化菌，共同加速生物膜的形成，优化系统中的功能微生物群落结构，进而强化同步硝化反硝化效果，使出水氨氮和总氮能够满足达标排放的要求。

发明内容

本发明的目的在于，针对MBBR/IFFAS工艺存在的问题，旨在发展一种基于硝化功能型与反硝化功能型悬浮载体(填料)联用的同步硝化反硝化工艺。

本发明的技术方案：

一种硝化功能型与反硝化功能型悬浮载体联用的同步硝化反硝化工艺，包括以下步骤：

(1)向MBBR/IFFAS反应器中投加硝化功能型与反硝化功能型悬浮载体，硝化功能型与反硝化功能型悬浮载体包括改性功能料和高密度聚乙烯基料两部分；改性功能料包括两部分，第一部分是铁粉，第二部分是天然斜发沸石和三氧化二铁；

天然斜发沸石和三氧化二铁的质量比不超过2；

铁粉与高密度聚乙烯基料的质量比不超过5％；

天然斜发沸石和三氧化二铁的总质量与高密度聚乙烯基料的质量比不超过5％；