[发明专利]一种利用硫化亚铁强化厌氧氨氧化菌培养和提高菌活性的方法

说明书

本发明涉及一种利用硫化亚铁强化厌氧氨氧化菌培养和提高菌活性的方法，该方法包括：向上流式厌氧污泥床反应器中加入硫化亚铁颗粒和厌氧颗粒污泥，硫化亚铁颗粒的加入量为1～10g/L含氨态氮、亚硝态氮待处理废水；在30～34℃厌氧避光条件下进行搅拌使反应器中的厌氧氨氧化污泥与污染物充分反应，调整进水流速使水力停留时间(HRT)为24～48小时；本发明通过加入硫化亚铁可加速厌氧氨氧化菌的培养，缩短了反应器启动时间，提高了厌氧氨氧化菌的活性，并且得到的颗粒更加密实，稳定性更好。本发明所述的方法工艺简单，反应条件温和，正常厌氧氨氧化反应条件下即可进行；对环境安全无害，并且便于工程应用。

技术领域

本发明涉及一种利用硫化亚铁强化厌氧氨氧化菌培养和提高菌活性的方法，属于环境微生物和废水治理技术领域。

背景技术

厌氧氨氧化工艺作为一种低能耗的环境友好型自养脱氮技术受到了广泛的关注。该工艺主要是依赖于厌氧氨氧化菌在缺氧的条件下，以NO₂^--N为电子受体，将NH₄⁺-N转化为N₂。与传统生物脱氮工艺相比，厌氧氨氧化工艺不需要有机物作为碳源，同时氧气需求量降低了约60％，剩余污泥产量减少了约90％，占地面积小，运行成本可节约60％左右。此外，厌氧氨氧化工艺具有较高的氮去除率，十分适合高氨态氮废水处理，并且与传统生物脱氮工艺相比，温室气体的排放量减少了约90％左右。

尽管在世界各地已建立起工业化厌氧氨氧化反应器，但由于厌氧氨氧化菌世代周期长、对环境变化敏感且反应过程中会生成硝态氮(NO₃^--N)等，导致目前很少将该工艺应用于生活污水主流废水的处理中。目前大多数厌氧氨氧化污水处理厂主要分布在欧洲、中国和北美。从氮负荷率(NLRs)上来看，这些污水处理厂主要处理来自谷氨酸和氨基酸工业以及屠宰场的废水，厌氧氨氧化还没有成为处理生活污水的主流工艺，还有许多关键技术有待解决，特别是如何缩短从厌氧颗粒污泥转变为厌氧氨氧化颗粒污泥的时间，从而应对实际应用时的批量化生产等问题。因此，加快厌氧氨氧化启动过程对于该技术的实际应用具有重要意义。

为缩短厌氧氨氧化反应的启动时间、增强其稳定性能，国内外学者不断地进行研究与探索。其中，较为直接有效的方式是通过增强厌氧氨氧化菌的活性来快速启动反应器。Yang等人通过向自养反硝化反应器内投加一定量的纳米磁黄铁矿(nFe_1-xS)成功驯化出硫自养反硝化菌实现了硝氮的去除。但以上仍需要较长的启动时间，因此，如何缩短从厌氧颗粒污泥转变为厌氧氨氧化颗粒污泥的时间，提高厌氧氨氧化菌的活性仍然是目前需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，尤其是目前厌氧氨氧化菌培养时间较长，严重阻碍了厌氧氨氧化工艺的实际应用的难题，本发明提供一种利用硫化亚铁强化厌氧氨氧化菌培养和提高菌活性的方法。

采用本发明的方法可以促进厌氧氨氧化的快速启动，促进厌氧氨氧化菌生长，可以提高处理效能，环境友好易于工程应用。

为解决以上问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种利用硫化亚铁强化厌氧氨氧化菌培养和提高菌活性的方法，包括步骤如下：

(1)向上流式厌氧污泥床反应器中加入硫化亚铁颗粒和厌氧颗粒污泥，硫化亚铁颗粒的加入量为1～10g/L含氨态氮、亚硝态氮待处理废水；

(2)从反应器的底部利用蠕动泵通入含氨态氮、亚硝态氮待处理废水，在30～34℃厌氧避光条件下进行搅拌使反应器中的厌氧氨氧化污泥与污染物充分反应，调整进水流速使水力停留时间(HRT)为24～48小时；缩短厌氧氨氧化菌培养时间，实现运行稳定性和提高厌氧氨氧化菌活性；反应器在运行51～59天启动反应。

根据本发明优选的，步骤(1)中，硫化亚铁颗粒的加入量为3～10g/L含氨态氮、亚硝态氮待处理废水。