专利名称：一种快速缓解厌氧氨氧化中亚硝酸盐抑制的方法
技术领域：
本发明涉及一种快速缓解厌氧氨氧化中亚硝酸盐抑制的方法。
背景技术：
厌氧氨氧化是一种新型生物脱氮工艺，它能够在厌氧条件下以氨为电子供体将亚硝氮还原为氮气。相比于传统生物脱氮工艺，厌氧氨氧化具有脱氮效果好，无需氧气和外加有机碳源，剩余污泥产量少，运行成本低等优点，拥有良好的工业应用前景。但厌氧氨氧化菌的生长条件要求苛刻，对环境条件极其敏感，易受高浓度亚硝氮基质的抑制。且在受到亚硝酸盐的抑制后，该工艺的恢复较为困难。虽然亚硝氮是厌氧氨氧化菌的一种基质，但若其浓度超过100mg/L，厌氧氨氧化工艺便会受到抑制。尽管在实验室规模条件下，可以通过稀释进水等方法降低进水的亚硝氮浓度，进而缓解或避免厌氧氨氧化的亚硝酸盐抑制作用。但是这些方法的作用极其有限，更不能为工业应用所采纳。在工业应用中，由于水质波动，形成高浓度亚硝氮的水质冲击，厌氧氨氧化工艺受抑制的状况较易发生。厌氧氨氧化工艺的亚硝酸盐抑制现象，是限制该工艺工业化应用的重要障碍之一。针对此问题，本发明利用氨基磺酸可与亚硝酸盐发生快速化学反应的特点，在受亚硝酸盐抑制的厌氧氨氧化反应器中添加氨基磺酸，及时去除反应器中累积的亚硝氮，降低厌氧氨氧化菌的亚硝氮暴露剂量。虽然氨基磺酸和亚硝酸盐反应产酸，使pH偏离厌氧氨氧化反应的最适范围(7. 8 8. 3)，影响厌氧氨氧化工艺的运行性能,但其反应产物为氮气，无二次污染。且PH的变化可通过添加氢氧化钠进行调节。试验证明，据此处理厌氧氨氧化反应器中亚硝酸盐的抑制问题，效果良好，省时高效。
发明内容
本发明为了缓解厌氧氨氧化反应器中亚硝酸盐对厌氧氨氧化菌的抑制作用，提供一种快速缓解厌氧氨氧化中亚硝酸盐抑制的方法。本发明采用的技术方案是一种快速缓解厌氧氨氧化中亚硝酸盐抑制的方法，所述方法为厌氧氨氧化反应器系统包括反应器本体、进水箱、出水箱、进水蠕动泵、回流蠕动泵和水封瓶，所述反应器本体底部设有进水口，上端有出水口，顶部有出气口 ；所述进水箱与进水蠕动泵连接，所述进水蠕动泵通过三相阀A与进水口连接，三相阀A的另一入口与回流蠕动泵连接，所述出水口通过三相阀B分别与回流蠕动泵和出水箱连接，所述出气口与水封瓶连接，所述水封瓶顶部有排气孔；开启三相阀A连通进水蠕动泵与进水口，启动进水蠕动泵，跟踪检测反应器本体的亚硝氮浓度，当反应器本体中的亚硝氮浓度大于100mg/L时，停止厌氧氨氧化反应器的进水，将三相阀A连通进水口与回流蠕动泵，开启三相阀B连通出水口与回流蠕动泵，启动回流蠕动泵，依次将质量浓度为20 40g/L氨基磺酸溶液和质量浓度为10 20g/L氢氧化钠溶液添加至厌氧氨氧化反应器出水口，回流反应2 3min，再重复依次将质量浓度为20 40g/L氨基磺酸溶液和质量浓度为10 20g/L氢氧化钠溶液交替加至反应器出水口，每次回流反应2 3min，每次回流量根据反应器本体的有效容积确定，如此循环往复进行，直至添加完所需氨基磺酸及氢氧化钠投加量并且厌氧氨氧化反应器亚硝氮浓度小于 20mg/L、pH值为7. 8 8. 3时，停止回流，将三相阀B连通出水口与出水箱，将三相阀A连通进水蠕动泵与进水口，启动进水蠕动泵，启动厌氧氨氧化反应器；所述氨基磺酸的投加量
权利要求
1.一种快速缓解厌氧氨氧化中亚硝酸盐抑制的方法，其特征在于所述方法为厌氧氨氧化反应器系统包括反应器本体、进水箱、出水箱、进水蠕动泵、回流蠕动泵和水封瓶，所述反应器本体底部设有进水口，上端有出水口，顶部有出气口 ；所述进水箱与进水蠕动泵连接，所述进水蠕动泵通过三相阀A与进水口连接，三相阀A的另一入口与回流蠕动泵连接， 所述出水口通过三相阀B分别与回流蠕动泵和出水箱连接，所述出气口与水封瓶连接，所述水封瓶顶部有排气孔；开启三相阀A连通进水蠕动泵与进水口，启动进水蠕动泵，跟踪检测反应器本体中的亚硝氮浓度，当反应器本体中的亚硝氮浓度大于100mg/L时，停止厌氧氨氧化反应器的进水，将三相阀A连通进水口与回流蠕动泵，开启三相阀B连通出水口与回流蠕动泵，启动回流蠕动泵，依次将质量浓度为20 40g/L氨基磺酸溶液和质量浓度为 10 20g/L氢氧化钠溶液添加至厌氧氨氧化反应器出水口，回流反应2 3min，再重复依次将质量浓度为20 40g/L氨基磺酸溶液和质量浓度为10 20g/L氢氧化钠溶液交替加至反应器出水口，每次回流反应2 3min，如此循环进行，直至添加完所需氨基磺酸及氢氧化钠投加量并且厌氧氨氧化反应器中亚硝氮浓度小于20mg/L、pH值为7. 8 8. 3时,停止回流，将三相阀B连通出水口与出水箱，再将三相阀A连通进水蠕动泵与进水口，开启进水蠕动泵，启动厌氧氨氧化反应器；所述氨基磺酸的投加量m(H2NS_H)根据公式(I)计算，所述氢氧化钠投加量m, (Na0H)根据公式(2)计算公式(l)m(H2NS020H) = 90. 09 (C0-Ce) V/4. 6 X IO^4公式⑵ m'(NaOH)=40V[(C0-Ce)/4.6xl0—4+1000(10—pHb-10—pH )_公式(I)、公式(2)中各自的Cc^CpV分别相同，其中Ctl为厌氧氨氧化反应器中亚硝氮初始浓度，单位为mg/L ；Ce为出水中亚硝氮的目标浓度，单位为mg/L ；V是所述厌氧氨氧化反应器的有效容积，单位为m3 ；公式(2)中pHa是厌氧氨氧化反应器中停止进水时pH值，pHb是厌氧氨氧化菌最适pH值。
2.如权利要求I所述的快速缓解厌氧氨氧化中亚硝酸盐抑制的方法，其特征在于所述氨基磺酸溶液和氢氧化钠溶液采用循环间歇添加方式先添加质量浓度为20 40g/L氨基磺酸溶液至反应器出水口，回流反应2 3min，回流量为24V m3/d，再添加质量浓度为10 20g/L氢氧化钠溶液至反应器出水口，回流反应2 3min，回流量为24V m3/d，如此循环添加氨基磺酸溶液和氢氧化钠溶液，直至厌氧氨氧化反应器中亚硝氮浓度小于20mg/L、pH值为7. 8 8. 3时，停止回流，将三相阀B连通出水口与出水箱，再将三相阀A连通进水蠕动泵与进水口，启动进水蠕动泵，启动厌氧氨氧化反应器；所述回流量中V是厌氧氨氧化反应器的有效容积，单位为m3。
3.如权利要求I所述的快速缓解厌氧氨氧化中亚硝酸盐抑制的方法，其特征在于所述方法按如下步骤进行当厌氧氨氧化反应器本体的亚硝氮浓度大于100mg/L时，停止厌氧氨氧化反应器的进水，开启三相阀A连通进水口与回流蠕动泵，开启三相阀B连通出水口与回流蠕动泵，启动回流蠕动泵，依次将质量浓度为20g/L氨基磺酸溶液和质量浓度为10g/L 氢氧化钠溶液循环间歇添加至厌氧氨氧化反应器出水口，当厌氧氨氧化反应器本体的亚硝氮浓度小于20mg/L、pH值为7. 8 8. 3时，停止回流；所述氨基磺酸和氢氧化钠的循环间歇添加根据酸值比N按下述方法进行n为投加次数，η为对N的取整，且NS 1，从第I次至第η次每次投加氨基磺酸的最大量为公式(4)所述H(max,H2NS_，每次投加完毕回流2 3min，氢氧化钠每次的最大投加量为公式(5)所述H(niax, Naffl)，每次投加完毕回流2 3min， 第n+1次投加完根据公式(I)计算的剩余氨基磺酸，回流2 3min，然后添加根据公式(2) 计算的剩余氢氧化钠，回流2 3min，回流结束,检测厌氧氨氧化反应器中亚硝氮浓度小于 20mg/L、pH值为7. 8 8. 3，静置5 lOmin，将三相阀B连通出水口与出水箱，将三相阀A 连通进水蠕动泵与进水口，开启进水蠕动泵，启动厌氧氨氧化反应器；所述酸值比N根据公式⑶计算；公式(3)N = n(H+)/V (H+)公式(4) H(maXjH2NS020H) — 90. 09η (H )公式(5)H(—,Na0H) = 40n' (H+)公式(3)中η(Η+)为总产酸量，单位为moL ;公式(3) 公式(5)中n' (H+)为将反应器中PH值从pHa降到pH。对应酸量，单位为moL，其中n (H+) = (Ctl-Ce) V/4. 6Χ 10_4，n' (H+) =1000(10_pHe-10_pHa)V ；C0为厌氧氨氧化反应器中亚硝氮初始浓度，单位为mg/L ；Ce为出水中亚硝氮的目标浓度，单位为mg/L ；V是厌氧氨氧化反应器的有效容积,单位为m3 ；PHa是厌氧氨氧化反应器停止进水时反应器内的pH值，pH。是添加氨基磺酸后不影响反应器中厌氧氨氧化菌的最低PH，所述pH。是7. 3 7. 8。
全文摘要
本发明公开了一种快速缓解厌氧氨氧化中亚硝酸盐抑制的方法当反应器本体的亚硝氮浓度大于100mg/L时，停止厌氧氨氧化反应器的进水，启动回流蠕动泵，依次将氨基磺酸溶液和氢氧化钠溶液添加至厌氧氨氧化反应器出水口，回流反应2～3min，再重复依次将氨基磺酸溶液和氢氧化钠溶液交替加至反应器出水口，每次回流反应2～3min，如此循环往复进行，直至添加完厌氧氨氧化反应器亚硝氮浓度小于20mg/L、pH值为7.8～8.3时所需氨基磺酸及氢氧化钠投加量，停止回流，启动进水蠕动泵；本发明能在较短时间内缓解厌氧氨氧化亚硝酸盐的抑制，节约资源，确保了厌氧氨氧化菌的高活性，简便易行，减少了基建成本。
文档编号C02F3/28GK102583729SQ20121003721
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者邢保山, 金仁村, 阳广凤 申请人:杭州师范大学