一種利用超聲波活化低溫條件下厭氧氨氧化污泥的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用超聲波活化低溫條件下厭氧氨氧化污泥的方法，所述低溫條件指厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行的溫度為30℃以下，所述方法為：反應(yīng)容器中加入待活化厭氧氨氧化污泥，然后進(jìn)行水浴超聲處理，水浴溫度為31～35℃，超聲條件為：頻率20kHz、強(qiáng)度0.7～0.9w/cm2，時(shí)間為1.7～2.0min；超聲處理后得到活化的厭氧氨氧化污泥。本發(fā)明采用對厭氧氨氧化污泥施加超聲波的方法，可提高低溫條件下脫氮性能較低的厭氧氨氧化菌的脫氮性能；試驗(yàn)證明，該方法具有操作簡單、見效快、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種利用超聲波活化低溫條件下厭氧氨氧化污泥的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用超聲波活化低溫條件下厭氧氨氧化污泥的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 厭氧氨氧化是一種新型生物脫氮工藝，能夠在厭氧條件下以亞硝酸鹽為電子受體 將氨氮氧化為氮?dú)?，?shí)現(xiàn)兩種氮素污染物的同時(shí)脫除，相比于傳統(tǒng)生物脫氮工藝，厭氧氨氧 化具有脫氮效果好、能耗低、無需外加有機(jī)碳源、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，工業(yè)應(yīng)用前景廣闊。但 是厭氧氨氧化菌對環(huán)境條件敏感，最適溫度為30?35°C，溫度過低會導(dǎo)致其脫氮性能下 降。然而由于季節(jié)變化或者地理位置的差異，導(dǎo)致實(shí)際的運(yùn)行溫度難以維持在30?35°C， 而人為控溫設(shè)施復(fù)雜且經(jīng)濟(jì)成本較高。維持厭氧氨氧化菌穩(wěn)定且高效的脫氮性能是該工藝 應(yīng)用于實(shí)際廢水處理的重要前提。常見的提高厭氧氨氧化脫氮性能的方法主要有促進(jìn)污泥 顆?；⑻砑虞d體及投加營養(yǎng)物質(zhì)等。這些技術(shù)雖然在一定程度上能夠提高厭氧氨氧化菌 脫氮性能，但是這些方法均存在一定弊端，如起效時(shí)間較長、操作過程復(fù)雜、操作技術(shù)要求 1?等。
[0003] 適當(dāng)強(qiáng)度的超聲輻射對微生物反應(yīng)具有顯著刺激作用，可以使細(xì)胞壁和細(xì)胞膜變 薄，促進(jìn)傳質(zhì)，使得更多的底物分子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，增加酶與底物的接觸，同時(shí)有利于代謝產(chǎn) 物的排出，加速菌體代謝以及對污染物的處理。本發(fā)明將超聲輻射用于激活厭氧氨氧化菌 的活性，進(jìn)而提高其脫氮性能，以維持厭氧氨氧化工藝在低溫條件下穩(wěn)定高效運(yùn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用超聲波活化低溫條件下厭氧氨氧化污泥的方法， 可以提高厭氧氨氧化菌脫氮性能。
[0005] 本發(fā)明采用技術(shù)方案是：
[0006] -種利用超聲波活化低溫條件下厭氧氨氧化污泥的方法，所述低溫條件指厭氧氨 氧化反應(yīng)器運(yùn)行的溫度為30°c以下（優(yōu)選15?30°C )，所述方法為：反應(yīng)容器中加入待 活化厭氧氨氧化污泥，然后進(jìn)行水浴超聲處理，水浴溫度為31?35°C，超聲條件為：頻率 20kHz、強(qiáng)度0. 7?0. 9w/cm2,時(shí)間為1. 7?2. Omin ;超聲處理后得到活化的厭氧氨氧化污 泥。
[0007] 所述待活化厭氧氨氧化污泥通常為受低溫條件影響導(dǎo)致脫氮性能降低的厭氧氨 氧化污泥。活化的厭氧氨氧化污泥可用于低溫條件下（一般為15?30°C溫度）的厭氧氨 氧化反應(yīng)器中運(yùn)行。
[0008] 所得到活化的厭氧氨氧化污泥可加入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器中繼續(xù)運(yùn)行，每隔7?8 天，厭氧氨氧化污泥的活性下降，脫氮性能降低后，可重復(fù)上述活化步驟。
[0009] 進(jìn)一步，水浴超聲處理的條件優(yōu)選為：水浴溫度為32°C，超聲強(qiáng)度為0. 9w cnT2,超 聲時(shí)間為1. 9min。
[0010] 本發(fā)明通過對受低溫條件影響導(dǎo)致脫氮性能較低的厭氧氨氧化顆粒污泥進(jìn)行超 聲波輻射處理，能夠及時(shí)快速地解決低溫導(dǎo)致的厭氧氨氧化菌脫氮能力下降的問題。試驗(yàn) 證明此方法能夠很好地提高低溫條件下（15?30°C溫度下）厭氧氨氧化菌的脫氮性能。 [0011] 本發(fā)明提供了一種可用于低溫條件下（15?30°C溫度）的厭氧氨氧化反應(yīng)器中運(yùn) 行的活化的厭氧氨氧化污泥。
[0012] 本發(fā)明專利的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：1)操作方法簡單，參數(shù)易于控制；2)見效快；3) 活化效果好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1超聲輻射對不同溫度下反應(yīng)器的總氮負(fù)荷（NLR)和總氮去除負(fù)荷（NRR)的影 響曲線圖。圖1中，? :Ru的NLR，? :?的NRR， :RC的NLR，□ :RC的NRR，·：運(yùn)行期的溫 度。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于 此。
[0015] 所用儀器：額定頻率28kHz超聲儀（華深科工，深圳），超聲儀功率為0-800W。
[0016] 實(shí)施例1 :
[0017] 步驟：
[0018] 1)污泥活化前反應(yīng)器的運(yùn)行狀況
[0019] 兩組構(gòu)型相同，有效體積為1. 0L的UASB反應(yīng)器，接種污泥為實(shí)驗(yàn)室成熟的厭氧氨 氧化顆粒污泥，接種污泥VSS(可揮發(fā)性懸浮物）為8. 20g Γ1，同時(shí)置于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)（無溫控 設(shè)施），實(shí)時(shí)記錄反應(yīng)器內(nèi)溫度變化，控制進(jìn)水pH值為8. 0±0. 5,將反應(yīng)器分為兩組：試驗(yàn) 組0〇和對照組（R。)，處理含氮廢水。
[0020] 含氮模擬廢水的組成為：（NH4)2S04210mg ΙΛ NaN022 1 0mg ΙΛ KH2P0410mg ΙΛ CaCl2 · 2Η205· 6mg ΙΛ MgS04 · 7H20300mg Γ1，KHC031250mg ΙΛ 微量元素濃縮液 I、II 各1. 25ml L-1。其中，微量元素濃縮液I的組成為EDTA5g ΙΛ FeS04 · 7H209. 14g L-1 ; 而微量元素濃縮液 II 組成為 EDTA15g ΙΛ ZnS04 · 7Η200· 438?Λ CoCl2 · 6Η200· 24g Γ1，MnCl2 · 4Η200· 99g Γ1，CuS04 · 5Η200· 25gL-1，NaMo04 · 2Η200· 22g Γ1，NiCl2 · 6Η200· 21g ?ΛΗ3Β030·0148 L' 溶劑為水。
[0021] 反應(yīng)器內(nèi)溫度從秋季到冬季持續(xù)下降，脫氮效率也逐漸降低，反應(yīng)器溫度在22? 30°C之間時(shí)，兩反應(yīng)器總氮去除負(fù)荷（NRR)分別為4. 38kg n^cf1和4. 78kg πΓΜ-1，溫度低于 22°C時(shí)，兩反應(yīng)器運(yùn)行性能顯著惡化。
[0022] 2)利用超聲波輻射活化反應(yīng)器中的厭氧氨氧化污泥
[0023] ①取出反應(yīng)器中的全部厭氧氨氧化污泥，并收集于容積為1L的燒杯中；②將 裝有污泥的燒杯固定于超聲儀中央；③控制水浴溫度為32°C，超聲強(qiáng)度為0. 7w cnT2,超聲 時(shí)間為1. 9min ;④將經(jīng)過超聲波輻射的厭氧氨氧化污泥放回反應(yīng)器；⑤維持原有條件不 變，持續(xù)運(yùn)行反應(yīng)器；⑥間隔8d后重復(fù)上述①?⑤操作。
[0024] 3) Ru和Rc運(yùn)行情況的對比分析
[0025] 圖1為超聲輻射對反應(yīng)器運(yùn)行效能及脫氮性能的影響，用總氮負(fù)荷（NLR)和NRR 表示。圖1中第8天開始對Ru反應(yīng)器中的厭氧氨氧化污泥進(jìn)行第一次超聲處理，R。反應(yīng)器 中的污泥不做處理。
[0026] 從圖中可以明顯看出，組經(jīng)超聲處理后，具有更高的運(yùn)行負(fù)荷，即更強(qiáng)的脫氮能 力。以反應(yīng)器內(nèi)溫度為15°C時(shí)為例，Ru的NRR為5. 49kg ΤΝ πΓΥ1，而對照組的僅為1. 53kg ΤΝ πΤ3(Γ。
[0027] 試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過第一次超聲波輻射后，反應(yīng)器內(nèi)污泥TTC-脫氫酶活性為 0.58mg TF ΡΓ1，遠(yuǎn)高于對照組的0.08mg TF ΡΓ1，呈現(xiàn)出較高的生物活性。同時(shí)Ru組VSS 可達(dá)10. llg Γ1，相比于接種時(shí)的8. 20g Γ1有較大提升。
[0028] 本說明書實(shí)施例所述內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范 圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人 員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1. 一種利用超聲波活化低溫條件下厭氧氨氧化污泥的方法，所述低溫條件指厭氧氨氧 化反應(yīng)器運(yùn)行的溫度為30°C以下，其特征在于所述方法為：反應(yīng)容器中加入待活化厭氧氨 氧化污泥，然后進(jìn)行水浴超聲處理，水浴溫度為31?35°C，超聲條件為：頻率20kHz、強(qiáng)度 0. 7?0. 9w/cm2,時(shí)間為1. 7?2. Omin ;超聲處理后得到活化的厭氧氨氧化污泥。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述水浴超聲處理的條件為：水浴溫度為 32°C，超聲強(qiáng)度為0. 9w cnT2,超聲時(shí)間為1. 9min。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于低溫條件指厭氧氨氧化反應(yīng)器運(yùn)行的溫度為 15 ?30?。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所得到活化的厭氧氨氧化污泥加入?yún)捬醢毖?化反應(yīng)器中繼續(xù)運(yùn)行，每隔7?8天，重復(fù)超聲活化步驟。
【文檔編號】C02F3/28GK104085983SQ201410264993
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】金仁村, 郭瓊, 俞津津, 陳輝, 姬玉欣, 張正哲, 王慧中 申請人:杭州師范大學(xué)