[发明专利]一种污水短程同步硝化反硝化脱氮的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程污水生物处理技术领域，具体涉及一种主要用于含氨废水处理，尤其是涉及一种能实现短程同步硝化反硝化脱氮的废水处理方法。

背景技术

同步硝化反硝化(SND)是指硝化反应和反硝化反应在同一反应器内同时进行。这一新型脱氮工艺不仅克服了传统生物脱氮工艺硝化和反硝化过程在两个不同的反应器内进行或者在同一反应器内顺次进行(SBR)的不足，而且在降低能耗和物耗等方面具有突出的优势，特别是以亚硝酸盐氮进行的SND工艺具有更明显的优点。例如在硝化阶段可减少供氧量，从而减少了曝气量、降低25％的能耗；在反硝化阶段节省40％有机碳源，降低了运行费用；研究表明，亚硝态氮(NO₂^-N)的反硝化速率通常比硝态氮(NO₃^-N)的反硝化速率高63％；反应器总容积可减少30％～40％左右、节省基建费用；反硝化过程产生的碱可部分中和硝化过程产生的酸，减少化学试剂消耗，能有效地保持反应器中pH稳定，符合目前大力提倡的节能减排要求。因此，短程同步硝化和反硝化脱氮过程，已经成为污水处理领域的研究热点。

国外有研究者将硝化菌和反硝化菌置于同一反应器中混合培养，虽可以达到单个反应器的同步硝化反硝化，但是反硝化结果不尽人意，离实际应用还有一定的距离。荷兰Olburgen土豆加工废水处理项目采用短程硝化和厌氧氨氧化组合实现同步硝化反硝化，但是由于反硝化采用专性厌氧的厌氧氨氧化细菌，该细菌长期处于一定浓度的有氧环境中，从而在一定程度上降低了厌氧氨氧化细菌的活性，导致脱氮效果不理想。国内也进行了一些相关的研究工作，耿金菊等利用好氧反硝化菌群和自养硝化菌群组合脱氮(应用与环境生物学报，2002，8(1)：78-82)，虽然具有较好的氨氮脱除能力，但抗冲击能力较弱，高于300mg/L的高浓度氨氮能抑制菌体的生长，并且氨氮浓度高于200mg/L时，脱氮后氨氮残余量较多，同时不耐受高浓度有机碳，500mg/L的有机碳浓度抑制菌体生长并降低脱氮效果；这种组合菌群中的各类细菌培养与生长条件不一致，一种发挥功能时另一种却被处于抑制状态，导致彼此不协调，生物脱氮时间延长，成本增大，脱氮效率受到影响。

目前对同步硝化反硝化生物脱氮机理已经形成了三种解释，即宏观环境解释、微观环境理论和生物学解释，他们已经在大量的研究中得到证实并被普遍接受。无论是哪种机理，负责脱氮的微生物都是完成生物脱氮过程的主要参与者。20世纪80年代以来，生物科学家研究发现许多硝化菌如荧光假单胞菌(Pseudomonas flurescens)、粪产杆菌(Alcaligenes facealis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginos)等都可以对有机或无机氨化合物进行异养硝化。与自养型硝化菌比较，虽然单位生物量的异养菌氧化铵盐的速率比自养菌慢，但异养硝化细菌的生长速度快、细胞产率高；要求溶解氧浓度低；对环境的适应能力也强，能忍受更酸性环境，从总体上看，氧化铵盐的速率并不比自养菌慢，特别是在某些条件下能表现出更突出的效果。

CN101302485A公开了一种异养硝化微生物菌剂、其培养方法和用途，该菌剂含有嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophiliastrain DN 1.1)和恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida strain DN 1.2)，该菌剂能够有效脱除水体中的氨氮和总氮，还可以同时去除有机废水中的COD，适用于高浓度养殖废水处理。该菌剂在处理氨氮浓度为455～600mg/L的猪场废水时，实验运行至94～95h，对废水中氨氮的去除率达87％～88％，处理出水氨氮含量为59～72mg/L；处理95h后能够将进水790mg/L的总氮处理至164mg/L，总氮去除率为79.2％。CN200910021020.7公开了一种降氨氮和亚硝酸氮的水质改良微生态制剂的制备方法，该菌剂中涉及一株节杆菌CGMCC No.1282，但该发明的微生态制剂属于水产养殖技术及生态环境保护技术领域。