专利名称：两段式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法
技术领域：
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种氨氮废水的处理方法。
背景技术：
城市污水生物脱氮工艺中通常发生3种不同的生物反应，即有机物的好氧氧化，硝化和反硝化反应。大多数的生物脱氮工艺都将缺氧区和好氧区分隔开，即形成所谓的前置反硝化或后置反硝化工艺，因为根据传统的脱氮理论，硝化与反硝化反应不能同时发生。最近几年国外有不少试验和报道证明硝化反应和反硝化反应可以在同一操作条件下与同一反应器内进行，称为同步硝化反硝化现象，这一方法不仅可以克服传统生物脱氮存在的问题，而且还具有下列优点(1)能缩短脱氮历程；(2)节省碳源；(3)降低动力消耗；(4)提高处理能力；(5)简化系统的设计和操作等。基于以上原因，同步硝化与反硝化现象引起了人们的广泛关注。但由于影响同步硝化反硝化的因素多且复杂，DO、C/N、ORP以及污泥的絮体形态、pH值、温度、污泥龄等因素都对同步硝化反硝化产生重要影响，因而在实际工程中很难实现同步硝化反硝化。
发明内容
本发明的目的是为了解决同步硝化反硝化过程中菌种来源不明，调控困难，硝化和反硝化对DO浓度要求不同，在实际工程中难以实现同步硝化反硝化。本发明采用新型筛选方法筛选出对环境有较强适应能力的异养硝化细菌和好氧反硝化细菌，采用异养硝化细菌和好氧反硝化细菌构建同步硝化反硝化污泥体系处理含氮废水，具有投资少，费用低，处理效果好，不仅去除废水中的氨氮，而且对总氮也有较高的去除率。本发明的方法是通过以下步骤实现的一、培养异氧硝化污泥反应器的建立将筛选的异养硝化细菌扩大培养，接种相当于整个反应器体积0.1％的新鲜活性污泥，空曝气3～7天后形成活性污泥后进行运行，当氨氮去除率在50％以上时表明已建立稳定的异氧硝化污泥体系，整个反应器运行期间逐步降低溶解氧的浓度，从4～5mg/L逐步降到1～2mg/L；二、培养好氧反硝化污泥反应器的建立将筛选的好氧反硝化细菌扩大培养，接种相当于整个反应器体积0.1％的新鲜活性污泥，空曝气3～7天后形成活性污泥，以此方法建立两个培养好氧反硝化污泥的反应器进行运行；分别采用好氧反硝化细菌驯化培养液1和好氧反硝化细菌驯化培养液2对两个好氧反硝化反应器的污泥进行驯化；整个驯化过程逐步提高溶解氧浓度，从0.5～1mg/L逐步升到3～4mg/L；三、同步硝化反硝化处理氨氮废水向稳定的异氧硝化污泥体系分3次投加用好氧反硝化细菌驯化培养液1驯化的污泥，每天测定反应器氨氮和亚硝酸盐浓度的变化，当反应器对氨氮和亚硝酸盐的去除率达到50％以上时，向反应器分3次投加用好氧反硝化细菌驯化培养液2驯化的污泥，每天测定反应器氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐浓度的变化，当反应器对氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的去除率达到50％以上时，证明已培养出稳定的同步硝化反硝化污泥。
本发明的方法其结果表明，采用本发明筛选出生长繁殖速率较高，对氨氮有很高去除率的异氧硝化细菌，在溶解氧浓度高于2mg/L时仍然有较高反硝化效果的好氧反硝化菌，采用筛选的硝化细菌构建两段式同步硝化反硝化反应器处理氨氮废水并取得了良好的处理效果，两段式同步硝化反硝化解决了传统同步硝化反硝化调控困难，对溶解氧浓度敏感，难以实现真正的同步硝化反硝化的缺点，在含氨氮废水处理的工程中有较大的应用潜力。
具体实施例方式
具体实施方式
一以反应器处理氨氮污水为例，本实施方式所述方法是通过以下步骤实现的一、配制如下培养基和驯化培养液1、异氧硝化分离培养基NH4Cl 0.382g、乙酸钠2g、MgSO4·7H2O 0.05g、K2HPO40.2g、NaCl 0.12g、MnSO4·4H2O 0.01g、FeSO40.01g、H2O 1000ml，PH＝7～7.5，121℃灭菌20min。
2、好氧反硝化分离培养基琥珀酸钠4.7g、KNO31.5g、NaNO20.5g、KH2PO40.5g、MgSO4·7H2O 0.1g、微量元素溶液2ml、H2O 1000ml，121℃灭菌20min。微量元素溶液的组成为EDTA 50g/l、ZnSO42.2g/l、CaCl25.5g/l、MnCl2·4H2O5.06g/l、FeSO4·7H2O 5.0g/l、(NH4)6Mo7O2·4H2O 1.1g/l、CuSO4·5H2O 1.57g/l、CoCl2·6H2O 1.61g/l。
3、好氧反硝化细菌驯化培养液1琥珀酸钠1g、NaNO20.2g、KH2PO40.1g、MgSO4·7H2O 0.02g、微量元素溶液1ml、H2O 1000ml。所述微量元素溶液的组成为EDTA 50g/l、ZnSO42.2g/l、CaCl25.5g/l、MnCl2·4H2O 5.06g/l、FeSO4·7H2O5.0g/l、(NH4)6Mo7O2·4H2O 1.1g/l、CuSO4·5H2O 1.57g/l、CoCl2·6H2O 1.61g/l。
4、好氧反硝化细菌驯化培养液2琥珀酸钠1g、KNO30.4g、KH2PO40.1g、MgSO4·7H2O 0.02g、微量元素溶液1ml、H2O 1000ml。所述微量元素溶液的组成为EDTA 50g/l、ZnSO42.2g/l、CaCl25.5g/l、MnCl2·4H2O 5.06g/l、FeSO4·7H2O5.0g/l、(NH4)6Mo7O2·4H2O 1.1g/l、CuSO4·5H2O 1.57g/l、CoCl2·6H2O 1.61g/l。
二、处理氨氮污水1、异养硝化细菌的筛选将水样静置弃去上清液，取活性污泥接种于异氧硝化液体分离培养基中，接种量为5～10％，在30～35℃、120～140rpm的条件下恒温振荡培育，见有明显生长(目测培养液混浊度增加)时，移种至新鲜培养基振荡培养，用灭菌移液管吸取经富集培养和驯化的培养液10mL，加入含90mL灭菌水的三角瓶中，加入数粒玻璃珠，充分震荡；制备系列稀释液，取10-5～10-8稀释液各一滴，分别在异氧硝化固体分离培养基平板上用灭菌刮刀涂布，每一个稀释度做两个平行样，涂布的平板于室温下静置2h后，再倒置温箱培育2～3天。挑取菌落接种到硝化固体分离培养基，重复以上操作，直至分纯。采用常规方法测定其硝化性能。
2、好养反硝化细菌的筛选将水样静置弃去上清液，取活性污泥接种于好氧反硝化液体分离培养基中，接种量为5～10％，在30～35℃、120～140rpm的条件下恒温振荡培育，见有明显生长(目测培养液混浊度增加)时，移种至新鲜培养基振荡培养，用灭菌移液管吸取经富集培养和驯化的培养液10mL，加入含90mL灭菌水的三角瓶中，加入数粒玻璃珠，充分震荡；制备系列稀释液，取10-5～10-8稀释液各一滴，分别在“好氧反硝化固体分离培养基”平板上用灭菌刮刀涂布，每一个稀释度做两个平行样，涂布的平板于室温下静置2h后，再倒置温箱培育2～3天。挑取菌落接种到好氧反硝化固体分离培养基，重复以上操作，直至分纯。采用常规方法测定其反硝化性能。
3、反应器的建立将筛选的异养硝化细菌扩大培养，接种相当于整个反应器体积0.1％的新鲜活性污泥，空曝气3～7天后形成活性污泥后进行运行。当氨氮去除率在50％以上时表明已建立稳定的异氧硝化污泥体系，整个反应器运行期间逐步降低溶解氧的浓度，从4～5mg/L逐步降到1～2mg/L。将筛选的好氧反硝化细菌扩大培养，接种相当于整个反应器体积0.1％的新鲜活性污泥，空曝气3～7天后形成活性污泥，以此方法建立两个培养好氧反硝化污泥的反应器进行运行，分别采用好氧反硝化细菌驯化培养液1和好氧反硝化细菌驯化培养液2对两个好氧反硝化反应器的污泥进行驯化，整个驯化过程逐步提高溶解氧浓度，从0.5～1mg/L逐步升到3～4mg/L。
4、向稳定的异氧硝化污泥体系分3次投加用好氧反硝化细菌驯化培养液1驯化的污泥，每天测定反应器氨氮和亚硝酸盐浓度的变化，当反应器对氨氮和亚硝酸盐的去除率达到50％以上时，向反应器分3次投加用好氧反硝化细菌驯化培养液2驯化的污泥，每天测定反应器氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐浓度的变化，当反应器对氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的去除率达到50％以上时，证明以培养出稳定的同步硝化反硝化污泥。
具体实施例方式
二本实施方式以反应器处理氨氮污水为例1、异养硝化细菌的筛选，将水样静置弃去上清液，取活性污泥接种于异氧硝化液体分离培养基中，接种量为5％，30℃、120rpm恒温振荡培育，见有明显生长(目测培养液混浊度增加)时，移种至新鲜培养基振荡培养，用灭菌移液管吸取经富集培养和驯化的培养液10mL，加入含90mL灭菌水的三角瓶中，加入数粒玻璃珠，充分震荡；制备系列稀释液，取10-5～10-8稀释液各一滴，分别在异氧硝化固体分离培养基平板上用灭菌刮刀涂布，每一个稀释度做两个平行样，涂布的平板于室温下静置2h后，再倒置温箱培育2～3天。挑取菌落接种到硝化固体分离培养基，重复以上操作，直至分纯。采用常规方法测定其硝化性能。
2、好养反硝化细菌的筛选，将水样静置弃去上清液，取活性污泥接种于好氧反硝化液体分离培养基中，接种量为5％，30℃、120rpm恒温振荡培育，见有明显生长(目测培养液混浊度增加)时，移种至新鲜培养基振荡培养，用灭菌移液管吸取经富集培养和驯化的培养液10mL，加入含90mL灭菌水的三角瓶中，加入数粒玻璃珠，充分震荡；制备系列稀释液，取10-5～10-8稀释液各一滴，分别在好氧反硝化固体分离培养基平板上用灭菌刮刀涂布，每一个稀释度做两个平行样，涂布的平板于室温下静置2h后，再倒置温箱培育2～3天。挑取菌落接种到好氧反硝化固体分离培养基，重复以上操作，直至分纯。采用常规方法测定其反硝化性能。
3、反应器的建立，将筛选的异养硝化细菌扩大培养，接种相当于整个反应器体积0.1％的新鲜活性污泥，空曝气3-7天后形成活性污泥后进行运行。当氨氮去除率在50％以上时表明已建立稳定的异氧硝化污泥体系，整个反应器运行期间逐步降低溶解氧的浓度，从4-5mg/L逐步降到1-2mg/L。将筛选的好氧反硝化细菌扩大培养，接种相当于整个反应器体积0.1％的新鲜活性污泥，空曝气3-7天后形成活性污泥，以此方法建立两个培养好氧反硝化污泥的反应器进行运行。分别采用好氧反硝化细菌驯化培养液1和好氧反硝化细菌驯化培养液2对两个好氧反硝化反应器的污泥进行驯化，整个驯化过程逐步提高溶解氧浓度，从0.5-1mg/L逐步升到3-4mg/L。
4、向稳定的异氧硝化污泥体系分3次投加用好氧反硝化细菌驯化培养液1驯化的污泥，每天测定反应器氨氮和亚硝酸盐浓度的变化，当反应器对氨氮和亚硝酸盐的去除率达到50％以上时，向反应器分3次投加用好氧反硝化细菌驯化培养液2驯化的污泥，每天测定反应器氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐浓度的变化，当反应器对氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的去除率达到50％以上时，证明以培养出稳定的同步硝化反硝化污泥。
权利要求
1.两段式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法，其特征在于所述方法为一、培养异氧硝化污泥反应器的建立将筛选的异养硝化细菌扩大培养，接种相当于整个反应器体积0.1％的新鲜活性污泥，空曝气3～7天后形成活性污泥后进行运行，当氨氮去除率在50％以上时表明已建立稳定的异氧硝化污泥体系，整个反应器运行期间逐步降低溶解氧的浓度，从4～5mg/L逐步降到1～2mg/L；二、培养好氧反硝化污泥反应器的建立将筛选的好氧反硝化细菌扩大培养，接种相当于整个反应器体积0.1％的新鲜活性污泥，空曝气3～7天后形成活性污泥，以此方法建立两个培养好氧反硝化污泥的反应器进行运行；分别采用好氧反硝化细菌驯化培养液1和好氧反硝化细菌驯化培养液2对两个好氧反硝化反应器的污泥进行驯化；整个驯化过程逐步提高溶解氧浓度，从0.5～1mg/L逐步升到3～4mg/L；三、同步硝化反硝化处理氨氮废水向稳定的异氧硝化污泥体系分3次投加用好氧反硝化细菌驯化培养液1驯化的污泥，每天测定反应器氨氮和亚硝酸盐浓度的变化，当反应器对氨氮和亚硝酸盐的去除率达到50％以上时，向反应器分3次投加用好氧反硝化细菌驯化培养液2驯化的污泥，每天测定反应器氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐浓度的变化，当反应器对氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的去除率达到50％以上时，证明已培养出稳定的同步硝化反硝化污泥。
2.根据权利要求1所述的两段式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法，其特征在于所述异养硝化细菌的筛选方法为将水样静置弃去上清液，取活性污泥接种于异氧硝化液体分离培养基中，接种量为5～10％，在30～35℃、120～140rpm的条件下恒温振荡培育，目测培养液混浊度增加时，移种至新鲜培养基振荡培养，用灭菌移液管吸取经富集培养和驯化的培养液10mL，加入含90mL灭菌水的三角瓶中，加入数粒玻璃珠，充分震荡；制备系列稀释液，取10-5～10-8稀释液各一滴，分别在异氧硝化固体分离培养基平板上用灭菌刮刀涂布，每一个稀释度做两个平行样，涂布的平板于室温下静置2h后，再倒置温箱培育2～3天；挑取菌落接种到硝化固体分离培养基，重复以上操作，直至分纯。
3.根据权利要求1所述的两段式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法，其特征在于所述好养反硝化细菌的筛选方法为将水样静置弃去上清液，取活性污泥接种于好氧反硝化液体分离培养基中，接种量为5～10％，在30～35℃、120～140rpm的条件下恒温振荡培育，目测培养液混浊度增加时，移种至新鲜培养基振荡培养，用灭菌移液管吸取经富集培养和驯化的培养液10mL，加入含90mL灭菌水的三角瓶中，加入数粒玻璃珠，充分震荡；制备系列稀释液，取10-5～10-8稀释液各一滴，分别在好氧反硝化固体分离培养基平板上用灭菌刮刀涂布，每一个稀释度做两个平行样，涂布的平板于室温下静置2h后，再倒置温箱培育2～3天；挑取菌落接种到好氧反硝化固体分离培养基，重复以上操作，直至分纯。
4.根据权利要求2所述的两段式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法，其特征在于所述异氧硝化分离培养基的制备方法如下NH4Cl 0.382g、乙酸钠2g、MgSO4·7H2O 0.05g、K2HPO40.2g、NaCl 0.12g、MnSO4·4H2O 0.01g、FeSO40.01g、H2O 1000ml，PH＝7～7.5，121℃灭菌20min。
5.根据权利要求3所述的两段式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法，其特征在于所述好氧反硝化分离培养基的制备方法如下琥珀酸钠4.7g、KNO31.5g、NaNO20.5g、KH2PO40.5g、MgSO4·7H2O 0.1g、微量元素溶液2ml、H2O 1000ml，121℃灭菌20min。
6.根据权利要求5所述的两段式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法，其特征在于所述微量元素溶液的组成为EDTA 50g/l、ZnSO42.2g/l、CaCl25.5g/l、MnCl2·4H2O 5.06g/l、FeSO4·7H2O 5.0g/l、(NH4)6Mo7O2·4H2O 1.1g/l、CuSO4·5H2O1.57g/l、CoCl2·6H2O 1.61g/l。
7.根据权利要求1所述的两段式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法，其特征在于所述好氧反硝化细菌驯化培养液1的组成如下琥珀酸钠1g、NaNO20.2g、KH2PO40.1g、MgSO4·7H2O 0.02g、微量元素溶液1ml、H2O 1000ml。
8.根据权利要求7所述的两段式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法，其特征在于所述微量元素溶液的组成为EDTA 50g/l、ZnSO42.2g/l、CaCl25.5g/l、MnCl2·4H2O 5.06g/l、FeSO4·7H2O 5.0g/l、(NH4)6Mo7O2·4H2O 1.1g/l、CuSO4·5H2O1.57g/l、CoCl2·6H2O 1.61g/l。
9.根据权利要求1所述的两段式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法，其特征在于所述好氧反硝化细菌驯化培养液2的组成如下琥珀酸钠1g、KNO30.4g、KH2PO40.1g、MgSO4·7H2O 0.02g、微量元素溶液1ml、H2O 1000ml。
10.根据权利要求9所述的两段式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法，其特征在于所述微量元素溶液的组成为EDTA 50g/l、ZnSO42.2g/l、CaCl25.5g/l、MnCl2·4H2O 5.06g/l、FeSO4·7H2O 5.0g/l、(NH4)6Mo7O2·4H2O 1.1g/l、CuSO4·5H2O1.57g/l、CoCl2·6H2O 1.61g/l。
全文摘要
两段式同步硝化反硝化处理氨氮废水方法，属于污水处理技术领域，涉及一种氨氮废水的处理方法。为了解决同步硝化反硝化过程中菌种来源不明，调控困难，硝化和反硝化对DO浓度要求不同，在实际工程中难以实现同步硝化反硝化，本发明筛选出对环境有较强适应能力的异养硝化细菌和好氧反硝化细菌，采用异养硝化细菌和好氧反硝化细菌构建同步硝化反硝化污泥体系处理含氮废水，具有投资少，费用低，处理效果好，不仅去除废水中的氨氮，而且对总氮也有较高的去除率。
文档编号C02F3/30GK1884134SQ20061001026
公开日2006年12月27日 申请日期2006年7月7日 优先权日2006年7月7日
发明者马放, 苏俊峰, 杨基先 申请人:哈尔滨工业大学