CN117923655B - 一种提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理技术领域，提出了一种提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法，包括以下步骤：向厌氧氨氧化***的反应器底部接种厌氧氨氧化颗粒污泥，向厌氧氨氧化颗粒污泥表面添加亲水性聚苯乙烯微球，进水中添加微量元素Ⅰ配制液和微量元素II配制液；微量元素Ⅰ配制液包括以下组分：七水硫酸亚铁、钛酸亚铁、乙二胺四乙酸二钠；微量元素II配制液包括以下组分：六水氯化钴、六水氯化镍、二水钼酸钠、氯化锌、四水氯化锰。通过上述技术方案，解决了现有技术中的厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率较低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体的，涉及一种提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法。
背景技术
水体中的氮素在自然氮循环中保持着相对的平衡。随着社会的飞速发展以及人类活动的干扰，氮素的使用和迁移变得日益频繁，这致使大量含氮污染物进入水体，成为了水生态环境的主要威胁。面对不断增加的污水排放量与日益敏感脆弱的水生态环境，亟需升级污水处理技术，实现污水的深度脱氮和稳定提标排放。
深度脱氮工艺主要分为物化法和生物法。物化法脱氮由于运行成本高和操作过程复杂，在实际城镇污水处理厂深度脱氮改造工程中并不常用；而生物法深度脱氮具有实际运行效果优异、脱氮效率高的优势，被广泛应用于市政、农村污水深度脱氮工程项目中。
厌氧氨氧化工艺是本世纪初成功开发应用的一种新型废水生物脱氮工艺，其无需外加有机碳源，针对低碳氮比的废水处理效果良好，可避免因有机物的投加而导致的二次污染，是强化低碳氮比污水深度脱氮的新突破口。
然而，厌氧氨氧化细菌作为厌氧氨氧化工艺的主要微生物，具有对环境较为敏感和易随水流失的问题，这从而导致厌氧氨氧化***的脱氮效率不高。因此，为了进一步拓展厌氧氨氧化工艺的应用，开发一种可提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法具有重要的意义。
发明内容
本发明提出一种提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法，解决了相关技术中厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率较低的问题。
本发明的技术方案如下：
本发明提出一种提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法，包括以下步骤：向厌氧氨氧化***的反应器底部接种厌氧氨氧化颗粒污泥，向所述厌氧氨氧化颗粒污泥表面添加亲水性聚苯乙烯微球，进水中添加微量元素Ⅰ配制液和微量元素II配制液；
所述微量元素Ⅰ配制液包括以下浓度的组分：70~100g/L 七水硫酸亚铁、10~20g/L钛酸亚铁、5~10g/L 乙二胺四乙酸二钠；
所述微量元素II配制液包括以下浓度的组分：0.4~0.5g/L 六水氯化钴、0.8~0.85g/L 六水氯化镍、0.25~0.3g/L 二水钼酸钠、0.2~0.25g/L 氯化锌、0.35~0.4g/L 四水氯化锰。
作为进一步的技术方案，所述七水硫酸亚铁和钛酸亚铁的浓度比为6~7:1。
当七水硫酸亚铁和钛酸亚铁的浓度比为6~7:1时，有利于进一步提高厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率。
作为进一步的技术方案，所述亲水性聚苯乙烯微球包括氨基化聚苯乙烯微球、羧基化聚苯乙烯微球中的一种或两种。
作为进一步的技术方案，所述亲水性聚苯乙烯微球包括氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球。
当亲水性聚苯乙烯微球包括氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球时，两者共同作用可以增强厌氧氨氧化颗粒污泥中微生物对***pH值变化的抵抗力，提高厌氧氨氧化***的稳定性，从而进一步提高厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率，其中，氨基化聚苯乙烯微球的粒径为1~100μm，优选地为10~50μm，进一步优选地为40~50μm，羧基化聚苯乙烯微球的粒径为1~500μm，优选地为10~100μm，进一步优选地为30~50μm。
作为进一步的技术方案，所述氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比为1:9~9:1。
当氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比为1:9~9:1时，有助于进一步提高厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率。
作为进一步的技术方案，所述氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比3:2~9:1。
当氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比3:2~9:1时，有助于进一步提高厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率。
作为进一步的技术方案，以进水的体积计，所述微量元素Ⅰ配制液和微量元素II配制液的添加浓度各自独立地为1~1.25mL/L。
作为进一步的技术方案，所述厌氧氨氧化颗粒污泥和亲水性聚苯乙烯微球的质量比为29~39:1。
作为进一步的技术方案，所述进水中，氨氮进水浓度与亚硝酸氮进水浓度的比值为1:1.32。
作为进一步的技术方案，所述氨氮进水浓度为12.8~39.7mg/L。
作为进一步的技术方案，所述厌氧氨氧化***的运行温度为30~37℃。
本发明的工作原理及有益效果为：
本发明中，以亲水性聚苯乙烯微球作为载体填料，这既可以增强氧氨氧化颗粒污泥中微生物的粘附挂膜，为微生物的生长提供充足的空间，又可以防止微生物随水流失，从而提高厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率。此外，微量元素Ⅰ配制液中，通过七水硫酸亚铁和钛酸亚铁的并用，可提高厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
下述实施例和对比例中，如无特殊说明，厌氧氨氧化颗粒污泥的型号为LXHJ65，购自山东鲁兴环保科技有限公司；氨基化聚苯乙烯微球的粒径为50μm，氨基含量为4.1mmoL/g，购自北京德科岛金科技有限公司，货号为PSN050000；羧基化聚苯乙烯微球的粒径为50μm，羧基含量为4.1mmoL/g，购自北京德科岛金科技有限公司，货号为PSC50000。
实施例1
一种提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法，包括以下步骤：向厌氧氨氧化***的反应器（总体积为3.7L）底部接种厌氧氨氧化颗粒污泥，厌氧氨氧化颗粒污泥的体积占反应器总体积的30%，按照厌氧氨氧化颗粒污泥和氨基化聚苯乙烯微球39:1的质量比，向厌氧氨氧化颗粒污泥表面添加氨基化聚苯乙烯微球，并于进水中添加1mL/L的微量元素Ⅰ配制液和1mL/L的微量元素II配制液，厌氧氨氧化***于厌氧、避光、温度为30℃的恒温室内运行；
其中，微量元素Ⅰ配制液包括以下浓度的组分：70g/L 七水硫酸亚铁、10g/L 钛酸亚铁、5g/L 乙二胺四乙酸二钠；
微量元素II配制液包括以下浓度的组分：0.4g/L 六水氯化钴、0.8g/L 六水氯化镍、0.25g/L 二水钼酸钠、0.2g/L 氯化锌、0.35g/L 四水氯化锰。
实施例2
一种提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法，包括以下步骤：向厌氧氨氧化***的反应器（总体积为3.7L）底部接种厌氧氨氧化颗粒污泥，厌氧氨氧化颗粒污泥的体积占反应器总体积的30%，按照厌氧氨氧化颗粒污泥和氨基化聚苯乙烯微球29:1的质量比，向厌氧氨氧化颗粒污泥表面添加氨基化聚苯乙烯微球，并于进水中添加1.25mL/L的微量元素Ⅰ配制液和1.25mL/L的微量元素II配制液，厌氧氨氧化***于厌氧、避光、温度为37℃的恒温室内运行；
其中，微量元素Ⅰ配制液包括以下浓度的组分：100g/L 七水硫酸亚铁、20g/L 钛酸亚铁、10g/L 乙二胺四乙酸二钠；
微量元素II配制液包括以下浓度的组分：0.5g/L 六水氯化钴、0.85g/L 六水氯化镍、0.3g/L 二水钼酸钠、0.25g/L 氯化锌、0.4g/L 四水氯化锰。
实施例3
本实施例与实施例2的区别仅在于，本实施例中，微量元素Ⅰ配制液包括以下浓度的组分：94g/L 七水硫酸亚铁、18g/L 钛酸亚铁、8g/L 乙二胺四乙酸二钠。
实施例4
本实施例与实施例2的区别仅在于，本实施例中，微量元素Ⅰ配制液包括以下浓度的组分：100g/L 七水硫酸亚铁、12g/L 钛酸亚铁、8g/L 乙二胺四乙酸二钠。
实施例5
本实施例与实施例2的区别仅在于，本实施例中，微量元素Ⅰ配制液包括以下浓度的组分：96g/L 七水硫酸亚铁、16g/L 钛酸亚铁、8g/L 乙二胺四乙酸二钠。
实施例6
本实施例与实施例2的区别仅在于，本实施例中，微量元素Ⅰ配制液包括以下浓度的组分：98g/L 七水硫酸亚铁、14g/L 钛酸亚铁、8g/L 乙二胺四乙酸二钠。
实施例7
本实施例与实施例6的区别仅在于，本实施例中，将氨基化聚苯乙烯微球替换为等量的羧基化聚苯乙烯微球。
实施例8
本实施例与实施例6的区别仅在于，本实施例中，将氨基化聚苯乙烯微球替换为等量的氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的混合微球，混合微球中，氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比为1:10。
实施例9
本实施例与实施例8的区别仅在于，本实施例混合微球中，氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比为10:1。
实施例10
本实施例与实施例8的区别仅在于，本实施例混合微球中，氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比为1:9。
实施例11
本实施例与实施例8的区别仅在于，本实施例混合微球中，氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比为9:1。
实施例12
本实施例与实施例8的区别仅在于，本实施例混合微球中，氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比为3:2。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例中，微量元素Ⅰ配制液包括以下浓度的组分：80g/L 七水硫酸亚铁和5g/L 乙二胺四乙酸二钠。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例中，微量元素Ⅰ配制液包括以下浓度的组分：80g/L 钛酸亚铁和5g/L 乙二胺四乙酸二钠。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例中，微量元素Ⅰ配制液为85g/L 乙二胺四乙酸二钠。
对比例4
本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例中，未加入氨基化聚苯乙烯微球，加入的厌氧氨氧化颗粒污泥与实施例1中厌氧氨氧化颗粒污泥的质量比为40:39。
按照如下方法对实施例1~12和对比例1~4中的厌氧氨氧化***进行测试，并计算氨氮和亚硝酸氮的去除率：配制废水（氨氮进水浓度39.7mg/L、亚硝酸氮进水浓度52.4mg/L、碳酸氢钾进水浓度400mg/L、碳酸钾进水浓度150mg/L和磷酸氢钾进水浓度210mg/L，氨氮进水浓度和亚硝酸氮进水浓度的比值始终为1:1.32），配制废水后曝氮气15min，进水时间为75天，水力停留控制时间为24h。
测试结果如下表1所示。
表1测试结果
实施例1和对比例1~3对比表明，微量元素Ⅰ配制液中，通过七水硫酸亚铁和钛酸亚铁的并用，可明显提高厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率。实施例1和对比例4对比表明，亲水性聚苯乙烯微球的加入，有助于提高厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率。
实施例3~4和实施例5~6对比表明，当微量元素Ⅰ配制液中七水硫酸亚铁和钛酸亚铁的浓度比为6~7:1时，有利于进一步提高厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率。实施例6~7和实施例8~12对比表明，相较一种类型的亲水性聚苯乙烯微球，氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的共同作用，有助于进一步提高厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率。实施例8~9和实施例10~12对比表明，当氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比为1:9~9:1时，有助于进一步提高厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率。实施例9~10和实施例11~12对比表明，当氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比3:2~9:1时，有助于进一步提高厌氧氨氧化***中氨氮和亚硝酸氮的去除率。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：向厌氧氨氧化***的反应器底部接种厌氧氨氧化颗粒污泥，向所述厌氧氨氧化颗粒污泥表面添加亲水性聚苯乙烯微球，进水中添加微量元素Ⅰ配制液和微量元素II配制液；
所述微量元素Ⅰ配制液包括以下浓度的组分：70~100g/L 七水硫酸亚铁、10~20g/L 钛酸亚铁、5~10g/L 乙二胺四乙酸二钠；
所述微量元素II配制液包括以下浓度的组分：0.4~0.5g/L 六水氯化钴、0.8~0.85g/L六水氯化镍、0.25~0.3g/L 二水钼酸钠、0.2~0.25g/L 氯化锌、0.35~0.4g/L 四水氯化锰；
所述七水硫酸亚铁和钛酸亚铁的浓度比为6~7:1；
所述亲水性聚苯乙烯微球包括氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球；
所述氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比为1:9~9:1；
所述氨基化聚苯乙烯微球的粒径为10~50μm；
所述羧基化聚苯乙烯微球的粒径为10~100μm；
以进水的体积计，所述微量元素Ⅰ配制液和微量元素II配制液的添加浓度各自独立地为1~1.25mL/L；
所述厌氧氨氧化颗粒污泥和亲水性聚苯乙烯微球的质量比为29~39:1。
2.根据权利要求1所述的一种提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法，其特征在于，所述氨基化聚苯乙烯微球和羧基化聚苯乙烯微球的质量比3:2~9:1。
3.根据权利要求1所述的一种提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法，其特征在于，所述进水中，氨氮进水浓度与亚硝酸氮进水浓度的比值为1:1.32。
4.根据权利要求3所述的一种提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法，其特征在于，所述氨氮进水浓度为12.8~39.7mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种提高厌氧氨氧化***处理污水脱氮性能的方法，其特征在于，所述厌氧氨氧化***的运行温度为30~37℃。
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