本发明属于环保技术领域，涉及一种脱氮硫杆菌污泥，具体涉及一种快速培养自养脱氮硫杆菌污泥的模拟废水及方法。
背景技术：
近年来，水体富营养化成为一个全球性问题，总氮超标是水体富营养化的元凶之一，解决总氮问题迫在眉睫。国家现执行的排放标准为一级a标准，规定了总氮出水指标<15mg/l，而在一些特殊地区比如北京和江浙则规定了总氮出水要小于特别排放限值的10mg/l，在某些地区如滇池甚至提出了总氮达到地表iv类水标准，因此在传统的污水处理方法之后对总氮进行深度处理是一个较大的需求。
现有的传统污水处理方法为异养反硝化，传统的生物脱氮工艺如a2/o等主要靠的是内回流来进行脱氮，内循环量一般为100％-200％。脱氮效率难以进一步提高，且动力成本较高。现有的深度处理方法以反硝化深床滤池为主，但是滤池具有占地面积大、需要额外投加碳源而增加了运行成本、脱氮效率低下等缺点。
硫自养反硝化是一种新型的深度脱氮方法，利用脱氮硫杆自养菌对硝态氮进行反硝化处理，具有运营成本低，脱氮效率高，无二次污染等优点。但是现存在的硫自养反硝化污泥培养方法均为填充床，即在反应器中加入大量硫片，通过连续进水培养，使细菌附着在硫片表面，形成一层生物膜，这样做具有启动时间长(需要3-4个月)、占地面积大、脱氮效率较低、可能造成出水ss超标等一系列问题。
技术实现要素：
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种快速培养自养脱氮硫杆菌污泥的模拟废水。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种快速培养自养脱氮硫杆菌污泥的模拟废水，它包括以下浓度的组分：
优化地，它包括以下浓度的组分：
优化地，它包括以下浓度的组分：
本发明的又一目的在于提供一种快速培养自养脱氮硫杆菌污泥的模拟废水及方法，它包括以下步骤：
(a)向反应器中注入接种污泥；
(b)以模拟废水为进水，将其由底部泵入所述反应器，并流经所述接种污泥，通过陶瓷平板膜分离；所述模拟废水包括以下浓度的组分：no3-n30-200mg/l、nahco3300-1500mg/l、s60-500mg/l、mgso4·7h2o10-80mg/l、feso48-100mg/l、na2hpo460-300mg/l和nah2po430-400mg/l；
(c)在反应器中，于ph7.4-7.5、避光和厌氧、水力停留时间12～24h的条件下进行培养。
优化地，步骤(a)中，所述接种污泥为污水处理厂厌氧段絮状活性污泥，污泥粒径为100～200微米，密度为1.02～1.03g/l。
进一步地，步骤(a)中，注入接种污泥后，所述反应器中vss和ss的比值为0.7～0.8，ss浓度为10.0～10.5g·l-1。
优化地，步骤(b)中，所述反应器水力上升流速控制为0.016～0.668m·h-1。
优化地，步骤(c)中，还向所述反应器中加入其容量0.5～1.5％的400目改性硫粉，并进行桨叶搅拌。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明快速培养自养脱氮硫杆菌污泥的模拟废水，通过将nano3、nahco3、mgso4·7h2o、feso4等进行复配，从而共同为微生物生长提供营养源，且营养效率最高。
本发明快速培养自养脱氮硫杆菌污泥的模拟废水的方法，能够快速培养出沉降性能好(沉降速度2～3m/h，普通方法培养出来的污泥沉降速度在0.5-1.0m/h)、污泥活性高、总氮负荷高(总氮负荷高达1.0kg/m3/d)的脱氮硫杆菌污泥，从而有效地提高反应器负荷，培养20天(大大缩短污泥培养时间，普通方法培养污泥启动时间长达3-4个月)后，获得黑色、平均粒径50微米左右、活性良好的脱氮硫杆菌污泥。
具体实施方式
本发明快速培养自养脱氮硫杆菌污泥的模拟废水，它包括以下浓度的组分：nano330-200mg/l、nahco3300-1500mg/l、s60-500mg/l、mgso4·7h2o10-80mg/l、feso48-100mg/l、na2hpo460-300mg/l、nah2po430-400mg/l。通过将no3-n、nahco3、mgso4·7h2o、feso4等进行复配，从而共同为微生物生长提供营养源，且营养效率最高。
上述模拟废水优选包括以下浓度的组分：nano350-150mg/l、nahco3500-1000mg/l、s200-300mg/l、mgso4·7h2o25-70mg/l、feso45-25mg/l、na2hpo4150-250mg/l、nah2po4150-250mg/l；上述模拟废水优选包括以下浓度的组分：nano3100mg/l、nahco3800mg/l、s250mg/l、mgso4·7h2o50mg/l、feso412mg/l、na2hpo4200mg/l、nah2po4200mg/l；这样的模拟废水使微生物增殖速度最快，反应效率最高，因为每个组分的浓度都有最适宜微生物生长的浓度，偏高或偏低都会抑制微生物的生长。
本发明快速培养自养脱氮硫杆菌污泥的模拟废水及方法，它包括以下步骤：(a)向反应器中注入接种污泥；(b)以模拟废水为进水，将其由底部泵入所述反应器，并流经所述接种污泥，通过陶瓷平板膜分离；所述模拟废水包括以下浓度的组分：no3-n30-200mg/l、nahco3300-1500mg/l、s60-500mg/l、mgso4·7h2o10-80mg/l、feso48-100mg/l、na2hpo460-300mg/l和nah2po430-400mg/l；(c)在反应器中，于ph7.4-7.5、避光和厌氧、水力停留时间12～24h的条件下进行培养。这样能够快速培养出沉降性能好(沉降速度2～3m/h，普通方法培养出来的污泥沉降速度在0.5-1.0m/h)、污泥活性高、总氮负荷高(总氮负荷高达1.0kg/m3/d)的脱氮硫杆菌污泥，从而有效地提高反应器负荷，培养20天(大大缩短污泥培养时间，普通方法培养污泥启动时间长达3-4个月)后，获得黑色、平均粒径50微米左右、活性良好的脱氮硫杆菌污泥。解决了碳源问题，即碳源过量会导致cod超标，碳源不足会导致脱氮效率低下的问题，较传统反硝化滤池运行成本节约40％，投资成本节约10％。总氮对于处理后的污水，出水总氮指标稳定小于特别排放限值(10mg/l)，极限处理效果出水总氮小于1.5mg/l(达到地表iv类水标准)，保证稳定达标，对于改善水体环境和减轻地表水负荷具有重大意义。
步骤(a)中，所述接种污泥为污水处理厂厌氧段絮状活性污泥，污泥粒径为100～200微米，密度为1.02～1.03g/l；注入接种污泥后，所述反应器中vss和ss的比值为0.7～0.8，ss浓度为10.0～10.5g·l-1。步骤(b)中，所述反应器水力上升流速控制为0.016～0.668m·h-1。步骤(c)中，还向所述反应器中加入其容量0.5～1.5％的400目改性硫粉(市售亲水硫磺粉，其颗粒更易与微生物进行反应，反应速率常数提高一倍)，并进行桨叶搅拌，以持续补充硫源。
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明：
实施例1-5、对比例1-4
实施例1-5、对比例1-4分别提供一种快速培养自养脱氮硫杆菌污泥的方法，它包括以下步骤：
(a)以污水处理厂厌氧段絮状活性污泥为接种污泥(污泥粒径为100～200微米，密度为1.02～1.03g/l)，注入反应器中；接种后反应器的ss和vss分别为10.2g·l-1和7.8g·l-1(即vss和ss的比值区间处于0.7～0.8)；
(b)以模拟废水(实施例1-5、对比例1-4中模拟废水组分见表1)为进水，将其由底部泵入反应器(流化床形式，反应器水力上升流速控制为0.016～0.668m·h-1)，并流经接种污泥，通过陶瓷平板膜分离(陶瓷平板膜保证了较好的分离效果，保证反应器内部污泥浓度维持在较高的程度，并且保证出水ss可以达到一级a标准的10mg/l)；
(c)在反应器中，于ph7.4-7.5、避光和厌氧、水力停留时间12～24h的条件下进行培养；还向反应器中加入其容量1％的400目改性硫粉，并进行桨叶搅拌(桨叶搅拌线速度视反应器大小而定，一般在50～80米/分钟)。
表1实施例1-5、对比例1-4中模拟废水组分表
从表1中可见，对比例1中缺乏s，对比例2中缺乏mgso4·7h2o，对比例3中缺乏feso4，对比例4中加入的s元素太少，仅为50mg/l。将实施例1-5、对比例1-4中培养的自养脱氮硫杆菌污泥以硝酸钠(tn)为氮源进行处理，观察去除效果，结果如表2。
可见实施例1-5皆有较好的去除效果，在停留时间足够的情况下去除率在90％以上，脱氮负荷稳定能达到1kg/m3/d。对比例1中缺乏s元素，与实施例5相比，总氮去除率稍微低一些，但是仍然能够达到一级a标准，但是s为直接参与反应的消耗品，如果长期不补充，脱氮负荷会大大降低；对比例2中缺乏mgso4·7h2o，即缺乏微生物生长所需要的镁元素，与实施例5相比，可以看出出水总氮略高，但是影响小于缺乏s元素的实验；对比例3中缺乏feso4，即缺乏微生物生长所需要的铁元素，与实施例5相比，可以看出出水总氮略高，但是影响小于缺乏s元素和缺乏mg元素的实验。对比例4中，与实施例5相比，s元素较少，仅为50mg/l，可以看出出水总氮略高，仍能达到一级a标准，但是影响大于缺乏fe元素和缺乏mg元素的实验，可见s元素为脱氮硫杆菌生长最需要的元素。综上所述，s元素、mg元素、fe元素均为微生物生长所必需的元素，并且重要性依次递减。
表2实施例1-5、对比例1-4中培养的自养脱氮硫杆菌污泥的性能表
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。