[发明专利]一种基于MBBR的短程硝化工艺启动与运行方法

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的短程硝化工艺启动与运行方法。

背景技术

我国水环境形势严峻，其中氨氮为主要污染源之一。由于氨氮对水生动植物的危害，以及无机氮积累可能引起水体富营养化等问题，所以近年来国家更加重视对废水中氨氮的处理。《城市污水厂污染物排放标准》中规定，出水氨氮浓度需小于5mg/L。氨氮处理主要依赖于自养菌群，自养菌群比生长速率小，产率系数低，微生物增长缓慢，受水质影响大。

目前，针对氨氮，主要的去除方法有物理吸附法、催化氧化法及生物预处理法等。氨氮为极性分子，需对常见吸附剂，如活性炭、沸石、陶粒等进行改性，且吸附效果有限，达到饱和需进行再生，综合处理效果及经济性较适用于突发性污染，不宜作为常规处理方法；氨氮在水体中极为稳定，一般的氧化剂难以对其氧化，一般采用催化氧化，但效果不佳且运行费用极高；从处理效果及经济来考虑，生物处理是最佳处理选择。

短程硝化，即将硝化过程控制在NO₂^-阶段，阻止NO₂^-进一步氧化为NO₃^-，短程硝化作为厌氧氨氧化的前置工艺，直接决定了自养脱氮能否成功实施。与传统脱氮工艺相比具有降低能耗、节省碳源、污泥产量少、占地面积少等特点，且对于含氮较高和碳源不足的废水具有很大的应用价值，一旦解决这些问题，必将产生极大的经济和社会效益。

短程硝化工艺启动一般采用活性污泥法，其中又以SBR(序列间歇式活性污泥法)居多。活性污泥法的短程硝化，主要通过控制溶解氧进行，经过大量学者验证活性污泥的短程硝化工艺需控制溶解氧在0.3-1.0mg/L；但长期运行，亚硝酸盐氧化菌容易适应低溶解氧，而逐渐积累，最终导致短程硝化效果逐渐降低，甚至崩溃。污泥龄的选择是短程硝化成功的本质性因素。

MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor，移动床生物膜反应器)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，悬浮填料密度接近水，在挂膜前后与水体密度相近，使其可在水中悬浮，相比流化床工艺，流化动力低，通过少量曝气，就可实现填料完全流化，实现高效处理。MBBR工艺，采用悬浮填料，其本质是生物膜法，但生物膜按活性污泥方式运行，可以通过控制流化实现对生物膜污泥龄的选择，结合溶解氧等的控制，实现可靠稳定的短程硝化工艺。活性污泥法和生物膜法在氧传质方式上是不同的，生物膜中的溶解氧仅是表观溶解氧，与微生物微环境的溶解氧差别较大，难以测量，所以不能仅仅依靠控制溶解氧来实现，而是通过对溶解氧、曝气气水比和出水水质反馈调控等综合手段实现。

短程硝化效果通常用亚硝酸盐积累率来评价。亚硝酸盐积累率是指反应过程中亚硝酸盐氮生成量与亚硝酸盐氮和硝酸盐生成量之和的比值。结合MBBR工艺，氨氮氧化膜面负荷指单位时间内单位面积生物膜能氧化的氨氮的质量。

发明内容

为了解决现有技术中在短程硝化工艺中存在的启动困难、亚硝酸盐积累率不稳定等问题，本发明提出了一种基于MBBR的短程硝化工艺启动与运行方法，采用该MBBR短程硝化工艺启动与运行方法具有挂膜速度快、流化性能好、处理负荷高、处理效果稳定、抗冲击力强等优点。

一种基于MBBR的短程硝化工艺启动与运行方法，其特征在于包括以下步骤：

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0.96-0.99，孔隙率≥90%，填料的填充率为15-55%；

2）接种启动：该接种启动在水温15-35℃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，控制进水氨氮浓度为100-500mg/L，进水pH为7.8-8.2，曝气气水比为6.0-10.0，曝气运行直至反应器内氨氮小于10mg/L，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≥0.60gN/m²/d；