高质量浓度污泥SBR短程硝化分阶段培养快速启动研究

©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2009年05月第25卷第3期沈阳建筑大学学报(自然科学版)JournalofShenyangJianzhuUniversity(NaturalScience)May2009Vol.25,No.3收稿日期:2008-10-10基金项目:建设部攻关项目(05-K2-9)作者简介:李亚峰(1960—),男,教授,博士,主要从事水污染控制理论与技术研究.文章编号:1671-2021(2009)03-0526-05高质量浓度污泥SBR短程硝化分阶段培养快速启动研究李亚峰1,刘海滨1,刘鑫2,田西满1,杨辉1,张涛1(1.沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳110168;2.泛华建设集团有限公司沈阳设计分公司,辽宁沈阳110000)摘要:目的缩短高质量浓度污泥SBR短程硝化反应启动时间.方法以普通污水处理厂的剩余活性污泥为种泥,采用高质量浓度污泥种泥的投加,高曝气淘汰,淘洗,低氧曝气短程硝化方法进行培养驯化.结果经过21个周期的培养驯化,成功地实现了纯自养短程硝化反应器的启动,稳定后的反应系统氨氮去除率达到了99%,亚硝化率稳定在76%左右.结论通过对培养过程中各个条件的控制,在纯自养系统中,仍可以进行反硝化作用,并且可以在较短时间内实现系统的启动.反硝化碳源来自微生物自身产生并游离到水中的有机物质.分阶段曝气的两个阶段依次是高曝气量淘汰培养阶段和低曝气量短程硝化驯化阶段,第一个阶段能够实现异养菌的淘汰和硝化细菌数量的积累,在第二阶段中,NO-2得到积累.关键词:短程硝化;高质量浓度污泥;分阶段培养;低氧曝气中图分类号:X703文献标志码:A0引言氨氧化细菌(AOB)与亚硝酸氧化细菌(NOB)均为化能自养型细菌,它们都必须固定和还原无机碳,这是高耗能过程,致使两种微生物的最大比生长速率都很低,生长缓慢,两种细菌的溶解氧半饱和系数Ko值都很高,分别为015mg/L和0168mg/L.相对较高的Ko值也定量地说明了硝化细菌不能忍受低的溶解氧质量浓度,在对很多异养细菌毫无影响的氧气质量浓度下,硝化细菌的新陈代谢却会因为氧的限制而减缓,而异养菌在活性污泥和生物膜系统中总是优势菌[2-3].所以一般的短程硝化反应器启动耗时很长,而若采用低DO的驯化选择策略,又要解决异养菌的竞争问题.如何在短时间内采用低DO的选择策略实现短程硝化是一个亟待解决的问题.笔者采用序批式(SBR)反应器,通过高质量浓度污泥种泥的投加,高气量淘汰培养,淘洗,低气量短程硝化驯化等手段,缩短启动所需时间,实现短程硝化反应器的快速启动.1材料与方法111试验装置与流程SBR反应器装置见图1.SBR反应器为内径150mm,高500mm,有效容积为7L的透明有机玻璃柱.采用鼓风曝气,通过转子流量计控制反应器内DO质量浓度,pH由进水中的NaHCO3控制在710～815.SBR反应器的运行周期为10h,进水015h,曝气8h,沉淀1h,出水015h,一天运行2个周期.试验操作过程:启动初始反应器内的接种污泥来自沈阳北部污水水处理厂,首先对污泥多次进行淘洗,过滤,然后在清水中空曝3d,排除泥中的有毒有害物质,取中部污泥投加到反应器中,投加后反应器内污泥质量浓度(MLSS)为5322mg/L,污泥容积指数(SVI)值13311,然后开始加©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第25卷李亚峰等:高质量浓度污泥SBR短程硝化分阶段培养快速启动研究527入试验用水进行高气量曝气淘汰阶段,通过对SVI、MLSS、色度浊度的检测,判断对异养菌的淘汰情况,选择反应器即将恶化的时机进行淘洗,再进入低气量短程硝化的驯化阶段,降低曝气量使反应器在该气量下实现NO-2的积累,直至反应器的出水稳定,亚硝化率达到一定水平,从而完成了短程硝化的反应器的启动.图1SBR反应器装置图112试验用水与接种污泥试验用水成分[4]:ρ((NH4)2SO4)为1118g/L;ρ(NaHCO3)为3100g/L;ρ(CaCl2)为0110g/L;ρ(MgSO4·7H2O)为01015g/L;ρ(KH2PO4)为0108g/L;微量元素溶液质量浓度为015mg/L(其中:0117mg/LMn2SO4·H2O,0111mg/LNaMoO4·2H2O,0120mg/LCoCl2·6H2O,0110mg/LZn2SO4·7H2O,0104mg/LNiCl2·6H2O和0124mg/LFeCl3·6H2O