一種利用膜生物反應器同步去除低碳源廢水中碳、氮和懸浮物的工藝的啟動方法，它涉及污水自養脫氮、反硝化以及膜過濾工藝。它要解決現有的低碳源污水中氮的去除率低、多種污染物難以同步高效去除的技術問題。本方法：在膜生物反應器內接種回流污泥，首先通過膜組件的過濾作用實現固體懸浮物的去除；之后通過控制水力停留時間、攪拌速度及反沖洗周期，在膜絲表面形成厭氧微環境，富集厭氧氨氧化菌，同時在反應器內部供氧富集好氧氨氧化菌，實現總氮的去除；最后在進水中添加有機物質，誘導富集反硝化菌，實現有機物的去除，完成啟動。在室溫條件下利用城市污水廠回流污泥經86天即可成功啟動，可實現低碳源廢水中碳、氮及懸浮物的同步高效去除。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于污水處理與再生領域，具體涉及污水自養脫氮、反硝化以及膜過濾工藝。
技術介紹
隨著工業的發展和人們生活水平的提高，低碳源廢水的排放量越來越多。低碳源廢水難以達到傳統脫氮工藝中反硝化對有機碳源的需求，導致脫氮效率低下。另一方面，面對能源危機、水資源緊缺等問題，污水資源化利用已經成為社會發展的趨勢。因此對于含有較高有機碳源的廢水，更趨于將其中的有機物通過厭氧發酵轉化為能源性氣體甲烷進行利用。這樣的處理方式并不能去除氮素，因此經過厭氧預處理的出水成為含有較低有機物和較高氮素的低碳氮比(C/N比)廢水。綜上，無論是一些廢水中有機碳源的客觀缺乏，還是厭氧產能對有機碳源的進一步消耗，低碳源都將是今后污水脫氮所面臨的困境。低碳源污水中的主要污染物為有機物(以COD表示)、氨氮及懸浮物(以濁度表示)。目前研究一般認為適合采用自養脫氮工藝進行處理，然而該工藝僅能實現最大89％的總氮去除率，且不能同步去除COD，同時普通生物池也難以實現懸浮物的去除。
技術實現思路
本專利技術是要解決現有的低碳源廢水中氮的去除率低、多種污染物難以同步高效去除的技術問題，而提供一種利用膜生物反應器同步去除低碳源廢水中碳、氮和懸浮物的工藝的啟動方法。本專利技術的利用膜生物反應器同步去除低碳源廢水中碳、氮和懸浮物的工藝的啟動方法，按以下步驟進行：一、建立膜生物反應器水處理系統，該系統包括進水蠕動泵、膜生物反應器、出水蠕動泵和氣泵，膜生物反應器內設置攪拌器、膜組件、布氣裝置、DO測定儀、pH測定儀和液位控制計，進水蠕動泵與膜生物反應器的進水口相連，出水蠕動泵與膜生物反應器內的膜組件相連，氣泵3與膜生物反應器內的布氣裝置相連；二、開啟進水蠕動泵將人工配水通入膜生物反應器內，然后將取自城市污水廠的回流活性污泥接種于膜生物反應器內，接種后反應器內活性污泥濃度為3.8～4.3g/L；其中人工配水中氨氮濃度為180～220mg/L，MgSO4、KH2PO4及CaCl2的濃度均為50～100mg/L；反應器內部的溫度為23.5～27.5℃，pH為7.5～8.0；三、開啟攪拌器，攪拌速度為60～100r/min；開啟出水蠕動泵抽吸膜組件，通過膜過濾作用去除懸浮物；調節出水蠕動泵轉速控制出水流量，使水力停留時間保持在5.0～7.5h；開啟氣泵，使膜生物反應器在高溶解氧DO1條件下運行10～20天，其中DO1為0.2～0.4mg/L，然后反沖洗；再使溶解氧濃度降低至DO2運行10～20天，其中DO2＝(50％～70％)DO1，然后反沖洗；再重復高溶解氧DO1條件下運行、反沖洗、低溶液氧DO2條件下運行、反沖洗的操作，同時檢測膜生物反應器的總氮去除率和濁度去除率，至總氮去除率達到80％以上，且濁度去除率維持在95％以上后繼續運行15天，完成好氧氨氧化菌和厭氧氨氧化菌的富集；四、向人工配水中添加有機物調節進水COD為50～200mg/L，并在溶解氧濃度為0.1～0.3mg/L、出水流量為0.20～0.35L/h、水力停留時間為6.0～8.0h、溫度為23.5～27.5℃的條件下繼續運行，當膜出水流量小于0.20L/h對膜組件進行反沖洗；反沖洗之后繼續在上述條件下運行，當膜出水流量小于0.20L/h對膜組件進行反沖洗；如此反復進行，同時檢測反應器的COD去除率、總氮去除率和濁度去除率，至COD去除率達到85％以上，且總氮去除率維持在90％以上、濁度去除率在95％以上，即完成反硝化菌的誘導，利用膜生物反應器同步去除低碳源廢水中碳、氮和懸浮物的工藝啟動成功。利用本專利技術的方法，以城市污水廠的回流污泥為種泥，回流污泥來源廣泛，易于獲取，無需加熱，在室溫條件下，利用城市污水廠回流污泥經86天即可成功啟動同步去除碳氮及濁度的工藝，速度快而且節約能源。本專利技術中的膜生物反應器，連續抽吸作用可使污泥附著在膜絲表面形成生物膜，在膜絲之間形成顆粒污泥，反沖洗之后將生物膜和顆粒污泥沖洗進反應器內部。主體反應器內為活性污泥，因而形成了活性污泥、顆粒污泥及生物膜三種污泥相共存的系統。進而有利于好氧氨氧化菌、厭氧氨氧化菌和反硝化菌等多種微生物的共存，可同步降低COD和總氮，實現對多種污染物的同步去除。此外，膜生物反應器的膜過濾作用可以實現懸浮物的高效去除，解決了三種污染物難以同步去除的難題。本方法在常溫下通過控制進出水流量，攪拌速度，水力停留時間及反沖洗周期等，在常溫下實現低碳源廢水中多種污染物的同步去除。利用本方法處理的低碳源廢水，其COD去除率達到85％以上，同時總氮去除率達到90％以上，濁度去除率達到95％以上，這是在已報導的其他反應器種沒有實現過的。此外，本專利技術在單一反應器內實現了多種污染物的同步去除，節省了反應器個數，省去了二沉池，因而節省了占地面積，節約了基建投資及運行管理費用，對污水廠的節能降耗是有利的。膜生物反應器結構簡單，方便現有污水廠在原有曝氣池基礎上的升級改造。本專利技術對于低碳源廢水的高效低耗處理具有重要意義。附圖說明圖1是本專利技術膜生物反應器水處理系統結構示意圖；圖中1為進水泵；2為膜生物反應器；2-1為攪拌器；2-2為膜組件；2-3為布氣裝置；2-4為DO測定儀；2-5為pH測定儀、2-6為液位控制計；3為出水泵；4為氣泵；圖2是試驗1中膜生物反應器啟動過程中氮素去除效果圖，圖中曲線a為進水氨氮隨時間變化關系曲線，曲線b為出水氨氮隨時間變化關系曲線，曲線c為出水亞氮隨時間變化關系曲線，曲線d為出水硝氮隨時間變化關系曲線，曲線e為總氮去除率隨時間變化關系曲線；圖3是試驗1中膜生物反應器啟動過程中COD去除效果圖，圖中曲線a為進水COD隨時間變化關系曲線，曲線b為出水COD隨時間變化關系曲線，曲線c為COD去除率隨時間變化關系曲線；圖4是試驗1中膜生物反應器啟動過程中濁度去除效果圖，圖中曲線a為進水濁度隨時間變化關系曲線，曲線b為出水濁度隨時間變化關系曲線，曲線c為濁度去除率隨時間變化關系曲線。具體實施方式具體實施方式一：本實施方式的利用膜生物反應器同步去除低碳源廢水中碳、氮和懸浮物的工藝的啟動方法，按以下步驟進行：一、建立膜生物反應器水處理系統，該系統包括進水蠕動泵1、膜生物反應器2、出水蠕動泵3和氣泵4，膜生物反應器內設置攪拌器2-1、膜組件2-2、布氣裝置2-3、DO測定儀2-4、pH測定儀2-5和液位控制計2-6；進水蠕動泵1與膜生物反應器2的進水口相連，出水蠕動泵與膜生物反應器內的膜組件2-2相連，氣泵3與膜生物反應器內的布氣本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種利用膜生物反應器同步去除低碳源廢水中碳、氮和懸浮物的工藝的啟動方法，其特征在于該方法按以下步驟進行：一、建立膜生物反應器水處理系統，該系統包括進水蠕動泵(1)、膜生物反應器(2)、出水蠕動泵(3)和氣泵(4)，膜生物反應器內設置攪拌器(2?1)、膜組件(2?2)、布氣裝置(2?3)、DO測定儀(2?4)、pH測定儀(2?5)和液位控制計(2?6)；進水蠕動泵(1)與膜生物反應器(2)的進水口相連，出水蠕動泵與膜生物反應器內的膜組件(2?2)相連，氣泵(3)與膜生物反應器內的布氣裝置(2?3)相連；二、開啟進水蠕動泵將人工配水通入膜生物反應器內，然后將取自城市污水廠的回流活性污泥接種于膜生物反應器內，接種后反應器內活性污泥濃度為3.8～4.3g/L；其中人工配水中氨氮濃度為180～220mg/L，MgSO4、KH2PO4及CaCl2的濃度均為50～100mg/L；反應器內部的溫度為23.5～27.5℃，pH為7.5～8.0；三、開啟攪拌器，攪拌速度為60～100r/min；開啟出水蠕動泵抽吸膜組件，通過膜過濾作用去除懸浮物；調節出水蠕動泵轉速控制出水流量，使水力停留時間保持在5.0～7.5h；開啟氣泵，使膜生物反應器在高溶解氧DO1條件下運行10～20天，其中DO1為0.2～0.4mg/L，然后反沖洗；再使溶解氧濃度降低至DO2運行10～20天，其中DO2＝(50％～70％)DO1，然后反沖洗；再重復高溶解氧DO1條件下運行、反沖洗、低溶液氧DO2條件下運行、反沖洗的操作，同時檢測膜生物反應器的總氮去除率和濁度去除率，至總氮去除率達到80％以上，且濁度去除率維持在95％以上后繼續運行15天，完成好氧氨氧化菌和厭氧氨氧化菌的富集；四、向人工配水中添加有機物調節進水COD為50～200mg/L，并在溶解氧濃度為0.1～0.3mg/L、出水流量為0.20～0.35L/h、水力停留時間為6.0～8.0h、溫度為23.5～27.5℃的條件下繼續運行，當膜出水流量小于0.20L/h對膜組件進行反沖洗；反沖洗之后繼續在上述條件下運行，當膜出水流量小于0.20L/h對膜組件進行反沖洗；如此反復進行，同時檢測反應器的COD去除率、總氮去除率和濁度去除率，至COD去除率達到85％以上，且總氮去除率維持在90％以上、濁度去除率在95％以上，即完成反硝化菌的誘導，利用膜生物反應器同步去除低碳源廢水中碳、氮和懸浮物的工藝啟動成功。...
【技術特征摘要】
1.一種利用膜生物反應器同步去除低碳源廢水中碳、氮和懸浮物的工藝的啟動方法，
其特征在于該方法按以下步驟進行：
一、建立膜生物反應器水處理系統，該系統包括進水蠕動泵(1)、膜生物反應器(2)、
出水蠕動泵(3)和氣泵(4)，膜生物反應器內設置攪拌器(2-1)、膜組件(2-2)、布氣裝
置(2-3)、DO測定儀(2-4)、pH測定儀(2-5)和液位控制計(2-6)；進水蠕動泵(1)與膜生物反
應器(2)的進水口相連，出水蠕動泵與膜生物反應器內的膜組件(2-2)相連，氣泵(3)與膜生
物反應器內的布氣裝置(2-3)相連；
二、開啟進水蠕動泵將人工配水通入膜生物反應器內，然后將取自城市污水廠的回流
活性污泥接種于膜生物反應器內，接種后反應器內活性污泥濃度為3.8～4.3g/L；其中人工配
水中氨氮濃度為180～220mg/L，MgSO4、KH2PO4及CaCl2的濃度均為50～100mg/L；反應器內
部的溫度為23.5～27.5℃，pH為7.5～8.0；
三、開啟攪拌器，攪拌速度為60～100r/min；開啟出水蠕動泵抽吸膜組件，通過膜過濾
作用去除懸浮物；調節出水蠕動泵轉速控制出水流量，使水力停留時間保持在5.0～7.5h；開
啟氣泵，使膜生物反應器在高溶解氧DO1條件下運行10～20天，其中DO1為0.2～0.4mg/L，然
后反沖洗；再使溶解氧濃度降低至DO2運行10～20天，其中DO2＝(50％～70％)DO1，然后反
沖洗；再重復高溶解氧DO1條件下運行、反沖洗、低溶液氧DO2條件下運行、反沖洗的操作，
同時檢測膜生物反應器的總氮去除率和濁度去除率，至總氮去除率達到80％以上，且濁度
去除率維持在95％以上后繼續運行15天，完成好氧氨氧化菌和厭氧氨氧化菌的富集；
四、向人工配水中添加有機物調節進...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張肖靜，馬永鵬，杜京京，張宏忠，
申請(專利權)人：鄭州輕工業學院，
類型：發明
國別省市：河南;41
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