一种启动厌氧氨氧化滤柱的方法技术领域
本发明属于污水处理及资源化领域。具体涉及在滤柱形式的反应
器中启动厌氧氨氧化工艺的方法。适合于高氨氮、低碳氮比的污废水
处理。
背景技术
厌氧氨氧化(ANAMMOX)是一种全新的生物脱氮工艺，突破了
传统生物脱氮局限。与较传统脱氮工艺相比，厌氧氨氧化工艺具有不
需外加碳源，节省62.5％的曝气量，污泥产量少等优点。将厌氧氨氧
化工艺应用于低C/N比城市生活污水，对于降低污水厂能耗，减少碳
排量，改善水环境等都有着重大的现实意义。该工艺符合低碳、高效、
可持续的污废水处理理念，是一种前景广阔的新工艺。
厌氧氨氧化工艺的工艺形式主要包括活性污泥工艺、生物膜工艺
和颗粒污泥工艺等。尤其是基于生物膜的厌氧氨氧化滤柱，由于截留
性能好，操作简便，耐冲击负荷强，总氮去除负荷高，受到了广泛的
关注。近年来，邱文新、田志勇、曾涛涛等诸多研究者采用滤柱生物
膜的形式实现了厌氧氨氧化工艺。
厌氧氨氧化生物膜工艺所面临的困难之一就是启动时间长，一方
面是由于厌氧氨氧化菌倍增时间长达14d，从普通活性污泥中富集困
难；另一方面是由于挂膜困难，接种菌种存活率低。传统上向流厌氧
氨氧化滤柱的启动接种方法将厌氧氨氧化菌从进水口打入，由于水流
和产生气流的共同作用，易造成污泥沉底和漏出的现象，沉底污泥和
滤层漏出的污泥均难以存活，降低了接种污泥的存活率。整个启动过
程中，污泥沉底和滤料漏泥的现象会导致接种微生物的死亡，而在底
部上升流速的作用下，厌氧氨氧化污泥稳定分布在滤柱中部，避免了
这两种现象的发生，加速了滤柱挂膜的过程，提高了接种滤柱菌种的
存活率，缩短了反应器的启动时间。
发明内容
本发明提供一种启动厌氧氨氧化滤柱的方法。其特征在于，包括
如下步骤：
在滤柱反应器中装填滤料。基质从底部进入，滤柱中保持0.05～
0.2m/h的滤速。接种的厌氧氨氧化污泥从滤柱中部进水口注入反应
器，在此过程中保持厌氧氨氧化污泥注入流量小于基质流量，污泥全
部进入反应器后关闭中部进水口。采用合成废水作为基质，浓
度为30～100mg/L，浓度为30～100mg/L，基质pH通过NaHCO3
调节在7.6～8.2之间。
培养过程根据进水负荷的不同分为以下三个阶段：
阶段I为循环进水阶段：污泥全部从中部打入反应器后，底部进
水，滤池出水收集并作为进水，循环进水挂膜，保持0.05～0.2m/h的
滤速，直到滤柱出水悬浮固体颗粒物浓度持续1d小于10mg/L，滤料
挂膜成功。
阶段II为低负荷运行：反应器改为定负荷运行，初期采用低负荷
运行反应器。水力停留时间HRT为2～4h，滤速控制在0.1～0.3m/h。
反应器连续7天以上总氮去除率超过80％时，认为微生物已经适应了
反应器的水力条件，滤柱初步启动成功。
阶段III为高负荷运行：基质浓度保持不变，将水力停留时间HRT
缩短为1～2h，滤速为0.2～0.6m/h。反应器连续7天总氮以上去除率
大于80％时，厌氧氨氧化滤柱启动成功。
本发明提供了一种启动厌氧氨氧化滤柱的方法，通过控制滤柱中
的滤速，使中部进入的污泥保持在反应器中部，减少了污泥沉底和漏
出现象的发生，提高了接种污泥的存活率，缩短了反应器的启动。
附图说明：
图1是本发明中具体实例的滤柱装置示意图
图2是本发明中具体实例启动厌氧氨氧化滤柱时进出水氮素的
变化图
图3是本发明中具体实例启动厌氧氨氧化滤柱时总氮去除率及
总氮去除负荷的变化图
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步描述，但本发明的保护
范围并不局限于此。
实施例
本发明采用的反应器由有机玻璃精加工而成，总容积15L，有效
容积5L，内径8cm。承托层高5cm，滤料高80cm，有效体积5L，内
部装填直径5～10mm的火山岩填料。反应器采用上向流，底部设有曝
气装置和布水装置，整个反应器置于32℃的水浴中。
试验用水为人工合成废水，以(NH4)2SO4和NaNO2为基质，
和浓度均50mg/L，投加NaHCO3250mg/L使pH控制在7.8～8.2
之间，接种污泥为高纯度的厌氧氨氧化菌。各培养阶段操作运行条件
见表1。反应器运行时的1～3d挂膜，4～35d低负荷运行，第36d将水
力停留时间从3.33h降低为1.67h，36～44d高负荷运行。
表1厌氧氨氧化滤柱各阶段运行工况
第I阶段为循环进水阶段，基质从底部进入，基质流量为7.5L/h，
滤速为0.15m/h，出水收集并作为进水，循环进水挂膜。接种污泥从
中部进入反应器，污泥流量为1.0L/h，接种污泥全部进入反应器后关
闭中部进水口。运行到第3d时，出水悬浮固体颗粒物浓度持续小于
10mg/L，认为滤料初步挂膜成功。
第II阶段为低负荷运行阶段，反应器改为定负荷运行，初期采
用较低负荷运行反应器。水力停留时间HRT为2～4h，滤速控制在
0.1～0.3m/h。第4，5，6d，反应器有较高的氮素去除，是由于循环
进水阶段后期，反应器中基质几乎被耗尽，从循环进水转向定负荷运
行时，进水基质浓度高，滤料会对基质有吸附作用，因此有较高的氨
氮去除率和亚氮去除率。到反应器运行到第7、8天时，不适应环境
的细菌死亡，内源反硝化，氮素的去除率较高，出水硝氮较低。随着
反应器的运行，厌氧氨氧化菌适应滤柱环境，细菌增殖，总氮去除率
和总氮去除负荷不断提高。直到35d时，总氮去除率已稳定7天在
80％以上，说明反应初步启动成功。
第III阶段为低负荷运行阶段，第36d将水力停留时间从3.33h
降低到1.67h，进水总氮负荷提高一倍，滤速为0.48m/h。第36,37d
时，起初由于条件的改变，厌氧氨氧化菌活性降低，总氮去除率从
80％降低到33％。随后的运行中，厌氧氨氧化菌活性逐渐提高。反应
器运行到52d时，总氮去除率已连续7d在80％以上，厌氧氨氧化滤
柱启动成功。