[发明专利]一种同步脱氮除硫颗粒污泥的快速培养方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种废水处理颗粒污泥的培养方法，特别涉及一种同步脱氮除硫颗粒污泥的快速培养方法。

(二)背景技术

近年来，水污染问题严重，过多的含氮污染物进入水体，不仅导致水体富营养化频繁爆发，危害水生生物、破坏生态平衡。同时，石油、制药、制革、垃圾渗滤液等富含硫酸盐的废水在厌氧处理过程中产生大量有毒副产物，主要是硫化物，因其具有腐蚀性、生物毒性并且容易逸散出有恶臭气味的H₂S气体，对人体健康和环境质量造成危害。在废水排放前需要对上述二次污染物进行深度处理。

而传统的生物脱氮采用硝化和反硝化工艺，存在着碳源不足、曝气能耗高的问题，同时也产生了较多的剩余污泥。新型自养型生物脱氮微生物--厌氧氨氧化菌能够以亚硝酸盐为电子受体，氧化氨氮为氮气，从而实现氮素的“绿色”脱除。比传统的硝化反硝化工艺能耗更低，效率更高，应用前景光明。但厌氧氨氧化工艺会产生一定数量的硝酸盐，需要有效处理。

研究表明，脱氮硫杆菌以无机碳HCO₃^-为碳源，可利用还原性硫化物S^2-为电子供体，以硝酸盐为电子受体将硫化物氧化成单质硫，实现生物除硫。

一般来说，废水的脱氮和除硫工艺大多分开进行，这不仅使处理工艺复杂化，也增加了废水处理成本。

近年来为解决剩余污泥的问题，自养微生物逐渐被关注并应用于废水处理领域。然而，同其他自养微生物一样，微生物活性及其生物量是制约其处理效率的瓶颈。其一，厌氧氨氧化菌生长缓慢；其二，硫化物本身会对厌氧氨氧化微生物产生抑制作用，过高浓度的硫化物甚至会导致厌氧氨氧化菌的死亡。

有鉴于此，本发明将厌氧氨氧化和硫自养反硝化进行耦合，提出的新型厌氧氨氧化--硫自养反硝化耦合脱氮除硫工艺能够有效的结合厌氧氨氧化和硫自养反硝化的优势，在厌氧氨氧化将氨氮和亚硝酸盐脱除的同时，脱氮硫杆菌以厌氧氨氧化的产物硝酸盐为电子受体将废水中的S^2-氧化成单质硫，硝酸盐被还原为氮气，实现同步脱氮除硫。因此，同步脱氮除硫颗粒污泥的快速培养将有助于这一工艺的推广应用，推动污水处理技术的发展。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种同步脱氮除硫颗粒污泥的快速培养和应用方法，所述同步脱氮除硫颗粒污泥的培养方法为在厌氧，避光，温度为30～37℃，pH为7.5～8.0的条件下，采用升流式厌氧污泥床(UASB)反应器，以体积比为1:1～1:1.5的厌氧氨氧化颗粒污泥和产甲烷颗粒污泥为接种污泥，加入模拟废水、无机盐以及微量元素，培养后可得。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种同步脱氮除硫颗粒污泥的快速培养方法，所述方法为：采用升流式厌氧污泥床反应器，所述反应器包括进水口、出水口、三相分离器和反应器池体；以体积比为1:1～1:1.5的厌氧氨氧化颗粒污泥和产甲烷颗粒污泥为接种污泥，以含氨氮和亚硝氮的模拟废水为进水，向模拟废水中加入硫化物，并加入维持微生物生长的无机盐以及微量元素，逐步提高进水基质浓度(所述进水基质浓度是指进水中NH₄⁺-N，NO₂^--N和S^2-浓度)和/或缩短水力停留时间来调节反应器运行，在厌氧、避光、温度为30～37℃、pH为7.5～8.0的条件下培养，当总氮去除率大于80％，硫化物去除率大于80％，并能够维持三天以上，则同步脱氮除硫颗粒污泥培养成功；

所述模拟废水中氨氮(初始)浓度为40mg N·L^-1～300mg N·L^-1，所述氨氮与亚硝氮质量浓度之比为1:1～1.32；所述硫化物与模拟废水中氨氮质量浓度比为0.55～0.65:1；所述进水基质中氨氮浓度的提高幅度为40mgN·L^-1～60mgN·L^-1；所述水力停留时间每次缩短至原水力停留时间的90％～70％。

进一步，所述硫化物通过蠕动泵加入反应器的进水口，所述模拟废水、无机盐和微量元素混合后通过蠕动泵加入反应器的进水口。