[发明专利]一种提高厌氧氨氧化颗粒污泥形成速度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及ANAMMOX污泥颗粒化技术，属于废水生物处理领域，旨在公开一种快速形成ANAMMOX颗粒污泥的方法。

背景技术

ANAMMOX是一种具有广阔前景的废水生物脱氮新技术，具有节约氧耗、无需添加有机碳源、污泥产量低、基质去除速率高等优点，成为国内外研究热点。但厌氧氨氧化菌对环境敏感，应用难点之一就是厌氧氨氧化菌的持留和扩增，厌氧氨氧化污泥颗粒化能在一定程度上缓解由环境改变而带来的效率下降，是解决这个问题的有效途径。厌氧氨氧化颗粒污泥具有沉降性能好、生物活性高、抗冲击负荷强、产泥量少，可以有效持留厌氧氨氧化菌，因此厌氧氨氧化污泥颗粒化的研究具有理论与实践重要意义。

形成颗粒污泥的影响因素有很多：接种污泥、废水性质、污泥负荷、碱度等。在厌氧污泥形成颗粒的过程中，有机负荷是重要的控制条件，当污泥负荷达到0.3kgCOD/（kgVSS·d）以上时，颗粒污泥开始形成，氧氨氧化污泥颗粒化的过程中，NH₄⁺-N和NO₂^—-N作为厌氧氨氧化反应的基质，适当提高污泥负荷，会加快颗粒化的进程，若浓度过高，会对厌氧氨氧化菌产生抑制作用，当超出一定范围，会对厌氧氨氧化菌造成不可逆伤害；而浓度过低，厌氧氨氧化菌养分不充足，无法快速富集，形成颗粒污泥。

发明内容

本发明涉及一种提高厌氧氨氧化菌颗粒污泥形成速度的方法，通过改变进水基质浓度和降低水力停留时间的方式，从而改变厌氧氨氧化进水氮负荷，能够有效解决厌氧氨氧化菌的持留和扩增难题，厌氧氨氧化污泥颗粒化能在一定程度上减弱由环境改变而带来的脱氮效率下降影响。

本发明所述快速形成厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，其涉及的步骤和工艺条件是：

1) 以低C/N实际工业污水作为厌氧氨氧化颗粒污泥培养营养源，控制反应器进水NH₄⁺-N和NO₂^—-N质量浓度比例在（1.05~1.42）:1，C/N质量浓度比小于0.5。

2) 以厌氧污泥与畜禽养殖粪便混合物作为接种污泥对 UASB 反应器进行接种，其中混合后污泥混培物MLSS 为 3000~4000mg/L，MLVSS 为 2000~2500mg/L，添加PAC 2~3mg/L和PAM0.5mg/L。

3) 培养温度控制在 35±3℃，控制 p H 在 7.5 ～ 8.5。

4）形成厌氧氨氧化颗粒污泥过程分为三个阶段：第一阶段为基质提升阶段，初始进水氨氮浓度约为150~200mg/L，保持其他条件不变，之后进水氨氮以10 mg/L为单位，逐级提高至190~250mg/L；第二阶段为缩短HRT阶段，初始HRT为26h，以2h为一个梯度，以10天一个周期将HRT从26h缩短为16h；第三阶段为负荷冲击阶段，保持其他条件不变，进水负荷快速提升至0.6930 kgN/m³•d；每个梯度反应器达到稳定状态后，进行下一个梯度。

本发明所用的反应器如图1所示。

控制厌氧氨氧化颗粒污泥的粒径，粒径在此范围内的颗粒污泥有助于维持反应器的污泥动态平衡和运行的稳定性。第Ⅰ阶段粒径的增大对anammox颗粒污泥的厌氧氨氧化活性的具有双重影响，较大粒径抵抗不利条件的性能更高，但比表面积相对较小，传质效率较差，对厌氧氨氧化活性不利，以湿式筛法控制SGR(颗粒粒径0.9~1.5mm的颗粒占所有粒径颗粒的重量百分比)在25~30%以上；第Ⅱ阶段将HRT缩短后，厌氧氨氧化颗粒污泥SGR初期有所下降，经过10d的适应期后，逐渐有所回升，以湿式筛法控制SGR(颗粒粒径0.9~1.5mm的颗粒占所有粒径颗粒的重量百分比)在35~45%；第III阶段加入冲击负荷，反应器的SGR有出现下降，但颗粒污泥的SGR后期恢复更快，以湿式筛法控制SGR(颗粒粒径0.9~1.5mm的颗粒占所有粒径颗粒的重量百分比)在45%以上。此方法形成颗粒污泥在沉降性能、抵抗外界环境条件变化的优越性。