一种驯化厌氧氨氧化颗粒污泥耐受高氮负荷的方法与流程

本发明涉及污水生物处理，具体涉及一种驯化厌氧氨氧化颗粒污泥耐受高氮负荷的方法。

背景技术：

1、近年来，城市污水处理厂面临着越来越严格的总氮tn排放标准。传统的生物脱氮方法需要通过硝化菌和反硝化菌将氮转化为氮气，这个过程需要消耗大量的有机碳源和能源，才能达到国家一级a排放水平。厌氧氨氧化技术是一种新型的自养生物脱氮工艺，它可以利用厌氧氨氧化细菌直接将氨氮和亚硝酸盐氧化为氮气，无需外加碳源和供氧。与传统的硝化反硝化工艺相比，厌氧氨氧化技术具有反应路径简短，速率快，能耗低，温室气体减排90%以上，污泥产量减少90%等优点，是目前国际公认的经济高效的污水生物脱氮技术。厌氧氨氧化技术在工程应用中主要采用一体化反应器，主要有颗粒污泥和生物膜两种形式。目前国内有近百家科研机构和企业开展了厌氧氨氧化技术的基础研究和应用研究，但是，在培养能够耐受高氮负荷的厌氧氨氧化颗粒污泥方面，仍然缺乏快速有效的方法。

技术实现思路

1、针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种驯化耐受高氮负荷厌氧氨氧化反应器的方法，使厌氧氨氧化反应器在处理高氮负荷废水下提高总脱氮率，实现了稳定脱氮且出水总氮和氨氮都达到国家一级a类排放标准。

2、一种驯化耐受高氮负荷厌氧氨氧化反应器的方法，包括：

3、（1）在反应器内接种以厌氧氨氧化菌为优势菌的厌氧氨氧化颗粒污泥，泵入含nh4+-n和no2--n的进水a，进水a中nh4+-n和no2--n的质量浓度比为1:0.8～1.1，在厌氧，避光，30～36 ℃下运行至稳定；

4、（2）保持运行温度至30～36℃，停止进水a，泵入含nh4+-n和no2--n的进水b，进水b中nh4+-n和no2--n的质量浓度比为1：0.91~1.04，且nh4+-n和no2--n的质量浓度均不小于200mgl-1，运行至稳定；

5、（3）提高进水总氮负荷，当出水总氮大于10 mgl-1时，停止提高进水总氮负荷，完成高氮负荷厌氧氨氧化反应器的驯化。

6、通过接种以厌氧氨氧化菌为主导的厌氧氨氧化颗粒污泥，通过逐级提升氮负荷驯化高负荷的厌氧氨氧化反应器。

7、氮浓度是一个抑制因子，逐级提升氮负荷优势在于给以厌氧氨氧化菌为主导的厌氧氨氧化颗粒污泥一个缓冲和适应过程，不至于性能突然恶化，污泥能够在逐渐适应过程中维持本身良好的状态并发挥其最大的潜能，高浓度基质状态下，部分厌氧氨氧化菌会处于休眠状态，所以在不断缩小水力停留时间情况下，污泥复苏并发挥自己最大的潜能，逐级提升氮负荷和逐级缩短水力停留时间协同作用，最终能够达到一个高氮去除负荷状态。

8、步骤（1）中，所述的反应器接种厌氧氨氧化颗粒污泥浓度为15～20 gvss l-1，维持反应器良好状态。

9、所述的厌氧氨氧化菌丰度为厌氧氨氧化颗粒污泥中总细菌的30～35％，占主导作用，有利于进行厌氧氨氧化反应。

10、步骤（1）中，所述的反应器运行水力停留时间为4.0～4.2小时，总氮（tn）负荷为1.6～1.7 kg tn m-3d-1，在此条件下能够达到高去除负荷。

11、所述的反应器内溶解氧小于0.4 mg l-1，抑制反应器中硝化细菌的生长。

12、步骤（2）中，所述的反应器运行水力停留时间为4.0～4.2小时，总氮负荷为2.3～2.5 kg tn m-3d-1。

13、更优选地，步骤（2）中反应器运行水力停留时间与步骤（1）中水力停留时间相同，有利于反应器稳定。

14、步骤（3）中，所述的提高进水总氮负荷的方法为梯度缩短水力停留时间，相邻梯度的水力停留时间之差为1.0-1.2 h，反应器在每一梯度水力停留时间下均运行至稳定后再进入下一梯度。此条件下反应器可以快速适应。

15、在一优选例中，所述的驯化耐受高氮负荷厌氧氨氧化反应器的方法的具体步骤为：

16、（1）在反应器内接种以厌氧氨氧化菌为优势菌的厌氧氨氧化颗粒污泥，泵入含nh4+-n和no2--n的进水a，进水a中的nh4+-n和no2--n浓度均为140 mg l-1，在厌氧、避光、35±1℃、水力停留时间为4.0~4.1 h的条件下运行25～30天；

17、（2）保持运行温度至30～35 ℃，停止进水a，泵入含nh4+-n和no2--n的进水b，进水b中nh4+-n的浓度为200 mg l-1，no2--n的浓度为200 mg l-1，运行7～14天；

18、（3）梯度减少水力停留时间：

19、第一梯度：减少水力停留时间至3.1 h，运行7～14天；

20、第二梯度：减少水力停留时间至2.5 h，运行7～14天；

21、第三梯度：减少水力停留时间至1.9 h，运行7～14天，完成高氮负荷厌氧氨氧化反应器的驯化。

22、在上述优选例中，步骤（1）中，反应器的总氮负荷为1.7 kg tn m-3d-1；

23、步骤（2）中，反应器的总氮负荷为2.44 kg tn m-3d-1；

24、步骤（3）第三梯度的反应器的总氮负荷为初始的2.8-3.0倍。总脱氮率为4.7 kgtn m-3d-1。

25、本发明与现有技术相比，主要优点包括：本发明通过逐级降低水力停留时间和提升氮负荷成功驯化耐受高氮负荷的厌氧氨氧化反应器，同时具有高总脱氮率，可达4.7 kgtn m-3d-1，实现了稳定脱氮且出水总氮和氨氮都达到国家一级a排放标准。

技术特征：

1.一种驯化厌氧氨氧化颗粒污泥耐受高氮负荷的方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反应器接种厌氧氨氧化颗粒污泥浓度为15～20 gvss l-1；厌氧氨氧化菌丰度为厌氧氨氧化颗粒污泥中总细菌的30～35％，占主导作用。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种驯化厌氧氨氧化颗粒污泥耐受高氮负荷的方法，包括在反应器内接种以厌氧氨氧化菌为优势菌的厌氧氨氧化颗粒污泥，泵入含NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N和NO<subgt;2</subgt;<supgt;‑</supgt;‑N的进水A，进水A中NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N和NO<subgt;2</subgt;<supgt;‑</supgt;‑N的质量浓度比为1:0.8～1.1，在厌氧、避光、30～36℃下运行至稳定；保持运行温度至30～36℃，停止进水A，泵入含NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N和NO<subgt;2</subgt;<supgt;‑</supgt;‑N的进水B，进水B中NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N和NO<subgt;2</subgt;<supgt;‑</supgt;‑N的质量浓度比为1：0.91~1.04，且NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N和NO<subgt;2</subgt;<supgt;‑</supgt;‑N的质量浓度均不小于200 mgL<supgt;‑1</supgt;，运行至稳定；提高进水总氮负荷，当出水总氮大于10 mgL<supgt;‑1</supgt;时，停止提高进水总氮负荷，完成高氮负荷厌氧氨氧化反应器的驯化。

技术研发人员：陆慧锋,余一,胡美君,王毅超
受保护的技术使用者：浙江沃乐科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7