[发明专利]一种序批式全程自养脱氮颗粒污泥的高效运行方法

说明书

技术领域

本发明属于高氨氮污废水处理与再生领域。具体涉及解决高氨氮条件下全程自养脱氮（CANON）工艺颗粒污泥的高效运行方法。

背景技术

科学技术的发展为人类的生活提供了诸多方便，但是也使得人类社会和自然环境面临严峻的考验。以中国为例，2012年中国环境状况公报中明确指出：2011年，全国地表水总体为轻度污染。湖泊（水库）富营养化问题仍突出。其中长江支流、黄河、珠江水系氨氮污染仍是主要污染。这些水系中的氨氮污染绝大部分是人为排放造成的，尤其是工业排放的高氨氮废水。目前，针对水中氨氮的去除，尤其是高氨氮废水的处理你，主要采用物化法和生物法。物化法相对于生物法存在成本高、操作复杂且易造成二次污染等缺点。所以生物法处理高氨氮废水是目前的主流工艺。

在诸多生物法处理高氨氮废水工艺中，CANON(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite)工艺以其独特的脱氮方式成为目前研究的热点。CANON工艺由亚硝化反应和厌氧氨氧化反应组合而成，进行亚硝化反应的亚硝化菌（AOB）将水中的氨氮氧化成亚硝酸盐氮和厌氧氨氧化菌（Anammox）则利用氧化的亚硝酸盐氮为电子供体，氨氮为电子受体进行反应生成少量的硝酸盐氮和N₂，从而达到去除氨氮的目的。

CANON工艺反应如下：

NH₃+0.85O₂→0.11NO₃^-+0.44N₂+0.14H⁺+1.43H₂O

CANON在氨氮去除方面有诸多优点。首先无需外加有机碳源，节约大量的曝气以及无机碳源，能降低投入资金；产物为少量污泥和N₂，不会造成二次污染。理论上总氮去除率可以达到80%以上，是高效节能脱氮工艺的理想选择。但是CANON工艺，尤其是CANON工艺的颗粒污泥的脱氮能力受溶解氧（DO）的影响较明显，微小的溶解氧变化就会导致脱氮效果的显著变化。

因此，针对CANON工艺颗粒污泥易受溶解氧影响的问题，如何解决这个问题使该工艺能够高效稳定运行，对于CANON工艺工程化应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使得序批式CANON颗粒污泥高效运行的方法。为达到上述技术效果，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明是采用序批式运行CANON颗粒污泥的方法，CANON颗粒污泥是在前期的培养中得到，以曝气提供上升流速和水力剪切力，使反应器混合均匀。具体操作如下：

一种序批式全程自养脱氮颗粒污泥的高效运行方法，采用周期培养方式，SBR反应器，其特征在于：包括如下步骤：

1）接种种泥：反应器中的种泥为CANON颗粒污泥，污泥粒径200-450nm，污泥浓度为1.5-3g/L；

2）反应器运行方法为：每个周期包括进水、反应、沉淀、排水、闲置五个阶段。第I阶段：进水，采用人工模拟配水，控制进水氨氮质量浓度为300-450mg/L，磷酸盐质量浓度为5-10mg/L，碱度质量浓度以CaCO₃计为1400-2000mg/L；第II阶段：反应，采用水浴加热，控制温度为27-33℃，进水pH为7.7-8.3，初始水中溶解氧浓度为0.1mg/L，当氨氮去除率在40%-95%稳定3-4天时，在下一周期提高溶解氧浓度0.05-0.15mg/L，最终溶解氧浓度为0.5mg/L；水力停留时间HRT为12h；第III阶段：沉淀，沉淀时间为4-6min；第IV阶段：排水，换水比50%；第V阶段：闲置，闲置时间2-10h，闲置后循环进行下一周期。

3)高效运行：将总氮去除率大于75%且能连续稳定运行5天以上所对应的溶解氧浓度设定为反应器运行的溶解氧浓度；具体为：第I阶段：进水，采用人工模拟配水，控制进水氨氮质量浓度为300-450mg/L，磷酸盐质量浓度为5-10mg/L，碱度质量浓度以CaCO₃计为1400-2000mg/L；第II阶段：反应，采用水浴加热，控制温度为27-33℃，进水pH为7.7-8.3，将总氮去除率大于75%且能连续稳定运行5天以上所对应的溶解氧浓度设定为反应器运行的溶解氧浓度；水力停留时间HRT为12h；第III阶段：沉淀，沉淀时间为4-6min；第IV阶段：排水，换水比50%；第V阶段：闲置，闲置时间2-10h，闲置后循环进行下一周期。

原理说明如下：