一种利用异养反硝化颗粒污泥快速启动自养型氨氧化的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用异养反硝化颗粒污泥快速启动自养型氨氧化的方法，所述方法包括如下步骤：S1.在生物反应器内接种反硝化颗粒污泥，培养异养反硝化菌；S2.调节所述生物反应器的进水中成分和/或含量从而驯化、富集厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌，启动自养型氨氧化。本发明专利技术通过将异养反硝化菌与厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌共生培养，反硝化颗粒污泥产生信号分子，能够使生物反应器内的厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌快速驯化、富集，促进自养型厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌主导的颗粒污泥快速形成过程，实现快速启动自养型氨氧化。

【技术实现步骤摘要】
一种利用异养反硝化颗粒污泥快速启动自养型氨氧化的方法
本专利技术涉及污水生物脱氮处理
，更具体地，涉及一种利用异养反硝化颗粒污泥快速启动自养型氨氧化的方法。
技术介绍
氮素是我国水环境污染控制的重要指标，增加氮素转化途径和提高总氮转化效率仍是氮素污染控制重要的研究热点。现有的生物脱氮工艺以传统的硝化/反硝化为理论依据，硝化作用是在好氧曝气条件下，依靠氨氧化菌(AOB)将氨氮氧化为亚硝酸盐，再通过亚硝酸盐氧化菌(NOB)将亚硝酸盐氧化为硝酸盐；反硝化作用，即在缺氧条件下，将硝酸盐或亚硝酸盐还原为氮气。这种硝化/反硝化过程的主要缺点是：①硝化过程需氧量高、能耗大，其曝气用电消耗占污水处理厂总耗电量的60％以上；②反硝化过程需要外加有机碳源，增加运行成本；③脱氮过程容积脱氮效率低(<0.5kgN/(m3/d))，导致反应池占地面积大，基建投资高；因此，研发高效、经济的新型生物脱氮技术成为水体氮素污染控制领域中的难点。厌氧氨氧化和厌氧铁氨氧化同属于自养型脱氮技术，与传统的硝化/反硝化工艺相比，具有能耗低、污泥产生量少、无需外加碳源、脱氮负荷高等优势。厌氧氨氧化以厌氧氨氧化菌为主要功能菌群，以氨氮作为电子供体，亚硝酸盐作为电子受体，将两者还原为氮气，其化学计量式如下：NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O厌氧铁氨氧化以厌氧铁氨氧化菌为主要功能菌群，以氨氮作为电子供体，铁氧化物作为电子受体，在缺氧条件下实现氨的氧化。但是，这两种自养型氨氧化反应同时存在启动过程缓慢，功能细菌培养困难的问题，严重制约自养脱氮技术在工程实践中的应用。所以，需要开发出促进自养型厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌主导的颗粒污泥快速形成的方法，实现自养型氨氧化的快速启动。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的自养型氨氧化反应启动过程缺陷，提供一种利用异养反硝化颗粒污泥快速启动自养型氨氧化的方法，提供的方法利用反硝化污泥颗粒产生的内源信号分子促进厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌的生长，增加其生物量，从而实现自养型氨氧化的快速启动。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种利用异养反硝化颗粒污泥快速启动自养型氨氧化的方法，所述方法包括如下步骤：S1.在生物反应器内接种反硝化颗粒污泥，培养异养反硝化菌；S2.调节所述生物反应器的进水中成分和/或含量从而驯化、富集厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌，启动自养型氨氧化。厌氧氨氧化菌是一类能够将NH4+-N和NO2--N转化为氮气的微生物。厌氧铁氨氧化菌是一类能够利用Fe(Ⅲ)将NH4+-N氧化为氮气的微生物。专利技术人研究发现，反硝化颗粒污泥产生的信号分子，能够使生物反应器内的厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌快速驯化、富集。本专利技术通过将异养反硝化菌与厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌共生培养，促进自养型厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌主导的颗粒污泥快速形成过程，实现快速启动自养型氨氧化。生物反应器可以为EGSB反应器。步骤S1.接种的反硝化颗粒污泥的浓度可以为1～20gMLSS/L并且0.5～15gMLVSS/L。接种时反硝化颗粒污泥用蒸馏水清洗三次后加入反应器，定容至0.5L，开始进水前向反应器内通入氮气5分钟，去除水中的溶解氧。步骤S1.中，生物反应器的进水添加微量元素营养液。微量元素营养液的投加比可以为0.1％。微量元素营养液的组成及浓度可以为：KH2PO4(50mg/L)，CaCl2(300mg/L)，MgSO4·7H2O(100mg/L)，ZnSO4·7H2O(0.05mg/L)，H3BO3(0.05mg/L)，MnCl2·4H2O(0.05mg/L)，CuSO4·5H2O(0.05mg/L)，NiCl2·6H2O(0.05mg/L)，CoCl2·6H2O(0.05mg/L)，NaWO4·H2O(0.01mg/L)。步骤S1.的反应条件可以为，反应温度控制为35℃，进水流量为1～2L/h，回流比为2，水力停留时间为3～6小时，pH值为通过酸碱调节液调节为7.5；以乙酸钠作为碳源，控制C/N为2，进水的NO3--N浓度为50mg/L。优选地，所述自养型氨氧化为自养型厌氧氨氧化；步骤S2.为，增大进水中NO3--N浓度从而积累NO2--N，波动增加进水中NH4+-N浓度、逐渐降低C/N，同时增加碳酸氢盐使进水中碳酸氢盐浓度为40～100mg/L，从而驯化、富集厌氧氨氧化菌，启动自养型氨氧化。优选地，步骤S2.中，当生物反应器的进水NO3--N的去除率大于95％时，进水中NO3--N浓度每周增加5～10mg/L，最终增加至140～160mg/L。更优选地，步骤S2.中，进水中NO3--N浓度最终增加至150mg/L。优选地，步骤S2.中，当生物反应器的出水中NO2--N浓度达到130～140mg/L后，波动增加进水中NH4+-N浓度至115～125mg/L、逐渐降低C/N至0.2～0.3。更优选地，步骤S2.中，当生物反应器的出水中NO2--N浓度达到135mg/L后，波动增加进水中NH4+-N浓度至120mg/L、逐渐降低C/N至0.25。优选地，所述碳酸氢盐为碳酸氢钾和/或碳酸氢钠。优选地，进水中所述碳酸氢盐的浓度为50mg/L。优选地，所述自养型氨氧化为自养型厌氧铁氨氧化；步骤S2.为，逐渐增大进水中Fe(Ⅲ)浓度、降低NO3--N浓度，波动增加进水NH4+-N浓度、逐渐降低C/N，同时增加碳酸氢盐使进水中碳酸氢盐浓度为40～100mg/L，从而驯化、富集厌氧铁氨氧化菌，启动自养型厌氧铁氨氧化。优选地，步骤S2.中，当生物反应器的进水NO3--N的去除率大于95％时，逐渐增大进水中Fe(Ⅲ)浓度，NO3--N浓度从140～160mg/L逐渐降低；波动增加进水中NH4+-N浓度至115～125mg/L、逐渐降低C/N至0.2～0.3；生物反应器稳定运行时Fe(Ⅲ)与NH4+-N的摩尔比为0.9～1.1∶1。更优选地，步骤S2.中，当生物反应器的进水NO3--N的去除率大于95％时，逐渐增大进水中Fe(Ⅲ)浓度，NO3--N浓度从150mg/L逐渐降低；波动增加进水中NH4+-N浓度至120mg/L、逐渐降低C/N至0.25；生物反应器稳定运行时Fe(Ⅲ)与NH4+-N的摩尔比为1∶1。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过将异养反硝化菌与厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌共生培养，反硝化颗粒污泥产生信号分子，能够使生物反应器内的厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌快速驯化、富集，促进自养型厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌主导的颗粒污泥快速形成过程，实现快速启动自养型氨氧化。附图说明图1为实施例1～2中EGSB生物反应器的结构示意图。图2为实施例1中EGSB反应器启动厌氧氨氧化过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用异养反硝化颗粒污泥快速启动自养型氨氧化的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1.在生物反应器内接种反硝化颗粒污泥，培养异养反硝化菌；/nS2.调节所述生物反应器的进水中成分和/或含量从而驯化、富集厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌，启动自养型氨氧化。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用异养反硝化颗粒污泥快速启动自养型氨氧化的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.在生物反应器内接种反硝化颗粒污泥，培养异养反硝化菌；
S2.调节所述生物反应器的进水中成分和/或含量从而驯化、富集厌氧氨氧化菌或厌氧铁氨氧化菌，启动自养型氨氧化。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自养型氨氧化为自养型厌氧氨氧化；
步骤S2.为，增大进水中NO3--N浓度从而积累NO2--N，波动增加进水中NH4+-N浓度、逐渐降低C/N，同时增加碳酸氢盐使进水中碳酸氢盐浓度为40～100mg/L，从而驯化、富集厌氧氨氧化菌，启动自养型氨氧化。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2.中，当生物反应器的进水NO3--N的去除率大于95％时，进水中NO3--N浓度每周增加5～10mg/L，最终增加至140～160mg/L。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S2.中，进水中NO3--N浓度最终增加至150mg/L。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2.中，当生物反应器的出水中NO2--N浓度达到130～140mg/L后，波动增加进水中NH4+-N浓度至115～125mg/L、逐渐降低C/N至0.2～0.3。


6.根据权利要求5所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡颖斌，李宁，王桢，江进，许燕滨，潘汉平，曹节，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44