一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法

本发明属于废水处理，具体涉及一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法。

背景技术：

1、全程自养脱氮工艺主要利用好氧亚硝酸盐细菌(aob)将部分nh4+-n转化成no2--n，再协同厌氧氨氧化菌(anaob)的作用，以水中的nh4+-n为电子供体，no2--n为电子受体直接生成n2，实现绿色脱氮的目的。相比传统硝化反硝化脱氮工艺，全程自养脱氮工艺理论上可节省63％曝气成本，且具有污泥产量少、无需添加外源有机碳源等优点，是一种经济高效的自养脱氮技术，具有较好的的应用前景。

2、aob为需氧菌，适当的do供应可以促进aob的活性。作为厌氧菌的anaob对溶解氧(do)等环境条件十分敏感，容易受到do抑制导致anaob数量及活性不足。因而，全程自养脱氮工艺需要在氧限制条件下运行，在工程应用中还面临诸多困难。尤其是anaob细胞产率低，生长缓慢，倍增时间长达10-14d，极大增加了anaob在全程自养脱氮系统中的富集培养难度。此外，全程自养脱氮系统中存在的亚硝酸盐氧化菌(nob)与aob竞争氧气且消耗no2--n基质产生过多的no3--n，限制了系统脱氮性能。在全程自养脱氮系统中，保证aob数量及活性的同时需抑制nob的数量与活性。然而，aob与nob具有相似生态位，在不影响aob活性的基础上抑制nob活性十分困难。

3、高盐废水直接排放会对环境造成严重的影响，如土壤盐碱化导致土壤肥力下降，影响生产活动，甚至会影响到人类的身体健康。盐度是影响污水处理厂(wwtps)微生物种类、数量及活性的重要影响因素之一。在含盐废水处理中，废水中盐度胁迫导致的渗透压变化容易抑制细菌的酶活，影响细胞活性，影响微生物组成结构。盐度不仅会影响aob和nob的活性，还会影响anaob活性。许多海产品行业和工业废水中会产生含高盐度废水，盐度是影响生态系统中氮元素转化及微生物活性的重要因素，对含盐废水氮元素的去除具有挑战性。

4、如何在高盐高氨氮条件下强化全程自养脱氮工艺功能菌aob和anaob的富集，减少盐度对微生物的抑制并实现系统高效稳定运行是亟需解决的现实问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法，具体通过以下技术方案加以实现：

2、接种污泥并保障持续稳定供氧，在接种污泥同时在反应器中内置填料载体；

3、通过逐步提高盐废水盐度的方式驯化生物膜微生物适应高盐环境；

4、定期补充新鲜污泥抵消盐度提升带来的抑制效应；

5、补充相容性溶质海藻糖提升全程自养脱氮工艺系统功能菌群耐盐能力。

6、进一步地，填料载体为彗星纤维填料或组合填料中的任一种。

7、进一步地，接种污泥为硝化污泥和厌氧氨氧化污泥的组合、正常运行的全程自养脱氮系统污泥和保藏的全程自养脱氮系统污泥中的任意一种。

8、进一步地，生物膜反应器为连续流运行上流式生物膜反应器，填料载体填充体积与生物膜反应器有效体积之比为0.4-0.8:1。

9、进一步地，接种污泥中含有功能菌群好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌，保藏的全程自养脱氮系统污泥为连续流状态自循环进出水，保藏温度1-15℃，优选2-8℃。

10、进一步地，供氧方式为鼓风曝气，在反应器进水端均匀设置曝气盘，曝气盘上方设置一层2-10cm厚疏松多孔材料半隔绝上部污泥和载体生物膜，疏松多孔材料可采用聚氨酯填料、多孔泡沫填料中的任一种，多孔材料孔隙率超过90％。

11、进一步地，逐步提高废水盐度的方式为渐进式梯度提高进入反应器废水盐度的方法，盐度梯度为5-15g/l，每次提升盐度稳定驯化7-18d。

12、进一步地，补充的新鲜污泥包括硝化污泥、厌氧氨氧化污泥、全程自养脱氮污泥中的一种或一种以上的组合，污泥形态包括絮状和颗粒状，以絮状污泥最优。

13、进一步地，新鲜污泥补充时间选在进水盐度突然提高及运行性能受到抑制，即出水氨氮浓度超过30mg/l以及总氮去除率下降幅度超过20％的时候，每6-10d补充一次污泥。

14、进一步地，相容性溶质海藻糖添加浓度范围为0.1-1.6mm/l。

15、本发明运行方法使得生物膜能有效形成好氧和厌氧微生态，有利于功能菌aob和anaob的富集培养，有效去除废水中的氮素；通过渐进式梯度提高废水盐度方式能稳步驯化生物膜微生物适应高盐环境，利用aob对盐度的耐受性高于nob的特性，充分利用废水中盐度抑制nob活性，减少硝化副反应的产生；优化曝气条件及方式，降低曝气头堵塞，保障系统持续稳定供氧；补充的新鲜污泥能持续提供菌源，并有效缓解全程自养脱氮系统受到的盐度及其他运行因素导致的性能抑制；添加相容性溶质海藻糖能提升系统菌群耐盐能力。

技术特征：

1.一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法，其特征在于，该方法具体为：

2.如权利要求1所述的一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法，其特征在于所述填料载体为彗星纤维填料或组合填料中的任一种。

3.如权利要求1所述的一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法，其特征在于接种污泥为硝化污泥和厌氧氨氧化污泥的组合、正常运行的全程自养脱氮系统污泥和保藏的全程自养脱氮系统污泥中的任意一种。

4.如权利要求1所述的一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法，其特征在于生物膜反应器为连续流运行上流式生物膜反应器，填料载体填充体积与生物膜反应器有效体积之比为0.4-0.8:1。

5.如权利要求1所述的一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法，其特征在于接种污泥中含有功能菌群好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌，保藏的全程自养脱氮系统污泥为连续流状态自循环进出水，保藏温度1-15℃。

6.如权利要求1所述的一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法，其特征在于供氧方式为鼓风曝气，在反应器进水端均匀设置曝气盘，曝气盘上方设置一层2-10cm厚疏松多孔材料半隔绝上部污泥和载体生物膜，疏松多孔材料可采用聚氨酯填料、多孔泡沫填料中的任一种，多孔材料孔隙率超过90%。

7.如权利要求1所述的一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法，其特征在于逐步提高废水盐度的方式为渐进式梯度提高进入反应器废水盐度的方法，盐度梯度为5-15g/l，每次提升盐度稳定驯化7-18d。

8.如权利要求1所述的一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法，其特征在于补充的新鲜污泥包括硝化污泥、厌氧氨氧化污泥、全程自养脱氮污泥中的一种或一种以上的组合，污泥形态包括絮状和颗粒状。

9.如权利要求1所述的一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法，其特征在于新鲜污泥补充时间选在进水盐度突然提高及运行性能受到抑制，即出水氨氮浓度超过30mg/l以及总氮去除率下降幅度超过20%的时候，每6-10d补充一次污泥。

10.如权利要求1所述的一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法，其特征在于相容性溶质海藻糖添加浓度范围为0.1-1.6mm/l。

技术总结
本发明公开了一种强化高盐高氨氮废水处理的全程自养脱氮工艺运行方法，该方法运行反应装置为生物膜反应器，以彗星纤维填料、组合填料为生物膜载体；接种污泥为正常运行的全程自养脱氮系统污泥或保藏的全程自养脱氮系统污泥，并保障持续稳定供氧，通过逐渐提高废水盐度方式驯化生物膜微生物适应高盐环境，并在反应器运行性能受到抑制时采用补充新鲜污泥抵消盐度提升带来的抑制效应，补充相容性溶质海藻糖提升全程自养脱氮工艺系统功能菌群耐盐能力。方法能稳步驯化生物膜微生物适应高盐环境，缓解高盐环境对菌群活性的抑制，保障全程自养脱氮系统有效形成好氧和厌氧微生态，利于功能菌AOB和AnAOB的富集培养，高效去除高盐废水中的氮素。

技术研发人员：阳广凤,李亦舒,陈东之,畅犇泽,张帅,魏致远,沈星宇
受保护的技术使用者：浙江海洋大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15