一種提高亞硝化反應器污泥沉降性能的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及廢水生物脫氮技術領域，特別涉及一種提高亞硝化反應器污泥沉降性能的方法。
【背景技術】
[0002]近十年來，化工、食品等行業發展迅猛，為我國經濟騰飛提供了重要支撐，但這些行業所排放的氨氮廢水對我國水環境生態安全帶來了極大威脅，與此相關的環境突發事件頻發。國家出臺了一系列措施、制度，旨在控制水體氨氮污染。其中，“十二五”規劃中已將氨氮列為約束性控制指標，成為繼化學需氧量(C0D)后水體污染控制中的第二個約束性控制指標。廢水氮素污染控制是實現國家環保目標和保證社會可持續發展的重大環保課題。
[0003]亞硝化是通過亞硝化細菌將氨氧化控制在亞硝酸鹽階段的生物脫氮方法，由于無須將亞硝酸鹽進一步氧化為硝酸鹽，相比于傳統全程硝化工藝來說，可節約25%的能耗。更重要的是，亞硝化的出水可用作后續厭氧氨氧化工藝的進水，從而組合成全自養型生物脫氮工藝，被認為是迄今最具可持續發展特性的脫氮技術，因而獲得了廣泛關注，已廣泛應用于城市污水廠污泥壓濾液、垃圾滲濾液以及味精廢水等的處理。
[0004]但由于氨氧化細菌(Α0Β)為自養型細菌，生長相對比較緩慢；又因硝化過程氧氣將氨氮氧化為亞硝酸鹽，曝氣會導致反應器內氣流剪切力較大，不利于顆粒污泥的形成，因而反應器內的亞硝化污泥沉降性能不佳，易隨出水流失，反應器內的污泥濃度往往維持在較低水平，限制了亞硝化反應器性能的進一步提高。因此，在不影響反應器內亞硝化污泥性能的前提下，通過合適的方法提高亞硝化污泥的沉降性能，可強化亞硝化污泥在反應器內的持留，減少污泥隨水流失的概率，從而提高反應器內的污泥濃度，進而提高反應器的亞硝化性能。
[0005]基于上述思路，本發明首先對亞硝化污泥進行碳酸鈣沉淀附著，再接種于反應器，逐步提高反應器的進水無機碳源濃度，并從反應器的反應區上部流加可溶性鈣鹽溶液，不僅提供了氨氧化菌所需的充足的無機碳源和緩沖性能，還成功將碳酸鹽沉淀附著于亞硝化污泥表面，在不影響污泥的亞硝化污泥活性的前提下，顯著提高了污泥沉降性能，從而增加了反應器內的生物量，提高了亞硝化反應器的性能。

【發明內容】

[0006]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種提高亞硝化反應器污泥沉降性能的方法。
[0007]一種提高亞硝化反應器污泥沉降性能的方法，依次包括以下步驟:
[0008](1)將亞硝化污泥用磷酸緩沖液沖洗；
[0009](2)將亞硝化污泥置于含可溶性鈣鹽和碳酸氫鹽或碳酸鹽的混合溶液中，保持混合液中溶解氧，勻速攪拌，使生成的碳酸鈣沉淀物附著于污泥上，靜置后傾去上清液；
[0010](3)至少重復步驟⑵1次；
[0011](4)將經過步驟(3)處理后的亞硝化污泥加入連續流氣升式亞硝化反應器，從反應器底部逐步提高反應器進水中的碳酸氫鹽或碳酸鹽濃度，同時從反應器反應區的頂部流加可溶性鈣鹽溶液，反應生成的碳酸鈣沉淀物附著于頂部污泥表面，以強化污泥的沉降性能，提高反應器內的污泥濃度，進而提高反應器的亞硝化性能。
[0012]步驟(1)中將亞硝化污泥用磷酸緩沖液沖洗去除表面雜質，以便碳酸鈣的附著。
[0013]步驟(1)中所述的亞硝化污泥為絮狀，粒徑小于1mm，密度小于1.02g/mL。
[0014]步驟(1)所述的磷酸緩沖液濃度為0.5?ImM，pH = 7?8。
[0015]步驟(2)中按體積比1:1?5將亞硝化污泥置于含可溶性鈣鹽和碳酸氫鹽或碳酸鹽的混合溶液中。
[0016]步驟(2)中可溶性鈣鹽包括氯化鈣；碳酸氫鹽包括碳酸氫鈉、碳酸氫鉀中的一種或兩種，碳酸鹽包括碳酸鈉、碳酸鉀中的一種或兩種。
[0017]步驟(2)中含可溶性鈣鹽和碳酸氫鹽或碳酸鹽的混合溶液中可溶性鈣鹽濃度為
0.005?0.02g/L，碳酸氫鹽或碳酸鹽的濃度為2.5?5g/L。
[0018]步驟⑵中含可溶性鈣鹽和碳酸氫鹽或碳酸鹽的混合溶液中的氨氮濃度100?150mg/L，pH = 7 ?8.5。
[0019]步驟⑵保持混合液中溶解氧0.1?0.5mg/L，勻速攪拌速度為5?20r/min，攪摔時間為6?24h。
[0020]步驟(4)中所述的連續流氣升式亞硝化反應器高徑比大于3:1 ;反應器進水中的碳酸氫鹽或碳酸鹽溶液濃度為2.5?14g/L，可溶性媽鹽濃度為0.1?0.5g/L，可溶性I丐鹽溶液從反應器反應區頂部的流加速度保持為3.5?7mL/(L.d)。
[0021]與現有技術相比，本發明所具有的優點:
[0022](一 )本發明采用含碳酸氫鹽(或碳酸鹽)和可溶性鈣鹽的混合溶液對亞硝化污泥進行預處理，通過控制碳酸氫鹽(或碳酸鹽)和可溶性鈣鹽的濃度使其生成碳酸鈣沉淀，并通過低勻速攪拌使部分碳酸鈣沉淀附著于污泥上，從而在保證碳酸鈣附著量不至于降低污泥活性的情況下，提高污泥的密度，增強污泥的沉降性能。
[0023]( 二 )本發明在將預處理后的亞硝化污泥投入亞硝化反應器中，保持較高的水力負荷，同時從反應器底部逐步提升碳酸氫鹽(碳酸鹽)濃度，不僅提供了反應區內氨氧化菌所需的充足無機碳源，而且提高了溶液的緩沖性能，有利于促進亞硝化反應。
[0024](三)本發明從反應區上部流加可溶性鈣鹽溶液，使生成的碳酸鈣沉淀附著于反應區上部的亞硝化污泥，可提高這上浮污泥的沉降性能，促使其通過沉降回流至反應區，緩解其隨出水的流失，提高反應區的生物量；同時還可避免過量碳酸鈣附著于反應區底部的活性亞硝化污泥上，確保了污泥的亞硝化活性。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明的提高亞硝化反應器污泥沉降性能的方法的工藝流程；
[0026]圖2為采用本發明的實施例1的反應器亞硝化性能；
[0027]圖3為采用本發明的實施例2獲得的亞硝化污泥(a)及沉淀物(b)、SEM圖片(c)和XRD圖譜(d)。【具體實施方式】:
[0028]以下通過實施例對本發明作進一步說明，而非限制本發明。
[0029]實施例1
[0030]將總容積為8L的氣升式亞硝化反應器(容積負荷0.61kg/(m3.d)，水力停留時間15.9h，容積去除負荷為0.18kg/(m3.d)，反應區容積4L)靜置沉降，傾去上清液，將反應區污泥取出，測得污泥平均粒徑為0.1_，污泥密度為1.0