申请日2015.12.22
公开(公告)日2016.05.04
IPC分类号C02F3/30; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法，步骤包括：在MSBR的生物膜形成过程中，增加反硝化聚磷菌富集期，所述反硝化聚磷菌富集期的MSBR运行周期中，反应阶段的运行方式为厌氧-缺氧-好氧，并在缺氧阶段开始时添加硝态氮。本发明的基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法可在单一反应器MSBR中富集硝化菌和反硝化聚磷菌，形成同步硝化反硝化除磷(SNDPR)反应体系，使一份碳源用于反硝化和除磷两个过程，尤其对低碳/氮污水的同步脱氮除磷效果更佳，有利于提高污水氮磷去除效果和系统稳定性;该方法操作灵活、构造简单、抗冲击负荷强，且不需要反冲洗，维护费用低，确保MSBR反应系统更稳定。
摘要附图
权利要求书
1.一种基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法，所述MSBR序批式周期运行，每个运行周期包括进水、反应、排水和闲置阶段，所述反应阶段的运行方式为厌氧-好氧-缺氧，其特征在于，所述方法的步骤包括：在MSBR的生物膜形成过程中，增加反硝化聚磷菌富集期，所述反硝化聚磷菌富集期的MSBR运行周期中，反应阶段的运行方式为厌氧-缺氧-好氧，并在缺氧阶段开始时添加硝态氮。
2.根据权利要求1所述的一种基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法，其特征在于，所述反硝化聚磷菌富集期的时间为MSBR运行的第30-56天。
3.根据权利要求1所述的一种基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法，其特征在于，所述硝态氮的添加浓度为30mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法，其特征在于，所述MSBR运行周期为480min，其中：进水15min、厌氧120min、好氧240min、缺氧60min、排水5min、闲置40min。
5.根据权利要求1所述的一种基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法，其特征在于，所述厌氧和缺氧阶段辅助机械搅拌，所述机械搅拌的速率为110r/min。
6.根据权利要求1所述的一种基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法，其特征在于，所述好氧阶段的曝气率为1L/min。
说明书
一种基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法
技术领域
本发明涉及的是一种污水处理方法，尤其涉及的是一种基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法。
背景技术
市政污水、生活污水和部分工业废水中存在较多的有机物及氮、磷等营养物质。含氮、磷废水的排放可引起水体富营养化，造成严重危害。相对于物理、化学等方法，生物法脱氮除磷具有高效、经济等优点。硝化菌和反硝化聚磷菌普遍存在于污水生物处理系统中，分别在氮和磷的去除过程中起着重要作用。但污水中碳源比例较低、多种微生物竞争制约着传统生物脱氮除磷工艺效能的提升。
以悬浮填料上生长生物膜替代传统序批式反应器(SBR)中的活性污泥，形成移动床序批式反应器(Moving-bedSequenceBatchReactor，MSBR)。该反应器序批式运行，每个周期设置进水、反应、沉淀、出水、闲置阶段。污水进入反应器后，在反应阶段，与悬浮填料充分混合，悬浮填料上生长有生物膜，因溶解氧传质作用，在生物膜中形成好氧区、缺氧区、厌氧区，不同环境区域生长有不同功能的微生物，进行不同的生物反应。反应结束后经短暂沉淀，处理后的水被排出反应器，而悬浮填料及其上生物膜被截留在反应器内。经一段时间闲置，反应器重新进水进入下个运行周期。
污水中的氮主要以氨氮和蛋白质、尿素、胺类等有机氮形式存在，其中有机氮被异养菌通过氨化作用转化为氨氮。氨氮在好氧条件下被硝化菌(亚硝酸菌和硝酸菌)转化为亚硝酸盐和硝酸盐。在缺氧条件下，亚硝酸盐和硝酸盐作为电子受体，被反硝化菌还原为氮气，达到脱氮的目的。生物膜等系统因溶解氧梯度能够同时提供硝化菌和反硝化菌生长的环境，使硝化作用和反硝化作用在单一反应器中同时发生，即同步硝化反硝化。
MSBR作为一种生物膜系统，可实现在单一反应器中进行同步脱氮除磷，这种同步脱氮除磷方法一般以厌氧好氧缺氧方式运行，在生物膜外部同时生长着硝化菌和聚磷菌，生物膜内部为反硝化菌。但是，硝化菌与聚磷菌好氧时彼此竞争电子受体，影响硝化和聚磷效果;同时厌氧期聚磷菌消耗大部分有机物，使反硝化阶段缺乏可利用碳源，导致总氮去除率降低。而我国南方等生活污水碳氮比普遍较低，尤其加剧了这一影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法，以解决传统MSBR中硝化菌与聚磷菌好氧时彼此竞争电子受体，影响硝化和聚磷效果， 以及总氮去除率低等技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法，所述MSBR序批式周期运行，每个运行周期包括进水、反应、排水和闲置阶段，所述反应阶段的运行方式为厌氧-好氧-缺氧，所述方法的步骤包括：在MSBR的生物膜形成过程中，增加反硝化聚磷菌富集期，所述反硝化聚磷菌富集期的MSBR运行周期中，反应阶段的运行方式为厌氧-缺氧-好氧，并在缺氧阶段开始时添加硝态氮，使聚磷菌在好氧之前以反硝化聚磷方式完成聚磷反应，富集聚磷菌中的反硝化聚磷菌，最后好氧进行硝化反应。
所述反硝化聚磷菌富集期的时间为MSBR运行的第30-56天。
所述硝态氮的添加浓度为30mg/L。
所述MSBR运行周期为480min，其中：进水15min、厌氧120min、好氧240min、缺氧60min、排水5min、闲置40min。
所述厌氧和缺氧阶段辅助机械搅拌，所述机械搅拌的速率为110r/min。
所述好氧阶段的曝气率为1L/min。
本发明的原理为：本发明在MSBR生物膜形成过程中增加一段时间的厌氧-缺氧-好氧运行过程，通过工艺的优化富集反硝化聚磷菌以替代生物膜同步硝化反硝化过程中的普通反硝化菌，在单一反应器中同时富集硝化菌和反硝化聚磷菌，利用反硝化聚磷菌同步脱氮除磷可使硝酸盐还原和聚磷合成过程融为一体，只消耗相当于单独生物脱氮或除磷所需有机物量，即可达到氮和磷的同步去除，为解决有机物不足导致的脱氮除磷效率低下提供了一条新的思路。该方法不但可提高碳/氮和碳/磷低时氮、磷的去除效率，亦可缩短工艺流程、减少构筑物。此外利用还原的硝酸盐代替氧气作为吸收磷酸盐的电子受体，节省了曝气量，可降低能耗。反硝化过程和除磷过程由一类菌完成，可减少污泥产量。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供了一种基于MSBR的污水同步脱氮除磷方法，该方法在单一反应器MSBR中富集硝化菌和反硝化聚磷菌，形成同步硝化反硝化除磷(SNDPR)反应体系，使一份碳源用于反硝化和除磷两个过程，尤其对低碳/氮污水的同步脱氮除磷效果更佳，有利于提高污水氮磷去除效果和系统稳定性。同步硝化反硝化除磷反应体系能够防止亚硝酸盐和硝酸盐积累，消除其对生物除磷的干扰，也可调节单独硝化或反硝化时的pH波动，确保MSBR反应系统更稳定。另外，该方法操作灵活、构造简单、抗冲击负荷强，且不需要反冲洗，维护费用低。
