[发明专利]苯酚抑制耦合低温实现短程脱氮的方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体地说涉及一种含酚含氮废水短程硝化的启动方法，尤其是低温条件下实现短程脱氮工艺，适用于北方较寒冷地区的工业废水处理和城镇污水酚类化合物毒性抑制的技术参考。

背景技术

污水生物处理脱氮过程，分为全程硝化反硝化和短程硝化反硝化。其中，短程硝化反硝化以其独特的优势受到越来越多的关注：能耗降低25％、有机碳源减少40％、反应时间缩短63％、污泥产量低减少50％、反硝化的容积可减少30～40％、减少投加碱度和外加碳源的量等。

短程硝化反硝化的两个主要反应步骤中，反硝化技术容易控制，关键在于将NH₄⁺-N氧化控制在NO₂^--N阶段，阻止其进一步氧化。短程硝化反应的控制取决于对两种硝化菌的控制。两种细菌在生理机制及动力学特征上存在的固有差异，导致了某些影响因素对两种硝化菌存在不同的抑制作用，从而影响硝化形式。经过研究，能够抑制亚硝化氧化菌，造成氨氧化菌在硝化系统中占优势的因素主要有：高游离氨浓度、游离HNO₂浓度、高pH、高温、低DO、从缺氧状态到好氧状态的滞后时间、游离羟氨浓度以及投加硝化反应选择性化学抑制剂。氨氧化菌和亚硝酸氧化菌均为自养菌，生长缓慢世代周期长。如何快速有效启动短程硝化反硝化过程，并长期保持稳定运行效果是科研工作者亟待解决的问题。

含酚废水是一种污染范围广，危害性大的工业废水。如不经处理直接排放会对水体、鱼类、农作物、环境等带来严重危害。苯酚是工业废水中常见毒性物质，目前，我国很多水体都受到含酚废水的严重污染，是当前我国急需解决的三废治理对象之一。目前虽然化工厂有设置相应的苯酚水处理工艺，如吸附法、萃取法、膜过滤、电化学催化、厌氧处理等等，但处理效果、有无新污染、运行是否稳定都是有待考虑的问题。因此，生物法短程硝化反硝化处理含酚含氮废水的启动维持变得很重要。

发明内容

本发明的目的在于寻求一种含酚工业废水能够稳定实现短程深度脱氮的方法，尤其是对于北方季节温度变化较明显地区，是一种简单便捷操作灵活的生物发发。利用苯酚对微生物抑制程度的不同，选择性的影响氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)新陈代谢速率，富集AOB，不断抑制NOB，从而达到稳定短程硝化反硝化。

苯酚抑制耦合低温实现短程脱氮的装置，包括原水箱12、进水泵3、连接有药箱的加药泵2、鼓风机4、温控装置5、磁力搅拌器9、曝气器8、取样口和出水口10、DO传感器6、pH传感器7、在线监测装置11、控制装置1；

其特征在于：原水箱12通过进水泵3与反应器13相连接，鼓风机4与曝气器8相连，反应器13内有DO传感器6、pH传感器7和温控装置5，在线监测装置11与DO传感器6、鼓风机4连接，控制装置1与连接有药箱的加药泵2、进水泵3、磁力搅拌器9的电器阀门设备相连，控制阀门的开启。

苯酚抑制耦合低温实现短程脱氮的方法，包括以下内容：

(1)接种污泥为城市污水处理厂剩余活性污泥，启动污泥浓度为3000-3500mg/L；原水为生活污水，pH在7.02-8.14，氨氮初始浓度50-70mg/L，COD浓度在180-270mg/L；

(2)1-15天：温度从初始25℃线性下降为23℃；

(3)16-30天：加药泵向反应器内投加苯酚，反应器初始苯酚浓度为15mg/L；温度从23℃线性下降为21℃；

(4)31-45天：加药泵向反应器内投加苯酚，反应器初始苯酚浓度为30mg/L；温度从21℃线性下降为19℃；

(5)46-60天：加药泵向反应器内投加苯酚，反应器初始苯酚浓度为60mg/L；温度从19℃线性下降为17℃；系统排泥维持污泥浓度4000mg/L；

(6)61-75天：药泵向反应器内投加苯酚，反应器初始苯酚浓度为90mg/L；温度从17℃线性下降为15℃；系统排泥维持污泥浓度5000mg/L；

反应器每隔6小时进水，缺氧搅拌后，通过曝气和排水维持DO为0.5-1.3mg/L。

3、本发明主要特征在于：

(1)系统为SBR反应器前置反硝化运行方式，充分原水和苯酚化合物作为碳源，不投加外加碳源，通过进水、缺氧搅拌、好氧曝气、沉淀、排水和静置五个步骤实现对污水的生物处理。

(2)苯酚浓度为1-30mg/L时，系统不排泥；苯酚浓度60mg/L时，系统排泥维持污泥浓度4000mg/L；苯酚浓度90mg/L时，维持污泥浓度5000mg/L。