[发明专利]一种水源水生物脱氮系统快速启动方法

说明书

技术领域：

本发明属于环保水处理技术领域，涉及一种饮用水源水生物脱氮系统快速启动方法，适用于湖泊水、水库水和地下水类淡水饮用水源水的生物脱氮。 

背景技术：

随着工农业生产的迅速发展，人类赖以生存的环境资源受到多种污染的冲击，氮就是其中之一。各种水环境中的氮污染问题是造成饮用水源地（湖泊、水库等）水体富营养化的主要原因之一，已成为世界性的环境问题，并越来越引起人们的高度重视。地表水体和地下水中的氮主要是离子态氮，以硝酸盐氮为主，其次是离子态氨氮和亚硝酸盐氮，现有的饮用水源特别是地下水源基本上都受到了不同程度的硝酸盐污染。有资料表明，这种硝酸盐超标的状况还将随着农业上氮肥使用量的增加，城乡污水排放量的加大在全世界范围内不断加剧；我国一些地区的水源地也出现了同样的问题，甚至更加严重。 

目前，生物脱氮是公认的去除水体氮污染物最经济、最有效的方法，该方法通常通过硝化作用和反硝化作用的组合工艺来实现，其中前者在好氧条件下，将氨由氨氧化细菌氧化为亚硝酸盐，然后进一步由亚硝酸盐氧化细菌将亚硝酸盐氧化为硝酸盐；后者则由反硝化细菌在缺氧或厌氧条件下将硝酸盐转化为氮气，从系统中脱除。大多数反硝化细菌是兼性厌氧细菌，能够利用氧或硝酸盐作为最终电子受体，在氧分压高时，进行好氧呼吸获得能量；当含氧浓度很低或完全厌氧时，通过反硝化作用获得能量；当同时存在分子态氧和硝酸盐时，反硝化细菌优先进行有氧呼吸。一般认为，当系统中氧浓度保持在0.5mg/L以下时，反硝化作用可以进行。Jorgensen等对海岸带悬浮物进行了研究，其结果发现，当溶解氧为2.2mg/L时，反硝化速率为0；当溶解氧降至0.2mg/L时，有微弱的反硝化作用；当溶解氧低于 0.125mg/L时，反硝化作用变得非常强烈。 

目前常用的生物脱氮系统启动方式有三种：一是先间歇培养一段时间，然后逐步增加负荷连续进水；二是连续培养，采用设定流速或者缓慢增加流速的方式进水；三是先接种活性污泥，然后再间歇或连续培养。这三种启动方式挂膜周期和所形成的生物膜特性不同，但是启动后达到稳定时处理效果基本相同。饮用水源水通常具有较高的溶解氧含量和较低的有机碳含量，因此在正常情况下，其脱氮启动需要相当长的时间。如何在短时间内将脱氮系统内的溶解氧降低到反硝化作用适宜发生的浓度，是实现水源水生物脱氮系统快速启动的关键。已有报道的实现手段包括：（1）通过吹送氮气去除系统中的溶解氧；（2）接种反硝化假单胞菌，投加甲醇（碳源），除去水体中溶解氧；（3）增加反硝化阶段的水力停留时间。 

葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，E.C.1.1.3.4，GOD)在有氧条件下能专一性地催化β-D-葡糖生成葡萄糖酸和过氧化氢，由于葡萄糖氧化酶具有去除葡萄糖、脱氧、杀菌等特性，而且安全无副作用，因此广泛应用于食品、饲料、医药等行业中。葡萄糖氧化酶广泛分布于动植物和微生物体内。由于微生物生长繁殖快、来源广，是生产葡萄糖氧化酶的主要来源，主要生产菌株为黑曲霉和青霉。葡萄糖氧化酶通常与过氧化氢酶组成一个氧化还原酶系统。葡萄糖氧化酶在分子氧存在下能氧化葡萄糖生成D-葡萄糖酸内酯，同时消耗氧生成过氧化氢。过氧化氢酶能够将过氧化氢分解生成水和1/2氧，而后水又与葡萄糖酸内酯结合产生葡萄糖酸。在此过程中，葡萄糖氧化酶的特点是能够消耗氧气催化葡萄糖氧化。按反应条件葡萄糖氧化酶催化反应有3种形式：（1）没有过氧化氢酶存在时，每氧化1摩尔葡萄糖消耗1摩尔分子氧；(2)有过氧化氢酶存在时，每氧化1摩尔葡萄糖消耗1/2摩尔分子氧；（3）有乙醇及过氧化氢酶存在时，过氧化氢酶可用于乙醇的氧化，每氧化1摩尔葡萄糖消耗1摩尔分子氧。因此，根据葡萄糖氧化酶这一特性，可以通过在生物脱氮系统中加入适量葡萄糖氧化酶或葡萄糖氧化酶产生菌，达到有效去除氧气，创造反硝化 作用适宜发生的条件，快速启动生物脱氮系统的目的。 

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求提供一种饮用水源水生物脱氮系统快速启动方法，可在1～3天的短时间内启动脱氮系统，快速去除水体中的硝酸盐和有效去除有机污染物。 

为了实现上述目的，本发明包括如下步骤： 

（1）、先选择一个生物膜反应器，生物膜反应器的类型包括普通生物滤池、淹没式生物滤池、生物流化床、生物膜膨胀床和动床生物膜反应器，将生物膜反应器中填充沙子、碎石、砂砾、纤维球、陶粒、沸石或人工合成有机填料中的一种或者两种以上的组合；