一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法

本发明涉及污水处理，尤其涉及一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法。

背景技术：

1、随着环保力度不断加大，同时也就要求着污水处理厂的排放标准逐渐严格，污水中碳、氮、磷去除效率的提高逐渐引起研究学者们的关注。目前，中国绝大部分污水处理厂还是采用常规的生物处理工艺，即硝化反硝化工艺来处理污水。对于低碳氮比的污水，就需要额外投加碳源用来除氮，去除效率低且耗能，低碳氮比的废水处理应开发更多的节能工艺。而短程硝化反硝化工艺首先将氨氮氧化为亚硝酸盐，然后将亚硝酸盐直接转化为氮气。与传统的硝化反硝化相比，短程硝化反硝化工艺具有以下优点：具有较低的需氧量，降低了能耗；反硝化阶段可以减少40%左右的有机碳源；反应时间缩短，反应器容积可减小三分之一左右；剩余污泥产量降低；可有效降低温室气体的排放量等诸多优势。虽然短程硝化反硝化工艺具有诸多优点，但实现并维持短程硝化过程依旧难以操作；

2、好氧颗粒污泥是一种基于微生物及细胞组成的集体，其中各种微生物聚集在一起，通过在高选择压力好氧条件下形成微生物聚集体，结构紧密，微生物群落多种多样。与普通的絮状活性污泥相比，好氧颗粒污泥具有沉降性好、污泥密度高、抗冲击负荷强等优势。根据溶解氧的分布差异，好氧颗粒可由外而内分为三层：好氧层、缺氧层和厌氧层，不同层区生长着不同的微生物，硝化细菌主要分布在好氧层，反硝化菌主要分布在厌氧层。因此，在该体系中能够进行同步短程硝化反硝化，并能同步去除碳、氮、磷和重金属等污染物。虽然有研究者在好氧颗粒污泥中实现同步短程反硝化，但是亚硝酸盐氧化菌会逐渐适应环境，从而破坏短程硝化反硝化。因此，好氧颗粒污泥的形成及实现并长期维持同步短程硝化反硝化过程成为了推动短程硝化反硝化工艺大规模应用的关键。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法，在本方法中，以污水处理厂的剩余活性污泥为种泥，经去除较大杂质后用于好氧颗粒污泥的培养。具有原料简单、容易得到和操作方法简单的特点；且培养出来的好氧颗粒污泥结构稳定，同时对污染物质的去除效果较好；同步短程硝化反硝化除磷过程能够长期稳定运行。解决了如何以较低成本培养好氧颗粒污泥的问题；解决了实现并长期维持同步短程硝化反硝化除磷过程的问题。有助于推动好氧颗粒污泥工艺的应用。

2、本发明一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法是这样实现的，取污水处理厂剩余污泥，筛分去除较大杂质，将筛分后的污泥接种到序批式反应器中；以人工合成的废水作为进水，在厌氧/好氧/缺氧模式下培养，同时添加微量元素满足微生物的生长代谢需求；调控曝气装置的曝气量，使反应器内的溶解氧维持在一定数值范围内，加速同步短程硝化反硝化除磷的启动；

3、优选的，污水厂活性污泥如未经脱水处理则可直接用于筛分，经脱水处理后的污泥需进行2-3 d的闷曝且肉眼观察无较大团聚颗粒后再进行筛分；

4、优选的，粒径筛分应使用2 mm的筛网通过水筛的方式筛出粒径2 mm以下的污泥；

5、优选的，筛分后粒径2 mm以下的污泥在接种到序批式反应器时应控制其初始污泥浓度为2500-3500 mg/l；

6、优选的，人工合成废水的成分为化学需氧量（cod）浓度220-250 mg/l、总磷浓度3-4 mg/l、氨氮浓度45-50 mg/l、二水合氯化钙及七水硫酸镁浓度分别为10 mg/l；乙酸钠提供全部有机碳源，氮源由氯化铵(nh4cl)提供，磷源为磷酸二氢钾(kh2po4)；

7、优选的，厌氧/好氧/缺氧模式的一个运行周期为6小时，每天共运行4个周期，每个周期厌氧搅拌2 h（包括2 min进水）、好氧搅拌1.5 h、缺氧搅拌2.5 h（包括10 min沉降及2min出水）；温度和ph不做调控，换水比为50%，运行期间不进行主动排泥。

8、优选的，微量元素的成分为0.9 mg/l fecl3•6h2o、0.15 mg/l h3bo3、0.18 mg/lki、0.03 mg/l cuso4•5h2o、0.06 mg/l mncl2•4h2o、0.12 mg/l znso4•7h2o、0.15 mg/lcocl2•6h2o、0.06 mg/l na2moo4•2h2o以及5mg/l edta；

9、优选的，反应器内溶解氧应控制为0.2-0.4 mg/l。

10、与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

11、1、本发明操作方法简单，造粒成本较低；

12、2、用本方法培养的好氧颗粒污泥结构稳定，同时对污染物质的去除效果较好。

13、3、成功在好氧颗粒污泥工艺中实现并长期稳定运行同步短程硝化反硝化除磷工艺。

14、4、成功富集aob菌种，反应器运行145后，颗粒污泥中aob菌的相对含量为2.398%，nob菌的相对含量为0.729%。

技术特征：

1.一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法，首先取污水处理厂剩余污泥，筛分去除较大杂质，将筛分后的污泥接种到序批式反应器中；以人工合成的废水作为进水，在厌氧/好氧/缺氧模式下培养，同时添加微量元素满足微生物的生长代谢需求；调控曝气装置的曝气量，使反应器内的溶解氧维持在一定数值范围内，加速同步短程硝化反硝化除磷的启动。

2.根据权利要求1所述的一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于：所述污水厂剩余污泥如未经脱水处理则可直接用于筛分，经脱水处理后的污泥需进行2-3 d的闷曝且肉眼观察无较大团聚颗粒后再进行筛分。

3.根据权利要求1所述的一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于：所述粒径筛分应使用2 mm的筛网通过水筛的方式筛出粒径2 mm以下的污泥。

4.根据权利要求1所述的一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于：所述筛分后粒径2 mm以下的污泥在接种到序批式反应器时应控制其初始污泥浓度为2500-3500 mg/l。

5.根据权利要求1所述的一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于：所述人工合成废水的成分为化学需氧量（cod）浓度220-250 mg/l、总磷浓度3-4mg/l、氨氮浓度45-50 mg/l、二水合氯化钙及七水硫酸镁浓度分别为10 mg/l；乙酸钠提供全部有机碳源，氮源由氯化铵(nh4cl)提供，磷源为磷酸二氢钾(kh2po4)。

6.根据权利要求1所述的一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法，其特征在于：所述厌氧/好氧/缺氧模式的一个运行周期为6小时，每天共运行4个周期，每个周期厌氧搅拌2 h（包括2 min进水）、好氧搅拌1.5 h、缺氧搅拌2.5 h（包括10 min沉降及2min出水）；温度和ph不做调控，换水比为50%，运行期间不进行主动排泥。

7.根据权利要求1所述的一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法的试验方法，其特征在于：所述微量元素的成分为0.9 mg/l fecl3·6h2o、0.15 mg/l h3bo3、0.18 mg/l ki、0.03 mg/l cuso4·5h2o、0.06 mg/l mncl2·4h2o、0.12 mg/l znso4·7h2o、0.15 mg/l cocl2·6h2o、0.06 mg/l na2moo4·2h2o以及5mg/l edta。

8.根据权利要求1所述的一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法的试验方法，其特征在于：所述反应器内溶解氧应控制为0.2-0.4 mg/l。

9.根据权利要求1所述的一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法的试验方法，其特征在于：反应器运行145后，颗粒污泥中aob菌的相对含量为2.398%，nob菌的相对含量为0.729%。

技术总结
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种同步短程硝化反硝化除磷好氧颗粒污泥的培养方法，首先取污水处理厂剩余污泥，筛分去除较大杂质，将筛分后的污泥接种到序批式反应器中；以人工合成的废水作为进水，在厌氧/好氧/缺氧模式下培养，同时添加微量元素满足微生物的生长代谢需求；调控曝气装置的曝气量，使反应器内的溶解氧维持在一定数值范围内，加速同步短程硝化反硝化除磷的启动；在本方法中，以污水处理厂的剩余活性污泥为种泥，经去除较大杂质后用于好氧颗粒污泥的培养。

技术研发人员：马晶伟,陈龙,何秋来,柯水洲,严小汇,吉亚宁
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24