[发明专利]序批式反应器的单级好氧生物脱氮运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用微生物超量吸收氮元素的含氨氮废水的处理方法，属于环境保护中污水处理技术领域。

技术背景

随着我国社会经济的快速发展，工业化和城市化程度的不断提高，我国水资源短缺与水污染问题日益突出，严重影响了人民的生活质量和身体健康，制约着我国社会、经济和环境可持续协调发展。其中氮是主要的环境污染因子之一。来自生活污水、农业施用的氮肥和一些工业废水的氮进入江河湖泊引发水体的富营养化给工农业生产带来了巨大的损失，而硝态氮和亚硝态氮也严重影响鱼类的生长并形成对人类具有三致作用的有害物质，这些不仅严重制约国民经济的可持续发展，造成相当可观的经济损失，而且对人民生活和健康甚至对人民的基本生存条件造成了很大的威胁。随着氮素污染的加剧和人们环境意识的增强，除氮技术特别是生物除氮技术的研究和开发已引起世界各国的普遍关注，如何去除水体中的氮成为水污染防治界研究的重点和热点之一。

废水中生物脱氮的基本原理是建立在传统硝化/反硝化基础上的。污水中的氨氮在好氧(Oxic)条件下，通过好氧的自养型亚硝酸菌和硝酸菌的作用，将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮，然后在缺氧(Anoxic)条件下，利用反硝化细菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐转化为氮气从废水中逸出，从而达到从废水中脱氮的目的。在此生物脱氮理论的基础上建立的代表性的生物脱氮工艺为A/O工艺(Anoxic/Oxic)，该工艺的特点是将反硝化段前置，使缺氧池中得到好氧池中硝化产生的硝酸盐，从而提高了系统的脱氮效率。近年来，围绕有效利用碳源，降低能耗以及提高去除率等问题不断有研究进展，其中代表性的成果包括：好氧反硝化、异氧硝化、以厌氧氨氧化为基础的全自养脱氮等。无论是传统的脱氮工艺还是最新的脱氮研究，城市生活污水的生物脱氮工艺仍然是建立在传统脱氮理论(硝化-反硝化)的基础上的。要达到良好的生物脱氮效果，反应系统中就需要设立适合硝化菌、反硝化菌生长的好氧/缺氧交替的环境，因此生物脱氮工艺均存在以下问题：氨氮完全硝化需消耗大量的氧增加了动力消耗和运行费用；系统为维持较高生物浓度及获得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥回流和硝化液回流，增加了动力消耗及运行费用；对C/N(碳/氮)比低的废水，需要投入外加有机碳源，每克NO₃-N反硝化为N₂时，异养的反硝化菌需消耗3.5-4.5gCOD(化学需氧量)，增加了运行费用；为了中和硝化过程中产生的碱度需要加碱中和增加了处理费用；工艺流程较长，占地面积大，基建投资高。尽管国内外关于废水生物脱氮方面的研究报道繁多，但大多是在传统硝化/反硝化生物脱氮的基础上对生物脱氮工艺的改进。国内外至今未发现关于利用微生物超量吸收氮元素实现生物脱氮的文献报道。

发明内容

本发明的目的是，真对现有技术存在的不足，提出一种序批式反应器的单级好氧生物脱氮运行方法，它采用普通序批式反应器(即：SRB反应器)，利用微生物超量吸收氮元素，用SBR单级好氧工艺实现生物脱氮，调节pH值来抑制硝化菌的生长，通过一步氧化实现有机物和氮的同步去除，降低含氮污水处理的基建和运行成本。

本发明的技术方案是，所述序批式反应器(SRB反应器)的单级好氧生物脱氮运行方法采用装有进水阀门2、出水阀门3、排泥阀门5的普通序批式反应器7(参见图1)，该反应器底部装有经流量计9同空气压缩机11连接的曝气头8，其特征是，按如下步骤进行：

a.打开进水阀门2，污水从进水管1进入SBR反应器7，待进污水完毕后，关闭进水阀门2；

b.打开空气压缩机机11，对反应器内污水直接进行好氧曝气，调节流量计9，使曝气开始时SBR反应器7内溶解氧浓度(DO)为5.8mg·L^-1-6.2mg·L^-1，用NaHCO₃与0.5M HCL调节pH值，使反应过程中pH值控制在6.8-7.2，好氧曝气时间为3.8h-4.2h；

c.关闭空气压缩机11，结束曝气；沉淀0.4h-0.6h，以实现泥水分离；

d.打开排水阀门3，使反应器内水力停留时间为11h-13h；排水结束后，关闭排水阀门3；

e.打开排泥阀门5进行排泥，以稳定污泥浓度、控制泥龄，使反应器内活性污泥浓度为3800mg·L^-1-4200mg·L^-1，污泥泥龄为8d-12d；

f.排泥结束后，反应器静置9h-10h。

以下对本发明做出进一步说明。