[发明专利]一种快速实现同步短程硝化-反硝化的污水脱氮方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速的污水脱氮方法。

背景技术

与传统的生物脱氮技术相比，短程硝化脱氮技术具有技术周期短、能耗低、污泥量小等优点，因此被认为具有广阔的应用前景，但是当工艺实现亚硝酸氮的积累后仍然需要加入碳源并在缺氧条件下，将亚硝酸盐氮转化为氮气而去除，然而在实际的污水处理过程中，由于将氨氮转化为亚硝酸盐氮的AOB菌群属于化能自养菌，因此初始水质中的COD大部分被异氧菌所利用，如果能够将这部分COD有效利用进行反硝化则可以进一步降低运行成本。

在好氧曝气脱氮条件下，利用原水中的COD进行同步反硝化，一般是通过颗粒污泥法来实现的，反硝化过程发生在颗粒污泥内部的缺氧微环境中，但是驯化颗粒污泥是一个较为复杂的过程，对于原水水质、工艺装置、运行过程调控等条件要求比较严格，致使处理存在周期长、能耗高和处理能力差问题，在工程应用过程中具有一定的局限性。

生物强化是指在污水处理过程中，通过人工方式加入某一种或某几种具有特定功能的微生物菌群，来提高工艺对污染物的处理能力。由于生物强化具有见效快、二次污染小、成本低廉等优点，在水处理中具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的短程硝化-反硝化脱氮的方法存在周期长、能耗高和处理能力差问题，而提供一种快速实现同步短程硝化-反硝化的污水脱氮的方法。

快速实现同步短程硝化-反硝化的污水脱氮的方法按以下步骤实现：一、将好氧反硝化细菌接种到LB液体培养基中，在温度为25℃、120r/min的好氧条件下恒温振荡扩大培养48h；二、取扩大培养后菌液1L，采用低温冷冻离心机在6000r/min条件下离心10min，收集菌体并用超纯水制成25mL的菌悬液；三、将25mL菌悬液和50mL的包埋液混合，然后悬滴于1L的交联剂中，并在4℃条件下交联过夜，得菌球；四、向已经实现短程硝化的5L SBR反应器中投加500mL的菌球，维持SBR反应器的运行条件不变，运行21天后，即完成快速实现同步短程硝化-反硝化的污水脱氮；

其中步骤一中好氧反硝化细菌，是一株以亚硝酸盐为氮源的好氧反硝化细菌，它为假单胞杆菌(Pseudomonas sp.)yy7，属于假单胞菌属(Pseudomonas)，已在中国典型培养物保藏中心保藏，保藏编号为CCTCC No：M 2011157，保藏日期为2011年01月20日；

步骤一中接种量为LB液体培养基体积的8.3％；

步骤三中包埋液的配制：2g的海藻酸钠合2g的粉末活性炭加入到48ml水中，水浴加热溶解后，室温冷却至40℃；

步骤三中交联剂是质量浓度为4％的CaCl₂；

步骤四中SBR反应器的进水条件为：COD 350mg/L、氨氮50mg/L、NO₂^-N 0mg/L、NO₃^--N 0mg/L、正磷酸盐15mg/L；运行条件：曝气量为0.06L/min，反应时间为360min。

本发明中为了使菌株能够始终保持一定的生物量并减少与废水中有毒有害物质的直接接触，采用海藻酸钠包埋固定化的方法制备反硝化菌球，固定化后的菌株在反应器中可以发挥其好氧反硝化的功能，短程硝化所生成的NO₂^--N可以作为代谢底物并传至包埋体内部，供反硝化菌株生长代谢使用。

本发明中制备的反硝化菌球投加到SBR反应器中不影响短程工艺的运行，同时还可以有效的将NO₂^--N反硝化为氮气实现同步去除，投加菌球后，SBR反应器内氨氮去除效果稳定，能够维持在90％以上，出水氨氮基本可以维持在5mg/L以下；COD去除率达到90％以上，出水COD平均值为25.5mg/L；投加菌球后的第3d反应器内的亚硝酸盐积累率就开始降低，在随后的7d内逐渐升高至80％以上；因此，将反硝化菌球固定化后投加到短程工艺中完全可以实现同步短程硝化-反硝化脱氮，并能有效地提高工艺对污染物的处理能力，周期短、能耗低，适用于城市生活污水的深度处理。

附图说明