一种快速启动半短程硝化工艺的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速启动半短程硝化工艺的方法，所述方法为：采用气升式生物反应器，以含硝化细菌的污泥为接种污泥，以模拟废水为进水，在避光、30～32℃、溶解氧浓度0.3～0.5mg·L-1，pH7.0～7.9，水力停留时间为40～16h的条件下，通过向进水中投加罗红霉素来调节反应器的运行，当反应器出水中NO3--N浓度低于1/3进水NH4+-N浓度，同时出水中0.75<NH4+-N/NO2--N<1.3时，终止罗红霉素的投加，半短程硝化工艺成功启动；本发明专利技术方法启动的半短程硝化工艺兼具运行稳定性，所用试剂来源广，操作方法简单，能够使启动时间缩短1/3-1/2，稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
(一)
本专利技术涉及一种废水脱氮工艺，具体涉及一种半短程硝化工艺快速启动方法。(二)
技术介绍
污水中氮磷的超负荷排放导致水体富营养化日益严重，引发水环境恶化。为有效遏制水体富营养化，多种生物脱氮工艺发挥着不可估量的作用。然而，现有的污水处理工艺--硝化反硝化属于能耗大户，在能源危机不断凸显的背景下，寻求高效脱氮的同时降低水处理能耗，降低处理费用对于实现污水处理的可持续发展意义重大。与此同时，随着我国居民生活水平的提高、用水量的增加，城市污水水质的低COD、高N以及低C/N比等特征愈专利技术显，部分城市有机物浓度甚至低于200mg·L-1。再者，如畜禽废水、制药废水和垃圾渗滤液等其他高NH4+-N、低有机物废水的处理中，采用传统生物处理方法难以保证脱氮效果，甚至对外加碳源的需求更多。为解决添加碳源问题，新型生物脱氮工艺半短程硝化-厌氧氨氧化工艺应运而生。半短程硝化反应不仅能够将NH4+-N转化为NO2--N，同时能够维持出水中NH4+-N和NO2--N的物质的量比稳定在1:0.8～1:1.32以满足后续厌氧氨氧化反应条件。半短程硝化作为该组合工艺成功运行的先决条件，其成功启动尤为重要。当前半短程硝化的启动主要通过控制操作条件实现，如控制曝气量，维持适宜的温度，逐步提高基质浓度，以及间歇曝气等方法。但是这些常规方法启动耗时较长，未能解决半短程硝化快速启动的核心问题。因此，如何快速启动稳定的半短程硝化工艺成为突破问题的关键。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是针对半短程硝化启动难的问题，提供一种快速启动半短程硝化工艺的方法，即采用向生物反应器内投加罗红霉素的方法，可以达到快速启动半短程硝化的目的。本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供一种快速启动半短程硝化工艺的方法，所述方法为：采用气升式生物反应器，以含硝化细菌的污泥为接种污泥，以模拟废水为进水，在避光、30～32℃、溶解氧浓度0.3～0.5mg·L-1，pH7.0～7.9，水力停留时间为40～16h的条件下，通过向进水中投加罗红霉素来调节反应器的运行，当反应器出水中NO3--N浓度低于1/3进水NH4+-N浓度，同时出水中0.75<NH4+-N/NO2--N<1.3时，终止罗红霉素的投加，半短程硝化工艺成功启动；所述罗红霉素投加量为50-100mg·L-1。进一步，所述模拟废水组成为：NH4+-N200～900mg·L-1，KH2PO40.27g·L-1，MgSO4·7H2O0.30g·L-1，CaCl20.14g·L-1，溶剂为水。进一步，所述罗红霉素投加量为80-100mg·L-1，更优选罗红霉素投加量为100mg·L-1(是指进水中含有100mg/L的罗红霉素，在投加期间进水中始终有如此浓度的罗红霉素)。本专利技术所述快速启动半短程硝化工艺的方法推荐按如下步骤进行：采用气升式生物反应器，以含硝化细菌的污泥为接种污泥，接种污泥浓度MLSS为3500mg·L-1，以模拟废水为进水，在避光、30～32℃、溶解氧浓度0.3～0.5mg·L-1，pH7.0～7.9，水力停留时间为39h的条件下运行，在0～21天，出水NH4+-N浓度在59.9-39.0mg·L-1之间，NO2--N浓度在10.9～22.6mg·L-1之间，NO3--N浓度维持在220～203mg·L-1；从第22天起持续投加100mg·L-1罗红霉素，出水中NH4+-N浓度从42.0mg·L-1逐渐增加至115mg·L-1，同时NO2--N浓度从21.5mg·L-1增加至122mg·L-1，而NO3--N浓度降低至98.0mg·L-1，低于进水NH4+-N浓度的1/3，此时出水NH4+-N/NO2--N为0.90，第37天停止投加罗红霉素，停止投加罗红霉素后继续运行的20天内，NH4+-N/NO2--N始终维持在0.83～1.12之间，同时，NO3--N浓度维持在102mg·L-1以下，半短程硝化工艺成功启动；所述模拟废水组成为：NH4+-N350mg·L-1，KH2PO40.27g·L-1，MgSO4·7H2O0.30g·L-1，CaCl20.14g·L-1，溶剂为水。与现有技术相比，本专利技术有益效果主要体现在：本专利技术通过将来源广泛的抗生素罗红霉素投加至半短程硝化反应器中，基于罗红霉素对AOB和NOB的抑制效果差异，能够快速启动半短程硝化工艺。试验证明通过此方法启动的半短程硝化工艺兼具运行稳定性；本专利技术方法所用试剂来源广，操作方法简单，能够使启动时间缩短1/3-1/2，稳定性好。(四)附图说明图1为反应器启动阶段运行效果曲线图。(五)具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此：实施例1：快速启动半短程硝化的步骤主要包括以下方面：1)将富含硝化细菌的接种污泥导入有效体积为3.8L的气升式生物反应器中，接种污泥为城市污水处理厂二沉池回流污泥；接种污泥浓度MLSS为3500mg·L-1；2)生物反应器置于恒温室内，反应条件设置为：避光，恒温室温度32℃，反应器内溶解氧浓度为0.4～0.5mg·L-1，NaHCO3调节pH为7.5～7.9，自来水配制的模拟废水为进水，其中NH4+-N浓度350mg·L-1，HRT为39h；其他元素含量：0.27g·L-1KH2PO4，0.30g·L-1MgSO4·7H2O，0.14g·L-1CaCl2；3)图1是气升式生物反应器在添加罗红霉素快速启动时的运行效果，从图1可以看出，未投加罗红霉素时(0～20d)，反应器出水中NO3--N浓度一直维持在200mg·L-1以上，NO2--N浓度低于25mg·L-1，说明进水的NH4+-N大部分转化为NO3--N，而没有NO2--N的积累。在第22天向进水中投加一定浓度(100mg·L-1)的罗红霉素，其中罗红霉素为市售标准，随后出水中NO3--N浓度持续下降，同时NH4+-N和NO2--N浓度稳步升高，这主要是由罗红霉素抑制了大部分的NOB和一部分的AOB造成的。在第37天，撤销罗红霉素的投加，反应器依旧持续稳定运行。具体的，在0～21天，出水NH4+-N浓度在59.9-39.0mg·L-1之间，NO2--N浓度在10.9～22.6mg·L-1之间，NO3--N浓度维持在220～203mg·L-1；从第22天起持续投加100mg·L-1罗红霉素(是指进水中含有100mg/L的罗红霉素，在投加期间进水...

【技术保护点】
一种快速启动半短程硝化工艺的方法，其特征在于所述方法为：采用气升式生物反应器，以含硝化细菌的污泥为接种污泥，以模拟废水为进水，在避光、30～32℃、溶解氧浓度0.3～0.5mg·L‑1，pH 7.0～7.9，水力停留时间为40～16h的条件下，通过向进水中投加罗红霉素来调节反应器的运行，当反应器出水中NO3‑‑N浓度低于1/3进水NH4+‑N浓度，同时出水中0.75<NH4+‑N/NO2‑‑N<1.3时，终止罗红霉素的投加，半短程硝化工艺成功启动；所述罗红霉素投加量为50‑100mg·L‑1。

【技术特征摘要】
1.一种快速启动半短程硝化工艺的方法，其特征在于所述方法为：采用
气升式生物反应器，以含硝化细菌的污泥为接种污泥，以模拟废水为进水，
在避光、30～32℃、溶解氧浓度0.3～0.5mg·L-1，pH7.0～7.9，水力停留时间为
40～16h的条件下，通过向进水中投加罗红霉素来调节反应器的运行，当反应
器出水中NO3--N浓度低于1/3进水NH4+-N浓度，同时出水中0.75<
NH4+-N/NO2--N<1.3时，终止罗红霉素的投加，半短程硝化工艺成功启动；
所述罗红霉素投加量为50-100mg·L-1。
2.如权利要求1所述快速启动半短程硝化工艺的方法，其特征在于所述
模拟废水组成为：NH4+-N200～900mg·L-1，KH2PO40.27g·L-1，MgSO4·7H2O0.30
g·L-1，CaCl20.14g·L-1，溶剂为水。
3.如权利要求1所述快速启动半短程硝化工艺的方法，其特征在于所述
罗红霉素投加量为80-100mg·L-1。
4.如权利要求1所述快速启动半短程硝化工艺的方法，其特征在于所述
罗红霉素投加量为100mg·L-1。
5.如权利要求1所述快速启动半短程硝化工艺的方法，其特征在于所述
方法为：采用气升式生物反应器，以含硝化...

【专利技术属性】
技术研发人员：金仁村，郭琼，史志坚，许轶群，徐嘉丽，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33