一种氨氧协同强化部分亚硝化-厌氧氨氧化脱氮的方法

本发明属于污水生物脱氮，尤其涉及一种氨氧协同强化部分亚硝化-厌氧氨氧化脱氮的方法。

背景技术：

1、厌氧氨氧化(anammox)的发现为污(废)水生物脱氮提供了一种全新的思路。近年来，围绕anammox衍生出部分亚硝化-厌氧氨氧化(pn/a)和部分反硝化-厌氧氨氧化(pd/a)等脱氮工艺。在这些工艺中，pn/a工艺由于在降低氧和碳源消耗方面表现得更为出色，通常被选为首选工艺。然而，目前仅在污泥消化液等含有高浓度氨氮(nh4+-n)废水的处理过程中观察到该工艺的应用，在城镇(生活)污水脱氮(主流系统)中，其应用则相对有限。这主要是由于在主流系统低nh4+-n、低温的环境条件下，难以实现稳定的亚硝氮(no2--n)积累，即亚硝酸盐氧化菌(nob)更具竞争优势，能将anammox菌反应所需no2--n进一步氧化为硝态氮(no3--n)，导致anammox菌无no2--n可用，严重破坏pn/a系统的稳定性。因此，确保pn/a脱氮顺利进行的前提条件是nob的抑制。

2、为有效抑制主流pn/a系统内nob的活性，研究人员开发有多种不同的抑制方法，包括低do浓度限制、批次游离氨(fa)或游离亚硝酸(fna)抑制、短污泥龄(srt)操作和低nh4+-n浓度等策略。然而，低do浓度限制策略仅能抑制氧亲和力弱的nob-nitrobacter，对氧亲和力强的nob-nitrospira抑制效果较差；批次fa或fna抑制策略需定期将污泥置于含有高浓度fa或fna的溶液中，增加了系统的操作和管理难度；短srt操作虽能有效淘汰nob，但会影响到anammox菌的富集，进而影响脱氮系统的稳定性；低nh4+-n浓度策略需维持较高的出水nh4+-n浓度，难以满足排放要求。因此，研究具有良好抑制效果且操作简便的nob抑制策略显得尤为重要。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决背景技术中的技术问题，有必要提供一种氨氧协同强化部分亚硝化-厌氧氨氧化(pn/a)脱氮的方法，通过建立nh4+-n和do浓度同脱氮功能微生物的依存关系，明确微生物接触不同nh4+-n浓度时所需控制的最佳do浓度，以有效抑制nob增殖，确保pn/a脱氮过程以最大速率进行。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案来实现：

3、一种氨氧协同强化部分亚硝化-厌氧氨氧化脱氮的方法，其特征在于：所述方法在脱氮装置内完成，该脱氮装置包括反应器，所述反应器的内部填充有填料，所述填料为k3或k5，所述填料包含相对丰度≥0.01％的脱氮功能微生物；将待处理的含有低浓度nh4+-n的污水和/或废水连续注入反应器，维持反应器内的水力停留时间为8～12h，使填料与污水充分混合；反应器内的温度控制为常温，一般为20～25℃，控制do浓度为：

4、r2为0.9863，式中cdo为do浓度，为nh4+-n浓度，所述nh4+-n浓度范围为

5、优选的，所述反应器以连续流模式运行，反应器的上部设置有进水管，所述进水管与进水泵的一端相连，所述进水泵的另一端延伸至污水箱；所述脱氮装置还包括曝气设备，所述曝气设备连接有曝气管，所述曝气管延伸到反应器的中下部；所述反应器的上部一侧设置有溢流口，所述溢流口上安装有出水管；所述反应器的内部安装有搅拌装置，所述搅拌装置的外部安装有密集滤水罩。

6、优选的，所述填料型号为k3，直径为25mm，比表面积为500～800m2/m3，所述脱氮功能微生物为硝化菌和/或厌氧氨氧化菌。

7、优选的，所述反应器为敞开结构；所述填料填充率控制为15～30％。

8、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

9、1、本发明基于nh4+-n和do浓度同脱氮功能微生物的依存关系，通过协调控制nh4+-n和do浓度，从而实现对nob的抑制，更适宜在低nh4+-n浓度的污水处理设施中应用。与单独控制do或nh4+-n浓度的策略相比，本发明可获得更为长久稳定的抑制效果，确保主流pn/a脱氮过程顺利进行。与批次fa或fna抑制策略相比，更易在城镇污水处理厂内实现，操作简便。

10、2、本发明采用连续流模式运行pn/a工艺，与当前采用较多的序批式模式相比，可显著简化操作和管理，同时更能满足城镇污水处理厂连续流工艺提标改造的实际需求。

11、3、本发明采用纯生物膜反应器，与当前使用较多的颗粒污泥或活性污泥反应器相比，无需进行泥水分离，简化了处理流程。

技术特征：

1.一种氨氧协同强化部分亚硝化-厌氧氨氧化脱氮的方法，其特征在于：所述方法在脱氮装置内完成，该脱氮装置包括反应器(1)，所述反应器(1)的内部填充有填料(9)，所述填料(9)为k3或k5，所述填料(9)包含相对丰度≥0.01％的脱氮功能微生物；将待处理的含有低浓度nh4+-n的污水和/或废水连续注入反应器(1)，维持反应器内的水力停留时间为8～12h，使填料(9)与污水充分混合；反应器(1)内的温度控制为常温，控制do浓度为：

2.如权利要求1所述的氨氧协同强化部分亚硝化-厌氧氨氧化脱氮的方法，其特征在于：所述反应器(1)以连续流模式运行，反应器(1)的上部设置有进水管(5)，所述进水管(5)与进水泵(2)的一端相连，所述进水泵(2)的另一端延伸至污水箱(11)；所述脱氮装置还包括曝气设备(4)，所述曝气设备(4)连接有曝气管(6)，所述曝气管(6)延伸到反应器(1)的中下部；所述反应器(1)的上部一侧设置有溢流口(7)，所述溢流口(7)上安装有出水管(8)；所述反应器(1)的内部安装有搅拌装置(3)，所述搅拌装置(3)的外部安装有密集滤水罩(10)。

3.如权利要求2所述的氨氧协同强化部分亚硝化-厌氧氨氧化脱氮的方法，其特征在于：所述填料(9)型号为k3，直径为25mm，比表面积为500～800m2/m3，所述脱氮功能微生物为硝化菌和/或厌氧氨氧化菌。

4.如权利要求3所述的氨氧协同强化部分亚硝化-厌氧氨氧化脱氮的方法，其特征在于：所述温度为20～25℃；所述反应器(1)为敞开结构；所述填料(9)填充率控制为15～30％。

技术总结
本发明公开了一种氨氧协同强化部分亚硝化‑厌氧氨氧化脱氮的方法，属于污水生物脱氮技术领域，该方法在脱氮装置内完成，基于NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N和DO浓度同脱氮功能微生物的依存关系，通过协调控制NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N和DO浓度，控制DO浓度为：R<supgt;2</supgt;为0.9863，式中C<subgt;DO</subgt;为DO浓度，为NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N浓度，NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N浓度范围为以此实现对NOB的抑制，更适宜在低NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;‑N浓度的污水处理设施中应用。

技术研发人员：吕恺,王娜,王恒信,钟艳霞,杨帆,冯帆,王世全,罗玲玲,贺婧,高晓波,郝艳
受保护的技术使用者：宁夏大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23