本发明涉及水处理，尤其涉及一种氨氮废水的微生物处理方法。
背景技术：
1、氨氮废水通常是指包括大量的nh3和nh4+的废水，其来源包括畜禽养殖废水、农田生产尾水、工业废水、城市废水、垃圾渗滤液等等。氨氮废水在排放到水体中后，易引发水体富营养化，严重时会造成水生生物大面积死亡，进入人体后会引发呼吸道疾病。目前，氨氮污染的预防和控制已成为环境保护的重点之一。
2、氨氮废水的常见处理方法包括物理法(如吹脱法、吸附法、膜分离法)、化学法(如化学沉淀法、电化学氧化法、折点氯化法)和生物法。其中，硝化反硝化是一种典型的氨氮废水生物处理方法，其先有氧条件下利用硝化细菌将氨氮转化为硝酸盐，然后在缺氧条件下利用反硝化细菌将硝酸盐还原为无害的氮气，从而实现废水在氨氮的无害化处理。
3、在废水硝化处理过程中，通过投加硝化细菌生长促进剂，能够为硝化细菌的生长繁殖和硝化作用提供营养物质，使初期硝化细菌能够被快速激活，促进生物脱氮。在现有技术中，常将微生物生长促进剂负载在载体填料中，既能使微生物生长促进剂在废水处理过程中平稳释放，避免初期投加量过大而造成废水中有机物和无机离子残留，以及后期残留量不足而难以维持较好的废水处理效果，又能吸附微生物，为其生长繁殖提供场所，减少微生物的流失，提高废水处理效率，并提高系统的耐受冲击能力。
4、专利cn109775860b公开了一种固定化微生物载体填料及其制备方法，通过将主料、缓释剂(即营养物质)、营养菌剂混捏成型，并在混捏成型体系中加入发泡剂和发泡催化剂，然后进行硬化处理，制得固定化微生物载体填料。该专利通过在制备过程中添加发泡剂，增加了载体填料表面的孔隙率和粗糙度，能够为微生物的固定和生长提供通道，但这些孔洞难以大幅度促进缓释出的营养物质在载体填料内部流通，并与附着在载体填料中的细菌接触，以促进废水处理初期微生物的快速激活，并提高废水的生物处理效率。
技术实现思路
1、为了解决现有的微生物载体难以大幅度促进缓释出的营养物质在其内部流通，并与附着在其中的细菌接触的技术问题，本发明提供了一种氨氮废水的微生物处理方法。本发明在氨氮废水的微生物处理过程中，通过采用特制的微生物载体，能够促进硝化细菌生长促进剂在微生物载体内流通，并与活性碳纤维表面以及硝化细菌膜接触，进而缩短驯化和挂膜时间，并提高废水硝化处理效率。
2、本发明的具体技术方案为：
3、一种氨氮废水的微生物处理方法，包括以下步骤：
4、步骤s1：向生物处理装置中投入活性污泥和微生物载体，通入含氨氮的驯化水，进行驯化和挂膜；所述微生物载体的原料包括缓释基体材料、改性活性碳纤维和硝化细菌生长促进剂，所述改性活性碳纤维为表面从内到外依次设有碳酸氢铵层和隔水层的活性碳纤维，所述微生物载体由各原料混合成型后经热处理致孔获得；
5、步骤s2：完成驯化和挂膜后，将待处理的氨氮废水通入生物处理装置中，进行硝化处理。
6、活性碳纤维是经过高温活化的碳纤维，对微生物具有较强的吸附性，能够作为生物膜载体用于废水的微生物处理。本发明在活性碳纤维表面设置了碳酸氢铵层，并在碳酸氢铵层外设置了隔水层，将其添加于微生物载体中，在混合成型过程中需要添加水，隔水层能够防止碳酸氢铵层被水溶解；在混合成型后的致孔过程中，活性碳纤维表面的碳酸氢铵分解成气体，使活性碳纤维与缓释基体之间形成间隙，并且，碳酸氢铵分解产生的二氧化碳和氨气在向外释放的过程中，能够使活性碳纤维与缓释基体之间的间隙扩大，并在缓释基体内形成连通活性碳纤维表面和缓释基体外部的孔道。
7、当采用上述微生物载体进行氨氮废水处理时，利用缓释基体内部分布的连通活性碳纤维表面和缓释基体外部的孔道，能够使废水中的氨氮以及外部添加的硝化细菌进入缓释基体内，并到达活性碳纤维表面。活性碳纤维与缓释基体之间的间隙能够为硝化细菌的附着和生长提供空间，使硝化细菌能够在活性碳纤维表面形成硝化细菌膜。同时，利用缓释基体内部与活性碳纤维表面连通的孔道，有利于使缓释基体中释放出的硝化细菌生长促进剂扩散到活性碳纤维表面，并且，利用活性碳纤维与缓释基体之间的间隙，能够促进硝化细菌生长促进剂沿着活性碳纤维流通和传输，进而与活性碳纤维表面以及硝化细菌膜充分接触。通过上述方式，在驯化和挂膜期间，能够充分利用硝化细菌生长促进剂激活硝化细菌，使其在活性碳纤维表面快速生长和繁殖，从而缩短驯化和挂膜时间；在废水硝化处理期间，能够充分利用硝化细菌生长促进剂为硝化作用提供营养，从而提高废水硝化处理效率。
8、此外，本发明中使用的致孔剂碳酸氢铵及其致孔过程中的产物不会对硝化细菌的生长造成抑制：碳酸氢铵在热处理致孔时分解成二氧化碳、氨气和水释放到微生物载体外，部分未分解的碳酸氢铵易溶于水，在驯化和挂膜期间会被水带出微生物载体，少量残留于微生物载体中，能够帮助活性碳纤维表面微生物膜的驯化，使微生物膜中具有较高的硝化细菌含量。并且，在致孔过程中，碳酸氢铵层表面的隔水层被破坏，因而不会对硝化细菌在活性碳纤维表面的附着造成过大影响。
9、作为优选，步骤s1中，所述改性活性碳纤维中，碳酸氢铵层的厚度为5～10μm。
10、作为优选，步骤s1中，所述隔水层为机油膜，所述改性活性碳纤维的制备方法包括以下步骤：
11、(1.1)在活性碳纤维表面沉积碳酸氢铵，获得碳酸氢铵改性活性碳纤维；
12、(1.2)将碳酸氢铵改性活性碳纤维浸入机油中，充分浸润后取出，沥干，获得改性活性碳纤维。
13、作为优选，步骤s1中，所述改性活性碳纤维的长度为20～40mm。
14、作为优选，步骤s1中，所述缓释基体材料包括可再分散乳胶粉和无机骨料。
15、进一步地，步骤s1中，所述无机骨料包括硅酸盐水泥和多孔粘土，所述缓释基体材料包括质量比为1:8～12:3～8的可再分散乳胶粉、硅酸盐水泥和多孔粘土。
16、作为优选，步骤s1中，所述微生物载体的制备方法包括以下步骤：将缓释基体材料、改性活性碳纤维、硝化细菌生长促进剂和水混合制成浆料后，注入模具中，进行静置硬化，并在静置硬化期间进行热处理致孔，获得微生物载体。
17、在静置硬化的过程中，随着时间的推移，微生物载体的机械强度逐渐增大。在完成静置硬化后，微生物载体的机械强度较高，致孔时反应释放的二氧化碳和氨气不易在微生物载体内形成孔道(能够形成的孔道较少)，而本发明通过在静置硬化期间致孔，有利于利用致孔时释放出的二氧化碳和氨气在微生物载体内形成更多的孔道。
18、进一步地，所述在静置硬化期间进行热处理致孔的过程包括以下步骤：在静置硬化8～12h后，60～65℃处理60～80min，而后再静置硬化6～7d。
19、进一步地，所述缓释基体材料、改性活性碳纤维、硝化细菌生长促进剂和水的质量比为1:0.05～0.15:0.02～0.10:0.5～1.0。
20、作为优选，步骤s1中，所述硝化细菌生长促进剂包括以下重量份的组分：镁盐20～60份，亚铁盐40～100份，锰盐5～20份，铜盐1～20份，锌盐1～10份，维生素1～20份，鼠李糖脂1～20份。
21、作为优选，步骤s1中，微生物载体的用量为生物处理装置容积的1/3～1/2。
22、作为优选，步骤s1中，活性污泥的用量为生物处理装置容积的1/4～1/3。
23、作为优选，步骤s1中，所述驯化和挂膜的过程包括以下步骤：将待处理的氨氮废水稀释至氨氮浓度为150～250mg/l，通入生物处理装置中，至氨氮浓度下降至不高于50mg/l；而后将待处理的氨氮废水稀释至氨氮浓度为300～350mg/l，通入生物处理装置中，连续进出水10～15d。
24、作为优选，在步骤s2前，对待处理的氨氮废水进行水质调节，将ph调节至7.0～8.0，氨氮浓度调节至不高于500mg/l。
25、作为优选，步骤s2中，在硝化处理的过程中，控制氨氮废水中的溶解氧含量为3～5mg/l，并控制氨氮废水的温度为25～35℃，水力停留时间为2～5d。
26、与现有技术相比，本发明具有以下优点：
27、(1)本发明在氨氮废水的微生物处理过程中，通过采用特制的微生物载体，能够促进硝化细菌生长促进剂在微生物载体内流通，并与活性碳纤维表面以及硝化细菌膜接触，进而缩短驯化和挂膜时间，并提高废水硝化处理效率；
28、(2)本发明在微生物载体的制备过程中，通过在静置硬化期间进行致孔，有利于利用致孔时释放出的二氧化碳和氨气在微生物载体内形成更多的孔道，从而进一步提高驯化和挂膜以及废水硝化处理效率。