[发明专利]一种短程反硝化与厌氧氨氧化耦合脱氮一体式系统的启动方法

说明书

本发明公开了一种短程反硝化与厌氧氨氧化耦合脱氮一体式系统的启动方法，通过在厌氧氨氧化颗粒污泥中逐步富集反硝化细菌，继而激活该功能菌(反硝化细菌)的短程反硝化进程来实现两种脱氮工艺耦合，具体为：首先在一体式反应器中接种厌氧氨氧化颗粒污泥，然后逐级添加有机碳源来富集反硝化细菌并提升厌氧氨氧化细菌对有机物的适应能力，随后通过将进水中的亚硝酸盐逐步替换为硝酸盐来激活短程反硝化进程，最终当反应器总氮去除率维持在85％以上时，成功实现短程反硝化与厌氧氨氧化耦合脱氮一体式系统的启动。

技术领域

本发明涉及一种短程反硝化与厌氧氨氧化耦合脱氮一体式系统的启动方法，属于生物脱氮技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展，废水氮素排放量逐年升高，极易威胁生态平衡和人类健康。目前，生物脱氮技术是水体氮素污染控制的主流手段，而新型的厌氧氨氧化技术以其节省曝气消耗、无需额外有机碳源、污泥产量低等优势逐渐受到研究者的广泛关注。

厌氧氨氧化技术是指厌氧氨氧化细菌在厌氧或缺氧条件下，以氨氮为电子供体，将亚硝酸盐转化为氮气的过程。由于该技术同时需要氨氮和亚硝酸盐，使得该技术应用过程中必须串联其他工艺，为其提供亚硝酸盐基质。目前，主流的串联工艺包括亚硝化工艺和短程反硝化工艺。近年来，为强化去除废水中硝酸盐，研究者提出了短程反硝化工艺串联厌氧氨氧化工艺。现有技术中，短程反硝化与厌氧氨氧化串联工艺通常在两个独立的反应器中实现，这样不仅增加了基建成本，而且独立串联工艺运行过程很难有效控制。这是由于反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌很难共存，两种功能菌存在基质竞争关系。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种短程反硝化与厌氧氨氧化耦合脱氮一体式系统的启动方法，该方法在富集反硝化细菌的同时，不对厌氧氨氧化细菌产生抑制作用，从而不会引起厌氧氨氧化细菌的丰度下降，在实现反硝化细菌与厌氧氨氧化细菌共存后，逐渐改变进水基质，让短程反硝化过程开启，从而实现两种功能菌在一体式耦合反应器中的共生共存，本发明一体式系统能够在一个反应器中实现氨氮和硝酸盐高效、稳定去除，且启动时间短。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为：

一种短程反硝化与厌氧氨氧化耦合脱氮一体式系统的启动方法，包括如下步骤：

(1)将厌氧氨氧化颗粒污泥接种至一体式膨胀颗粒污泥床反应器中，污泥接种量为4～6kg VSS/L；反应器初始进水中氮源为氨氮与亚硝酸盐氮，进水中同时添加有机碳源，此时进水COD与总氮的浓度比为0.2～0.25∶1，促进厌氧氨氧化颗粒污泥中富集反硝化细菌；当反应器总氮去除率稳定在85％以上时，逐级增加进水中有机碳源的浓度并最终使进水COD与总氮的浓度比例达到0.4～0.6∶1，进一步富集反硝化细菌并提升厌氧氨氧化细菌对有机物的适应性；其中，进水中有机碳源为葡萄糖或乙酸钠；

(2)维持反应器进水氨氮和总氮浓度不变，在反应器总氮去除率稳定在85％以上时，将进水中亚硝酸盐和硝酸盐比例调节至1∶1，相应地进水COD与总氮浓度比例调节至0.8～1∶1；在反应器总氮去除率稳定在85％以上时，进一步将进水亚硝酸盐和硝酸盐比例调节至0∶1，最终进水中氮源为氨氮和硝酸盐氮，相应地进水COD与总氮浓度比例达到1.2～1.4∶1，当反应器总氮去除率稳定在85％以上时，短程反硝化与厌氧氨氧化耦合脱氮一体式系统建立。

其中，步骤(1)中，反应器初始进水中，氨氮与亚硝酸盐氮的浓度为1∶1.1，初始进水pH为7.0～7.5。

其中，步骤(1)中，厌氧氨氧化颗粒污泥取自常规厌氧氨氧化反应器，厌氧氨氧化颗粒污泥的平均粒径在0.5～1.5mm之间。

其中，厌氧氨氧化接种污泥中，优势厌氧氨氧化细菌为Candidatus Brocadia和Candidatus Jettenia，优势厌氧氨氧化细菌丰度之和超过10％。