[发明专利]一种高性能同步脱氮除硫厌氧污泥的培养方法

说明书

本发明公开了一种高性能同步脱氮除硫厌氧污泥的培养方法，将厌氧氨氧化颗粒污泥接种至上流式厌氧污泥床反应器中，通过调整基质浓度和水力停留时间，运行至出水硫化物与亚硝酸盐去除效率均达到90％以上，获得同步脱氮除硫厌氧污泥；以自养反硝化污泥作为接种污泥可以启动厌氧氨氧化工艺，并且厌氧氨氧化菌和某些化能自养型反硝化菌可以共存于生物反应器中。厌氧氨氧化细菌和反硝化细菌是自养细菌，均不需要额外的碳源，因此启动时期不需要考虑外加碳源以维持微生物生存条件，不会产生化学污泥，经济环保。本发明最终获得的最大硫化物和亚硝酸盐去除负荷分别达到105.5kg·m^‑3·d^‑1和28.45kg·m^‑3·d^‑1。

(一)技术领域

本发明涉及一种高性能同步厌氧脱氮除硫污泥的培养方法，属于废水生物处理技术领域。

(二)背景技术

过量的氮释放到水生系统中导致酸化和富营养化问题，也会损害水生植物和其他生物的存活。一些行业产生了大量的硫化物，如粘胶人造丝厂、石化厂、制革厂等。硫化物对人体具有多种毒理作用，它还可以腐蚀混凝土和钢材。因此，亟需开发从液相中去除含氮和硫化物的有效技术。

与物理和化学方法相比，通过生物过程从废水中去除硫化物和氮素，具有许多积极的优势，包括在自然环境条件下运行而不添加化学品或催化剂，不会产生化学污泥。另外，作为氧气的替代物，可以使用硝酸盐或亚硝酸盐在厌氧处理含硫化物废水过程中控制硫化物的形成。与氧气相比，硝酸盐和亚硝酸盐具有较高的可溶性，并且不需要施加外部气流。某些化能自养性细菌，如脱氮硫杆菌能够利用氧化化合物作为电子受体，而硫化物起到电子供体的作用。研究表明，可以使用硝酸盐和亚硝酸盐作为电子受体进行硫化物氧化。

厌氧氨氧化是一种微生物反应，厌氧条件以亚硝酸盐在作为电子受体而氨氮作为电子供体。研究表明，厌氧氨氧化菌可以从自养反硝化污泥转化为启动厌氧氨氧化菌。厌氧氨氧化反应器首先在反硝化反应器中被发现，所以反硝化和厌氧氨氧化反应可以共存于生物反应器中。颗粒污泥是一个复杂的分层系统。其层次结构提供了空间底物水平和氧化还原电位环境的差异性，为不同细菌共存提供了可能。由于厌氧氨氧化细菌和反硝化细菌是自养细菌，不需要额外的碳源。同步厌氧脱氮除硫工艺的接种物基本上是活性污泥和厌氧消化污泥，在本发明首次使用厌氧氨氧化颗粒污泥作为接种污泥培养高性能同步厌氧脱氮除硫污泥。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种高性能同步脱氮除硫厌氧污泥的培养方法，该发明培养的污泥可以同时去除较高容积负荷的含氮含硫废水。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种高性能同步脱氮除硫厌氧污泥的培养方法，所述方法为：将厌氧氨氧化颗粒污泥接种至上流式厌氧污泥床反应器中，同时以含60mg·L^-1硫化物的培养液A和含18mg·L^-1亚硝酸盐的培养液B各自独立进水，在水力停留时间为8h、35℃下恒温运行至反应器稳定；

反应器运行稳定后，培养液A中硫化物浓度以30～60mg·L^-1幅度提升，同时以亚硝酸盐与硫化物的摩尔比为2：3的比例提高培养液B中亚硝酸盐浓度，每个浓度梯度运行10d；同时以三日平均出水中硫化物和硝酸盐去除率均大于90％作为标准，高于此去除率后再进行下一阶段浓度梯度的提升；当硫化物或亚硝酸盐去除率低于80％，停止提升基质浓度；将进水中硫化物与亚硝酸盐浓度降低50-55％，继续运行至出水硫化物与亚硝酸盐去除效率均达到90％以上，然后逐步降低水力停留时间，运行至出水硫化物或亚硝酸盐去除效率维持在90％以上，停止降低水力停留时间，以60mg·L^-1幅度逐步提高培养液A中硫化物浓度，同时以亚硝酸盐与硫化物的摩尔比为2：3的比例提高培养液B中亚硝酸盐浓度，运行至出水硫化物与亚硝酸盐去除效率均达到90％以上，获得同步脱氮除硫厌氧污泥；

培养液A组成为：NaHCO₃ 2.8～3.2g·L^-1，溶剂为去离子水；