CN108163978A - 一种以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于氨氮废水处理的技术领域，公开了一种以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法。方法为：(1)将装有填料的生物反应装置进行生物挂膜；生物反应装置包括第一级生物反应装置和第二级生物反应装置；(2)将第一份碳酸钠加入进水储水装置，第一份碳酸钠与氨氮废水混合均匀；然后将添加了碳酸钠的氨氮废水送入第一级生物反应装置进行亚硝化，亚硝化后出水进入中间储水装置；向中间储水装置中加入第二份碳酸钠，混合均匀，然后将中间储水装置的废水送入第二级生物反应装置，继续亚硝化，完成后出水。本发明的方法解决了碳酸钠作为外源碱度投加导致高pH值，使微生物活性受到游离氨抑制的问题；本发明的方法成本更低。

Description

一种以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的 方法

技术领域

本发明属于氨氮废水处理的技术领域，具体涉及一种以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法。

背景技术

废水中的氨氮，排放到自然水体，引起自然水体的富营养化，使水质变差，故废水中的氨氮必须脱除，达到排放标准。生物法脱除废水中的氨氮，是目前最常用，最经济的处理方法。按生物脱氮原理，主要有三种生物脱氮过程：(1)硝化反硝化法：这是目前最常用的脱氮工艺，如污水处理厂的A²O法，氧化沟法等都采用了硝化反硝法的脱氮工艺，它的原理是先将水中的氨氮通过氨氧化菌(AOB)转化为亚硝氮，再通过氮氧化菌(NOB)转化为硝态氮，在有碳源的厌氧条件下，反硝化作用将其转化为氮气。(2)亚硝化反硝化法：该方法将水中的氨氮通过氨氧化菌(AOB)转化为亚硝氮，然后，在需要较少的碳源条件下，直接将亚硝酸根通过反硝化转化为氮气。(3)厌氧氨氧化法：该方法将部分氨氮通过AOB转化为亚硝氮，然后，亚硝氮与氨氮，经过厌氧氨氧化菌的作用，直接转化为氮气。因整个反应不需要经过反硝化过程，也不需要额外添加碳源，被视为目前低碳源废水最经济的脱氮方法。

从这三个生物脱氮的原理方法看，硝化反硝化所需碳源最多，且氧化过程所需的氧气也是最多，能耗最大，但由于该反应比较容易实现，目前仍广泛使用。而亚硝化反硝化与厌氧氨氧化，因需要的碳源较少或不需要碳源，且能耗低，是近年来的研究开发的热点。由于氨氮在AOB作用下转化为亚硝氮后，很容易进一步被NOB氧化为硝态氮，故如何抑制NOB，将氨氮氧化过程控制在第一步亚硝化的状态，使亚硝氮得以累积，成为亚硝化反硝化与厌氧氨氧化技术的关键。申请人前期申请了发明专利：一种含有沸石生物流化床的短程硝化反硝化脱氮工艺，专利申请：CN201610630255.5；一种基于氨氮废水实现高效亚硝化的方法，专利申请：CN201710252762.4，发现了利用沸石，或人造沸石等带有氨氮吸附性能的材料，充当生物流化床或生物滤床的介质，可以稳定地实现氨氮废水的亚硝化。从而为氨氮使用更经济的生物脱除方法打下基础。由于氨氮在AOB作用下转化为亚硝氮的过程需要消耗大量碱度，理论上转化1g氨氮，需要约7.14g碱度(以碳酸钙计)，氨氮废水的处理在缺少碱度时，如何补加碱度以及使微生物能充分利用外加碱度也是影响氨氮废水生物处理经济性的主要因素。

外源补加碱度，普遍使用碳酸氢钠或碳酸钠，若废水的氨氮浓度越高，则补充碳酸氢钠或碳酸钠的量就越大。由于碳酸氢钠与碳酸钠的价格几乎相同，而同样重量的碳酸钠，可以提供约二倍于碳酸氢钠的碱度，故使用碳酸钠提供碱度，其药剂成本只有碳酸氢钠的一半。其中，投加碳酸氢钠时含氨氮废水的pH值增幅较小，对废水的生化过程影响相对也较小，故虽然价格贵一些，仍得到广泛应用；使用碳酸钠作为氨氮废水处理的碱度原料时，废水的pH值会大幅增加，在高pH值的条件下，使氨氮废水中的游离氨浓度大幅上升，从而也抑制了AOB的活性。所以，从节约碱度耗费成本的角度上看，在新开发的生物滤池亚硝化***中，若使用碳酸钠作为外源碱度投加，则必须调整工艺流程，使氨氮的亚硝化过程能经济且高效运行。

亚硝化-厌氧氨氧化工艺作为目前最经济的生物脱氮方法，只需通过消耗碱度将氨氮进行部分亚硝化，当亚硝氮与氨氮的比例为1.3左右即可在厌氧氨氧化菌的作用下形成氮气，从而完成脱氮过程。为了使用此经济高效的生物脱氮方法，文献报导碱度是影响亚硝化程度的重要因素，且更多是使用碳酸氢钠提供碱度，其成本两倍于使用碳酸钠。因高浓度氨氮废水的亚硝化，以碳酸钠作为外源碱度投加，存在高pH值下微生物活性受到游离氨抑制的风险，并因高pH值带来的高游离氨浓度强烈抑制作用，使得***难以实现稳定的亚硝化。因此，在有氨氮吸附功能的生物填料滤床的亚硝化工艺中，对于使用碳酸钠提供碱度来处理氨氮浓度达400mg/L以上的氨氮废水，几乎没有相关的研究报导。综上所述，如何使高氨氮废水实现部分亚硝化，经厌氧氨氧化过程对废水进行高效的生物脱氮是工程应用技术的关键。本发明旨在通过降低碱度投加成本实现高浓度氨氮废水的部分亚硝化，所述部分亚硝化是指高浓度氨氮废水经处理后，最终出水的亚硝氮与氨氮的比值为1.1～1.3，以满足后续的厌氧氨氧化技术联用时进水水质要求。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种碳酸钠作为亚硝化所需的碱度并实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法。本发明使用相对比较便宜的碳酸钠替代碳酸氢钠作为亚硝化所需的碱度，实现氨氮浓度为400～800mg/L废水的部分亚硝化，从而降低投加碱度的成本，并使最终出水适用于厌氧氨氧化技术。此外，本发明通过分步投加碳酸钠和多级亚硝化的方式解决了碳酸钠作为外源碱度投加导致的高pH值和游离氨抑制全部微生物活性的问题。本发明以碱度调控亚硝化率，使碱度得到充分利用的前提下，pH维持在不抑制氨氧化菌活性的范围，为进一步厌氧氨氧化处理提供稳定、可靠含氨氮、亚硝氮的废水。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，包括以下步骤：

(1)向装有吸附氨氮填料的生物反应装置中接种硝化污泥进行生物挂膜；所述生物反应装置包括第一级生物反应装置和第二级生物反应装置；

(2)将碳酸钠分成两份即第一份碳酸钠和第二份碳酸钠；将第一份碳酸钠加入进水储水装置，第一份碳酸钠与进水储水装置中氨氮废水混合均匀，得到添加了碳酸钠的氨氮废水；然后将添加了碳酸钠的氨氮废水送入第一级生物反应装置进行亚硝化，亚硝化后出水进入中间储水装置；向中间储水装置中加入第二份碳酸钠，混合均匀，然后将中间储水装置的废水送入第二级生物反应装置，继续亚硝化，完成后出水，从而实现高浓度氨氮废水的部分亚硝化。

步骤(2)中所述碳酸钠的用量为1g氨氮亚硝化，需碳酸钠提供(4～5)g碱度；所述第一份碳酸钠和第二份碳酸钠等量。

步骤(1)中所述生物反应装置为滤床，生物滤池或膜生物反应器等；

步骤(1)中所述生物反应装置的生物挂膜即第一级生物反应装置和第二级生物反应装置各自独立的进行生物挂膜，具体为：

①填料吸附氨氮：分别向第一级生物反应装置和第二级生物反应装置加入吸附氨氮填料，投加碳酸钠，碳酸钠的投加量按碱度:氨氮＝(3.5～4):1进行投加，连续进水，进水氨氮浓度为200～350mg/L，停留时间为8～24h，溶解氧控制在0.1～7.0mg/L，温度为20～40℃；直至出水氨氮浓度为145～151mg/L，该步完成；

②填料挂膜：完成①后，加入好氧硝化污泥，污泥投加质量与反应器体积比为0.2～50g/L，停止进水，溶解氧控制在0.1～7.0mg/L，温度为20～40℃，闷曝1～3天，闷曝后，反应器中氨氮浓度为77～81mg/L，亚硝氮浓度为95～100mg/L时，继续连续进水，运行一周出水氨氮浓度稳定在110～130mg/L，亚硝氮浓度为120～140mg/L，硝氮为15mg/L以下时，挂膜生物反应器驯化及启动完成。

步骤(1)中所述吸附氨氮填料为天然沸石、人造沸石、麦饭石中的一种以上。

步骤(2)中所述进水储水装置中氨氮废水，包括各类含氨氮废水和预处理后的含氨氮废水，其中氨氮浓度为100～800mg/L，未加碱度前pH为6.0～8.5，添加碱度后，pH为8.5～9.5。

步骤(2)中所述第一级生物反应装置中亚硝化的条件为：水温20～40℃，溶解氧浓度为0.1～7.0mg/L，水力停留时间为7～15h；

步骤(2)中所述第二级生物反应装置中继续亚硝化的条件为：水温20～40℃，溶解氧浓度为0.1～7.0mg/L，水力停留时间为7～15h；

步骤(2)中所述出水中亚硝氮与氨氮质量比为(0.8～1.3)：1。

第一级生物反应装置、中间储水装置和第二级生物反应装置依次串联。

本发明的亚硝化方法，适用于400mg/L～800mg/L氨氮废水的部分亚硝化，若希望处理更高浓度的氨氮废水，可以采用处理后废水稀释法，多级投加碱度联合法或其它低氨氮浓度水的稀释法，将氨氮废水稀释到800mg/L的浓度及以下，即可采用本发明方法实现高效的亚硝化。当氨氮废水中氨氮浓度小于400mg/L时，可在第一级生物反应装置中投加全部碱度即可。

本发明中经过第二级生物反应装置的亚硝化后，加入碱度，调整氨氮与亚硝氮的比例，用于厌氧氨氧化处理，即以碱度控制高氨氮废水的部分亚硝化，适用的氨氮浓度范围为400～800mg/L。

本发明的原理为：

废水中游离氨对AOB与NOB的抑制作用大小不同，在游离氨为0.1～1.0mg/L时，NOB开始受到抑制作用，游离氨越高，抑制作用越大；而在游离氨为10～150mg/L时，AOB才会被抑制。因此，控制合适游离氨浓度范围，可使得NOB受强烈的抑制，而AOB不受抑制或受抑制作用小，进而保证氨氮的生化转化停留在亚硝化反应阶段，以实现稳定亚硝化。此外，氨氮废水的亚硝化，需要消耗大量的碱度，原来对于高浓度的氨氮，投加碱度往往投加碳酸氢钠。由于碳酸氢钠的价格与碳酸钠比较相近，但使用碳酸钠做碱度，其投加量，只有碳酸氢钠的一半，故使用碳酸氢钠的碱度费用，将比使用碳酸钠做碱度增加了一倍。对于小于400mg/L的氨氮废水，可以将碳酸钠配入进水储存池中，由于氨氮不高，相应投加碳酸钠的量，只是氨氮的七倍左右，故投加了碳酸钠，使进水的pH值增加有限，从而可以通过投加完碳酸钠，然后，用泵泵入亚硝化的滤柱，完成亚硝化。当进水的氨氮浓度太高(大于400mg/L)，若一次性地配入碳酸钠，将会使水的pH值过高，使水中的游离氨大幅增加，抑制了微生物的活性，而使废水中的亚硝化反应受到抑制，当pH值高于9.5时，亚硝化反应也停止。

基于此，在本发明中，利用具有氨氮吸附特性填料在废水中的氨氮吸附平衡状态来实现反应器中的氨氮浓度稳定维持在适宜范围，进而维持反应器中的游离氨浓度处于抑制NOB而基本不抑制AOB的状态。在这个基础上，通过分步控制补充碳酸钠的碱度总量，达到维持适宜的pH范围，从而保证了串联的两级反应器都发挥良好的部分亚硝化效果，实现了最终出水的高效稳定部分亚硝化。

将废水中的高浓度氨氮，经亚硝化反应滤床，将氨氮亚硝化，为亚硝化-反硝化或厌氧氨氧化最终脱除废水中的氨氮的前处理工序。适用于工业领域，或养殖，农业等领域含较高氨氮浓度废水的处理。

本发明具有以下优点与技术效果：

(1)本发明通过分步提供亚硝化所需的碱度量，可稳定反应器中的pH在合适的范围，实现反应器高效的部分亚硝化效果，避免因过多投加碳酸钠引起pH过高而导致反应器生化***崩溃的问题；

(2)本发明操作方法简单，相比于以投加碳酸氢钠提供碱度更具有经济性，碱度使用成本可节约一半左右；

(3)本发明可通过碱度的投加量大小调控实现出水氨氮与亚硝氮比例，以获得稳定的适宜厌氧氨氧化工艺的进水，为厌氧氨氧化脱氮提供关键保障。

附图说明

图1为本发明一种以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化方法的装置示意图；其中1-进水储水装置、2-进水泵、3-液体流量计、4，5-中间储水装置、6-气泵、7-气体流量计、8-填料层及生物膜组件、9-第一级生物反应装置、10-第二级生物反应装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明不限于此。

本发明一种以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法的装置示意图如图1所示。本发明的装置包括进水储水装置(进水储水池)1、第一级生物反应装置9、第二级生物反应装置10、中间储水装置(中间储水装置4、中间储水装置5)，所述第一级生物反应装置9和第二级生物反应装置10的下端都设有进水口，第一级生物反应装置9和第二级生物反应装置10都设有填料层和生物膜组件8，进水口位于填料层的下方，所述第一级生物反应装置9和第二级生物反应装置10的底部都设有曝气装置，所述第一级生物反应装置9的进水口与进水储水装置1的出水口通过管道连接，所述管道上设有进水泵2和液体流量计3；所述第一级生物反应装置9的上端设有出水口，该出水口为一级出水口；所述一级出水口通过管道与中间储水装置4和中间储水装置5连接；所述中间储水装置4和中间储水装置5通过管道与第二级生物反应装置10的进水口连接，该管道上设有进水泵和液体流量计；

所述曝气装置包括管道和气泵6，所述管道上设有气体流量计7。

根据中间储水装置的水量计算第二次投加碳酸钠的量，设置两个中间储水装置，中间储水装置4和中间储水装置5交替使用。

按照氨氮废水中氨氮亚硝化所需碱度，计算出碳酸钠的用量；所述碳酸钠的具体操作如下：将废水中氨氮按部分亚硝化所需碱度计算碳酸钠的量，理论上，脱除1g氨氮，需碳酸钠提供3.57g碱度，本发明为保证最终出水仍有足够碱度适用于厌氧氨氧化技术，按脱除1g氨氮投加可供4～5g碱度量的碳酸钠，即碱度:氨氮＝(4～5):1(碱度均以碳酸钙计)，并将其分成均等的二份。第一级生物反应装置投加其中一份，另一份的使用方法为：根据第一级出水量计算投入中间储水装置的碳酸钠量(当投加第一份碳酸钠的废水全部经过第一级生物反应装置进入中间储水装置时，则往该中间储水装置中加入第二份全部碳酸钠的量，即中间储水池的水量决定投加比例)。

实施例1

一种以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，包括以下步骤：

(1)两个生物膜反应器的挂膜驯化方法：

①填料吸附氨氮：向两个生物膜反应器分别加入粒径为0.5～2mm的天然沸石，按碱度:氨氮＝4:1(碱度以碳酸钙计)投加碳酸钠作为碱度，连续进水，进水氨氮浓度为250mg/L，停留时间为8h，反应器溶解氧控制在0.1～7.0mg/L，温度为20～40℃；直至出水氨氮浓度约为150mg/L，该步完成；

②填料挂膜：完成①后，加入好氧硝化污泥，污泥投加质量与反应器体积比为0.2～50g/L，停止进水，闷曝1～3天，每天检测反应器里氨氮、亚硝氮、硝氮浓度、pH值；闷曝后，反应器氨氮浓度约为80mg/L，亚硝氮浓度约为100mg/L时，继续连续进水(与①中进水氨氮浓度一致)，运行一周出水氨氮浓度稳定在110～130mg/L，亚硝氮浓度为120～140mg/L，硝氮为15mg/L以下时，挂膜生物反应器驯化及启动完成，可用于下一步处理高浓度氨氮废水；中间储水装置设置两个，交替使用；

(2)进水储水装置中氨氮废水的氨氮浓度为400mg/L，按碱度:氨氮＝4:1(碱度以碳酸钙计)计算碳酸钠投加量，进行部分亚硝化；将碳酸钠分成均等两份即第一份碳酸钠和第二份碳酸钠；将第一份碳酸钠加入进水储水装置，第一份碳酸钠与进水储水装置中氨氮废水混合均匀，得到添加了碳酸钠的氨氮废水；然后将添加了碳酸钠的氨氮废水送入第一级生物反应装置进行亚硝化(亚硝化的条件为水力停留时间为8h，25～30℃，溶解氧控制在4～6mg/L，添加了碳酸钠的氨氮废水pH＝8.8)，亚硝化后出水(pH＝7.5～8.5)进入中间储水装置；向中间储水装置中加入第二份碳酸钠(根据中间储水装置中储水量相应的加入第二份碳酸钠)，混合均匀，然后将中间储水装置的废水(pH＝8.5～9)送入第二级生物反应装置，继续亚硝化(亚硝化的条件为水力停留时间为8h，25～30℃，溶解氧控制在4～6mg/L)，完成后出水(pH＝7.8～8.4)；稳定运行一周后，第一级生物反应装置进行亚硝化后的出水氨氮浓度为250～300mg/L，亚硝氮为90～140mg/L，硝氮浓度低于8mg/L；第二级生物反应装置进行亚硝化后，出水氨氮浓度为170～200mg/L，亚硝氮为180～210mg/L，硝氮浓度低于15mg/L，经过两级生物反应装置，最终出水的亚硝氮与氨氮的比值为0.8～1.2。实验表明，在400mg/L氨氮浓度下，经过两级分段投加碳酸钠可实现碱度控制亚硝化率，且避免了一次性投加碳酸钠带来的高pH抑制。

实施例2

一种以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，包括以下步骤：

(1)两个生物膜反应器的启动，与实施例1相同；

(2)进水储水装置中氨氮废水的氨氮浓度为600mg/L，按碱度:氨氮＝4:1(碱度以碳酸钙计)计算碳酸钠投加量，进行部分亚硝化；将碳酸钠分成均等两份即第一份碳酸钠和第二份碳酸钠；将第一份碳酸钠加入进水储水装置，第一份碳酸钠与进水储水装置中氨氮废水混合均匀，得到添加了碳酸钠的氨氮废水；然后将添加了碳酸钠的氨氮废水送入第一级生物反应装置进行亚硝化(亚硝化的条件为水力停留时间为8h，25～30℃，溶解氧控制在4～6mg/L，添加了碳酸钠的氨氮废水pH＝9.1)，亚硝化后出水(pH＝8～8.5)进入中间储水装置；向中间储水装置中加入第二份碳酸钠(根据中间储水装置中储水量相应的加入第二份碳酸钠)，混合均匀，然后将中间储水装置的废水(pH＝8.6～9)送入第二级生物反应装置，继续亚硝化(亚硝化的条件为水力停留时间为8h，25～30℃，溶解氧控制在4～6mg/L)，完成后出水(pH＝8.2～8.6)；稳定运行一周后，第一级生物反应装置进行亚硝化后的出水420～500mg/L，亚硝氮为120～160mg/L，硝氮浓度低于10mg/L；第二级生物反应装置进行亚硝化后，出水氨氮浓度为280～320mg/L，亚硝氮为250～300mg/L，硝氮浓度低于15mg/L，经过两级生物反应装置，最终出水的亚硝氮与氨氮的比值为0.8～1.1。实验表明，在600mg/L氨氮浓度下，经过两级分段投加碳酸钠可实现碱度控制亚硝化率，且避免了投加碳酸钠带来的高pH抑制。

实施例3

一种以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，包括以下步骤：

(1)两个生物膜反应器的制作与生物膜的挂膜培养，与实施例1相同。

(2)进水储水装置中氨氮废水的氨氮浓度为800mg/L，按碱度:氨氮＝4:1(碱度以碳酸钙计)计算碳酸钠投加量，进行部分亚硝化；将碳酸钠分成均等两份即第一份碳酸钠和第二份碳酸钠；将第一份碳酸钠加入进水储水装置，第一份碳酸钠与进水储水装置中氨氮废水混合均匀，得到添加了碳酸钠的氨氮废水；然后将添加了碳酸钠的氨氮废水送入第一级生物反应装置进行亚硝化(亚硝化的条件为水力停留时间为8h，25～30℃，溶解氧控制在3～4mg/L，添加了碳酸钠的氨氮废水pH＝9.3)，亚硝化后出水(pH＝8.6～8.8)进入中间储水装置；向中间储水装置中加入第二份碳酸钠(根据中间储水装置中储水量相应的加入第二份碳酸钠)，混合均匀，然后将中间储水装置的废水(pH＝8.8～9.2)送入第二级生物反应装置，继续亚硝化(亚硝化的条件为水力停留时间为8h，25～30℃，溶解氧控制在3～4mg/L)，完成后出水(pH＝8.4～8.7)；稳定运行一周后，第一级生物反应装置进行亚硝化后的出水氨氮浓度为550～600mg/L，亚硝氮为180～240mg/L，硝氮浓度低于15mg/L；第二级生物反应装置进行亚硝化后，出水氨氮浓度为400～450mg/L，亚硝氮为330～380mg/L，硝氮浓度低于20mg/L，经过两级生物反应装置，最终出水的亚硝氮与氨氮的比值为0.7～1.1。实验表明，在800mg/L氨氮浓度下，经过两级分段投加碳酸钠可实现碱度控制亚硝化率，且避免了投加碳酸钠带来的高pH抑制。

以上实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式不受上述实例限制，其他的任何为背离本发明精神实质与原理下所做的改变、修饰、代替、组合、简化均为等效。

Claims (9)

1.一种以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)向装有吸附氨氮填料的生物反应装置中接种硝化污泥进行生物挂膜；所述生物反应装置包括第一级生物反应装置和第二级生物反应装置；

(2)将碳酸钠分成两份即第一份碳酸钠和第二份碳酸钠；将第一份碳酸钠加入进水储水装置，第一份碳酸钠与进水储水装置中氨氮废水混合均匀，得到添加了碳酸钠的氨氮废水；然后将添加了碳酸钠的氨氮废水送入第一级生物反应装置进行亚硝化，亚硝化后出水进入中间储水装置；向中间储水装置中加入第二份碳酸钠，混合均匀，然后将中间储水装置的废水送入第二级生物反应装置，继续亚硝化，完成后出水，从而实现高浓度氨氮废水的部分亚硝化。

2.根据权利要求1所述以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，其特征在于：步骤(2)中所述碳酸钠的用量为1g氨氮亚硝化，需碳酸钠提供(4～5)g碱度；所述第一份碳酸钠和第二份碳酸钠等量。

3.根据权利要求1所述以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，其特征在于：步骤(1)中所述生物反应装置的生物挂膜即第一级生物反应装置和第二级生物反应装置各自独立的进行生物挂膜，具体为：

①填料吸附氨氮：分别向第一级生物反应装置和第二级生物反应装置加入吸附氨氮填料，投加碳酸钠，连续进水，进水氨氮浓度为200～350mg/L，停留时间为8～24h，溶解氧控制在0.1～7.0mg/L，温度为20～40℃；直至出水氨氮浓度为145～151mg/L，该步完成；

②填料挂膜：完成①后，加入好氧硝化污泥，污泥投加质量与反应器体积比为0.2～50g/L，停止进水，溶解氧控制在0.1～7.0mg/L，温度为20～40℃，闷曝1～3天，闷曝后，反应器中氨氮浓度为77～81mg/L，亚硝氮浓度为95～100mg/L时，继续连续进水，运行一周出水氨氮浓度稳定在110～130mg/L，亚硝氮浓度为120～140mg/L，硝氮为15mg/L以下时，挂膜生物反应器驯化及启动完成。

4.根据权利要求3所述以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，其特征在于：碳酸钠的投加量按碱度:氨氮＝(3.5～4):1进行投加。

5.根据权利要求1所述以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，其特征在于：

步骤(2)中所述进水储水装置中氨氮废水氨氮浓度为100～800mg/L，未加碱度前pH为6.0～8.5，添加碱度后，pH为8.5～9.5。

6.根据权利要求1所述以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，其特征在于：步骤(2)中所述第一级生物反应装置中亚硝化的条件为：水温20～40℃，溶解氧浓度为0.1～7.0mg/L，水力停留时间为7～15h；

步骤(2)中所述第二级生物反应装置中继续亚硝化的条件为：水温20～40℃，溶解氧浓度为0.1～7.0mg/L，水力停留时间为7～15h。

7.根据权利要求1所述以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，其特征在于：步骤(2)中所述出水中亚硝氮与氨氮质量比为(0.8～1.3)：1。

8.根据权利要求1所述以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，其特征在于：步骤(1)中所述吸附氨氮填料为天然沸石、人造沸石、麦饭石中的一种以上。

9.根据权利要求1所述以碳酸钠提供碱度实现高浓度氨氮废水高效亚硝化的方法，其特征在于：第二级生物反应装置中继续亚硝化完成后的出水用于亚硝化-反硝化或厌氧氨氧化处理。