申请日2015.09.30
公开(公告)日2017.04.05
IPC分类号C02F3/30; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种A/O工艺处理含氨废水的快速启动方法，包括(1)首先将接种物放入生物反应器，A/O工艺的生物反应器包括缺氧反应器即A反应器和好氧反应器即O反应器;A反应器接种物为亚硝酸型脱氮菌剂和缺氧活性污泥，O反应器接种物为好氧活性污泥，同时在O反应器投加微生物生长促进剂，所述促进剂包括金属盐和多胺类物质，其中金属盐为40～100重量份，多胺类物质为5～30重量份，所述金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成;(2)先采用间歇进水操作，然后采用连续进水两种操作方式进行A/O系统启动。本发明可以降低A/O工艺的启动难度并明显缩短开工时间，降低污水处理系统的启动成本，实现氨氮和总氮的同时高效去除，并可保证反应器长期稳定运行。
权利要求书
1.一种A/O工艺处理含氨废水的快速启动方法，其特征在于包括如下内容：
(1)首先将接种物放入生物反应器，A/O工艺的生物反应器包括缺氧反应器即A反应器和好氧反应器即O反应器;A反应器的接种物为亚硝酸型脱氮菌剂和缺氧活性污泥;O反应器的接种物为好氧活性污泥，同时在O反应器内投加微生物生长促进剂;所述促进剂包括金属盐和多胺类物质，其中金属盐为40～100重量份，多胺类物质为5～30重量份，所述金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成;
(2)先采用间歇进水操作，然后采用连续进水操作两种操作方式进行A/O系统启动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂中的金属盐是钙盐、镁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩尔比为(5～15):(5～25):(0.5～5);或者是钙盐、亚铁盐和铜盐，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为(5～15):(1～8):(0.5～5);或者是钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为(5～15):(5～25):(1～8):(0.5～5)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂中的钙盐为CaSO4或者CaCl2，镁盐为MgSO4或者MgCl2，亚铁盐为FeSO4或者FeCl2，铜盐为CuSO4或者CuCl2。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂中的多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述生长促进剂中还包括无机酸羟胺，含量为0.5～15重量份。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述O反应器首先按照反应器有效容积的10%～40%接种活性污泥;所述生长促进剂只在间歇进水时投加，每一批次更换培养液的同时按照培养体系中促进剂浓度10～30mg/L进行投加。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的亚硝酸型脱氮菌剂包括沼泽考克氏菌(Kocuria palustris)FSDN-A和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)FSDN-C中的一种或两种，节杆菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1和水氏黄杆菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2中的一种或两种，脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3和甲基杆菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3中的一种或两种，六种菌株为CN102465105、CN102465106、CN102465104、CN102465103、CN103103141、CN103103142所述的菌株。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述亚硝酸型脱氮菌剂中“沼泽考克氏菌FSDN-A和/或科氏葡萄球菌FSDN-C”、“节杆菌FDN-1和/或水氏黄杆菌FDN-2”、“脱氮副球菌DN-3和/或甲基杆菌SDN-3”，三类菌体的体积比为1:(0.1～0.5):(0.5～1.0)。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述A反应器首先按照反应器有效容积的10%～40%接种活性污泥，然后按占每小时所处理污水量0.01%～0.1%的体积比投加亚硝酸型脱氮菌剂。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的间歇操作方式，是指批次换排水，O反应器内当氨氮去除率大于60%时沉降排水，排出的水可以作为A反应器进水;A反应器内当总氮去除率大于80%时沉降排水。
11.根据权利要求1或10所述的方法，其特征在于：所述的间歇操作方式中，温度为20～40℃，pH值为7.8～8.2;O反应器溶解氧浓度控制在1.0～5.0mg/L，进水氨氮初始浓度为200～300mg/L，每次按50～100mg/L的幅度逐步提高进水氨氮浓度，至氨氮浓度达400～700 mg/L时改为连续操作方式;A反应器溶解氧浓度控制在0.02～2.0mg/L，进水总氮初始浓度为200～300mg/L，每次按50～100mg/L的幅度逐渐提高总氮浓度，至总氮浓度达400～700 mg/L时改为连续操作方式。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的连续操作方式中，pH值控制在8.2～8.5范围内，A反应器和O反应器的DO浓度与间歇操作相同，A反应器的水力停留时间设为6～20h，O反应器的水力停留时间设为14～24h;先以长水力停留时间操作，保证氨氮和总氮去除率均大于60%时逐渐缩短水力停留时间;在保持脱氮率70%以上的条件下，逐渐提高废水氨氮浓度或者逐渐降低高含氨废水的稀释倍数，直至进水氨氮浓度达800～1200mg/L，氨氮和总氮去除率达70%以上时，完成启动过程。
说明书
一种A/O工艺处理含氨废水的快速启动方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体地说涉及一种A/O工艺处理含氨废水的快速启动方法，该方法可以实现含氨废水、特别是高浓度含氨废水的短程硝化的快速启动。
背景技术
废水生物脱氮作为水污染控制的一个重要研究方向，经历了从成熟的传统生物脱氮到新型生物脱氮过程。新型生物脱氮工艺为低COD、(化学耗氧量，表示碳源含量的指标，本申请中COD数值采用Cr测量)高氨氮废水的处理提供了可行的途径。特别是亚硝化生物脱氮技术由于具有降低能耗、节约碳源、减少污泥生产量等优点，受到人们的普遍关注，成为废水生物脱氮领域研究和应用的热点之一。
有文献对单级自养脱氮生物膜SBR工艺的启动进行较详细的研究(方芳等，中国给水排水，2006，22(1):58～61)，它的特点是在生物膜SBR反应器中接种普通好氧活性污泥和厌氧污泥，在温度为(30±2)℃、pH值为7.5～8.5、DO(溶解氧)为0.8～1.0mg/L和HRT(水力停留时间)为24h的条件下，处理中低浓度氨氮(60～120mg/L)废水，亚硝化选择期共历时80d，经过污泥驯化期、亚硝化选择期和污泥适应期三个较为典型的阶段后，亚硝化率达到了77%，脱氮能力为40%。
CN200410017477.7中提出了一种含氨废水短程硝化快速启动方法，它的特点是以好氧活性污泥作为接种物，采用连续操作方式，将温度控制在25℃～28℃，pH值控制在7.2～7.5，溶解氧浓度控制在2.5～3.0mg/L，富集足量的硝化菌;当氨氮去除率达98%且运行稳定时将pH值调到8.0～8.2，温度控制在32℃～35℃之间，溶解氧浓度控制在1.0～1.5mg/L，优选亚硝酸细菌，淘汰硝酸细菌。启动过程中含氨废水的初始浓度为5～6mmol/L，终浓度为30mmol/L，运行39d～46d可实现短程硝化的快速启动。CN200810012685.6公开了一种含氨废水短程硝化的快速启动方法，它的特点是以富集的硝化细菌或者是硝化细菌与污水处理厂好氧活性污泥的混合物作为接种物;虽然实现了短程硝化的快速启动，但没有考虑总氮的去除问题。CN201210130655.1公开了一种A/O工艺处理含氨废水的快速启动方法，该发明虽然实现了快速启动，但是菌剂投加量较大，这额外增加了系统启动成本。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种A/O工艺处理含氨废水的快速启动方法。本发明可以大大降低了A/O工艺的启动难度并且明显缩短开工时间，进一步降低了污水处理系统的启动成本，能够实现氨氮和总氮的同时高效去除，并可保证反应器的长期稳定运行。
本发明A/O工艺处理含氨废水的快速启动方法，包括如下内容：
(1)首先将接种物放入生物反应器，A/O工艺的生物反应器包括缺氧反应器即A反应器和好氧反应器即O反应器;A反应器的接种物为亚硝酸型脱氮菌剂和污水处理厂的缺氧活性污泥，O反应器的接种物为污水处理厂的好氧活性污泥，同时在O反应器内投加微生物生长促进剂;所述促进剂包括金属盐和多胺类物质，其中金属盐为40～100重量份，优选为50～80重量份，多胺类物质为5～30重量份，优选为10～20重量份，所述金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成;
(2)先采用间歇进水操作，然后采用连续进水操作两种操作方式进行A/O系统启动。
本发明(1)所述生长促进剂中的金属盐可以是钙盐、镁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩尔比为(5～15):(5～25):(0.5～5)，优选为(8～12):(10～20):(1～4);或者是钙盐、亚铁盐和铜盐，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为(5～15):(1～8):(0.5～5)，优选为(8～12):(2～6):(1～4);或者是钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为(5～15):(5～25):(1～8):(0.5～5)，优选为(8～12):(10～20):(2～6):(1～4)。
本发明所述生长促进剂中的钙盐为CaSO4或者CaCl2，优选CaSO4;镁盐为MgSO4或者Mg Cl2，优选MgSO4;亚铁盐为FeSO4或者FeCl2，优选FeSO4;铜盐为CuSO4或者CuCl2，优选CuSO4。所述微生物生长促进剂中的多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物。
本发明所述生长促进剂还可以包括无机酸羟胺，含量为0.5～15重量份，优选为2～10重量份。所述无机酸羟胺为盐酸羟胺、硫酸羟胺或者磷酸羟胺中的一种或几种，优选为硫酸羟胺。无机酸羟胺类物质的适量加入可以作为羟胺氧还酶的基质直接参与硝化细菌的代谢过程、缩短酶促反应进程，同时作为细胞的激活剂可以加速细胞生长。
本发明(1)所述O反应器首先按照反应器有效容积的10%～40%接种活性污泥;所述微生物生长促进剂只在间歇进水时投加，每一批次更换培养液的同时按照培养体系中促进剂浓度10～30mg/L进行投加，优选15～25mg/L进行投加。
本发明(1)所述的亚硝酸型脱氮菌剂包括沼泽考克氏菌(Kocuria palustris)FSDN-A和科氏葡萄球菌(Staphylococcus cohnii)FSDN-C中的一种或两种，节杆菌(Arthrobacter creatinolyticus)FDN-1和水氏黄杆菌(Flavobacterium mizutaii)FDN-2中的一种或两种，脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans) DN-3和甲基杆菌(Methylobacterium phyllosphaerae) SDN-3中的一种或两种，六种菌株为CN102465105、CN102465106、CN102465104、CN102465103、CN103103141、CN103103142所述的菌株。亚硝酸型脱氮菌剂中“沼泽考克氏菌FSDN-A和/或科氏葡萄球菌FSDN-C”、“节杆菌FDN-1和/或水氏黄杆菌FDN-2”、“脱氮副球菌DN-3和/或甲基杆菌SDN-3”，三类菌体的体积比为1:(0.1～0.5):(0.5～1.0)。(按菌体体积计，菌体体积为培养后在每分钟1万转条件下离心分离5分钟后的得到的菌体体积，下同)。
本发明(1)所述的A反应器首先按照反应器有效容积的10%～40%接种活性污泥，然后按占每小时所处理污水量0.01%～0.1%的体积比投加亚硝酸型脱氮菌剂。对于间歇式处理工艺，每小时所处理污水量指一个周期内平均每小时处理污水量。
本发明(2)所述的间歇操作方式，是指批次换排水，O反应器内当氨氮去除率大于60%时沉降排水，排出的水可以作为A反应器进水;A反应器内当总氮去除率大于80%时沉降排水。
本发明(2)所述的间歇操作方式中，温度为20～40℃，pH值控制在7.8～8.2。O反应器溶解氧浓度控制在1.0～5.0mg/L，通常为2.0～4.0mg/L，进水氨氮初始浓度为200～300mg/L，每次按50～100mg/L的幅度逐步提高进水氨氮浓度，至氨氮浓度达400～700 mg/L时改为连续操作方式;A反应器溶解氧浓度控制在0.02～2.0mg/L，通常为0.05～1.5mg/L，进水总氮初始浓度为200～300mg/L，每次按50～100mg/L的幅度逐渐提高总氮浓度，至总氮浓度达400～700 mg/L时改为连续操作方式。
本发明(2)所述的连续操作方式，pH值控制在8.2～8.5范围内，A反应器和O反应器的DO浓度范围与间歇操作相同，A反应器的水力停留时间设为6～20h，O反应器的水力停留时间设为14～24h。在连续操作过程中，先以长水力停留时间操作，保证氨氮和总氮去除率均大于60%时逐渐缩短水力停留时间。在保持脱氮率70%以上的条件下，逐渐提高废水氨氮浓度或者逐渐降低高含氨废水的稀释倍数，直至进水氨氮浓度达800～1200mg/L，氨氮和总氮去除率达70%以上时，完成启动过程。
本发明的特点是：以活性污泥作为接种物配合微生物生长促进剂的使用并结合条件的优化完成快速短程硝化过程，然后以亚硝酸型脱氮菌剂与活性污泥的混合物作为接种物进一步去除氨氮并完成反硝化过程。启动时对环境温度要求不苛刻，可以低于25℃，在20℃时仍然可以正常启动。启动时将间歇式操作方式和连续式操作方式相结合，以间歇式操作方式开始促进菌体的快速适应和快速增值，然后以连续操作方式逐渐调整两类微生物对氨氮和总氮的去除能力，开工25天既可以保证系统稳定运行，与现有A/O系统(CN201210130655.1)的开工时间1个月相比，可以明显缩短系统的启动时间。
本发明所提出A/O工艺处理含氨废水的快速启动方法，在间歇操作时O反应器使用微生物生长促进剂可以实现硝化细菌的快速增值，同时微生物生长促进剂还可以促进低溶解氧的A反应器内活性污泥中异养硝化细菌的生长和增值，降低A反应器内菌剂的投加量，可以进一步降低成本。通过亚硝酸型脱氮菌剂的投加及时降低亚硝酸盐，同时进一步去除氨氮，好氧阶段硝化过程不彻底到厌氧阶段仍可继续进行。这种快速启动方法大大降低了短程硝化的启动难度并且明显缩短开工时间，同时可以进一步降低污水处理系统的启动成本，并可保证反应器的长期稳定运行，对含氨废水处理效率高，能够实现氨氮和总氮的同时去除，可直接应用于A/O系统短程硝化反硝化脱氮工艺。
