[发明专利]一种基于MBBR的厌氧氨氧化好氧限氧启动方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种基于MBBR的厌氧氨氧化好氧限氧启动方法。

背景技术

自然界存在氮素循环，并保持平衡。近年来，由于人为的原因，氮素循环遭到了破坏，导致了中间产物积累，造成水体的富营养化日益严重，湖泊“水华”及近海“赤潮”时有发生，且有愈演愈烈之势。水体富营养化已经危及农业、渔业、旅游业等诸多行业，并对饮水卫生和食品安全构成巨大威胁。因此，脱氮已经成为污水处理中的重要主题。在上个世纪，人们以硝化和反硝化作用为基础，构建的废水生物脱氮的技术体系在废水脱氮方面起到一定的作用，但存在诸多问题，如：流程长，脱氮效率低，基建投资高；供氧量大，运行费用高；反硝化过程往往需要外加碳源；并且存在于除磷工艺存在碳源争夺等问题。因此，新的生物脱氮理论和技术应运而出，并得到迅速发展，如：同时硝化反硝化技术、短程硝化反硝化技术、厌氧氨氧化技术等，其中以厌氧氨氧化为基础建立的SHRANON-ANAMOX、CANON、DENAMMOX等工艺最受瞩目。

厌氧氨氧化（Anaerobic Ammonium Oxidation，简称ANAMMOX），是以NO₂^--N为电子受体，CO₂为无机碳源，在厌氧条件下，将NH₄⁺-N氧化成N₂的生物过程。ANAMMOX工艺相比较传统硝化-反硝化工艺具有节约50%的曝气量和100%的有机碳源等优点，所以一经发现就引起了众多研究者的广泛兴趣。然而，ANAMMOX菌生长速率低（最高生长速率为0.0027h^-1），世代周期长（11d），世界第一座ANAMMOX生物脱氮工程案例启动时间长达3.5年，因此启动时间长是制约ANAMMOX工艺推广的限制因素。

分析原因，首先，虽然厌氧氨氧化菌(AAOB)广泛存在，浮霉状菌、硝化菌、反硝化菌均可作为种源，但由于AAOB细胞浓度低，不表达厌氧氨氧化活性，只有当细胞浓度>10¹⁰-10¹¹个/mL以上时才显现厌氧氨氧化活性；其次，很多细菌虽具有ANAMMOX活性，但需特定条件才会表达，当条件适宜时，其代谢方式转变为ANAMMOX过程；再次，厌氧氨氧化过程是产气过程，启动初期，污泥容易上浮、流失，细胞浓度难以富集增长，既增加了启动难度，也大大延长了启动周期。可以看出，厌氧氨氧化启动的关键在于启动期污泥的持留和富集。

活性污泥法泥水分离效果差，对于厌氧氨氧化的启动不利；生物滤池、接触氧化等虽然持留效果较好，但较长的启动过程中容易堵塞，一旦需要反冲，则对启动进程极为不利；移动床生物膜反应器（Moving Bed Biolfim Reactor，MBBR）是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率，悬浮填料比重接近水，在挂膜前后与水体密度相近，使其可在水中悬浮，既能满足厌氧氨氧化对于启动的持留要求，又可以运行方式灵活，防止阻塞，但实际过程中，发现悬浮填料挂膜周期长，启动速度不理想等问题。一旦解决这些问题，必然可强化MBBR在厌氧氨氧化上的应用，解决厌氧氨氧化不易启动、启动周期长等问题，实现污水脱氮的低碳、高效。

发明内容

为了解决现有技术中MBBR厌氧氨氧化不易挂膜、不易启动、启动周期长等问题，本发明提出了一种基于MBBR的厌氧氨氧化厌氧启动方法，采用该MBBR预处理法具有挂膜速度快、流化性能好、启动周期短、处理负荷高等优点。

本发明技术方案包括：

一种基于MBBR的厌氧氨氧化好氧限氧启动方法，包括以下步骤：

1）选用生物填料进行填充，该生物填料比表面积大于500m²/m³，呈圆柱状，挂膜前填料比重为0.93-0.97，孔隙率≥90%，填料的填充率为35-55%；

2）硝化启动，该硝化启动在水温12-35℃时进行，接种污水处理厂曝气池活性污泥，接种后反应器内污泥浓度≥2.0g/L，反应器氨氮去除负荷≥0.05kgN/kgMLSS/d；将接种污泥投入反应器后充分与生物填料混合，采用间歇方式运行，进水氨氮浓度为100-300mg/L，进水总碱度为600-2000mg/L（以碳酸钙计），控制溶解氧为2.0-6.5mg/L，曝气运行直至反应器内氨氮消耗量大于90%，反应停止后将水及污泥全部排出，进入下一周期，重复此运行方式，直到氨氮膜面负荷≥3.00gN/m²/d；