[发明专利]一种短程反硝化菌-异化硝酸盐还原菌-短程硝化菌-厌氧氨氧化菌协同脱氮的方法

说明书

本发明涉及一种短程反硝化菌‑异化硝酸盐还原菌‑短程硝化菌‑厌氧氨氧化菌协同脱氮的方法，本发明的方法基于固定化小球进行，该固定化小球是以聚乙烯醇、海藻酸钠和糊化淀粉的交联聚合产物为载体，包埋厌氧氨氧化、短程硝化菌、短程反硝化菌与硝酸盐异化还原菌而形成，本发明的方法成功实现了厌氧氨氧化、短程硝化、短程反硝化和异化硝酸盐还原四个反应同步进行，四个反应过程联合脱氮除碳，在一个反应体系内成功实现了氨氮、硝氮以及COD的同步去除，提高系统的脱氮效率，同时固定化小球有助于在系统内维持较高的生物量浓度和生物活性，形成外层好氧和内部厌氧的结构，增强了系统运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种短程反硝化菌-异化硝酸盐还原菌-短程硝化菌-厌氧氨氧化菌协同脱氮的方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

我国经济发展迅速，导致污水排放量不断上升，水体富营养化现象日趋严重，污水中氮素的去除逐渐成为热点。传统的生物脱氮工艺硝化-反硝化工艺存在处理成本高、占地面积大、工艺操作复杂以及剩余污泥量大等问题。因此，降低能耗、减少成本且高效可持续的新型生物脱氮系统的研发势在必行，厌氧氨氧化为主的一系列高效低耗组合脱氮工艺备受关注。

近几年来厌氧氨氧化（Anammox）相关工艺的研究越来越多，力图解决实际应用中的问题，例如城市污水中基本不含NO₂^-，NO₂^-的来源是厌氧氨氧化工艺发展中必须要解决的问题，短程硝化（PN）可以通过控制游离铵和溶解氧等条件抑制NOB、促进AOB，使氨氧化过程控制在NO₂^-这一步。短程反硝化（PD）可以将反硝化过程控制在NO₃^-仅还原为NO₂^-，提高了反应速率，节省碳源，并为厌氧氨氧化提供了稳定的NO₂^-来源。异化硝酸盐还原(DNRA)是将硝态氮经亚硝氮转化为铵的过程，反应过程为NO₃^-→NO₂^-→NH₄⁺，利用硝态氮或亚硝态氮为电子受体，有机碳为电子供体，将硝态氮或亚硝态氮还原为亚硝态氮或铵态氮，由此DNRA和短程反硝化可以利用厌氧氨氧化生成的NO₃^-还原为NH₄⁺和NO₂^-，破解NO₃^-累积导致的厌氧氨氧化总氮去除率低的问题，再通过二次厌氧氨氧化作用转化为N₂，从而进一步提高总氮的去除。

由于同步短程反硝化和硝酸盐异化为铵适用的C/N条件不同，短程反硝化与硝酸盐异化为铵无法结合在一起进行处理含氮废水，且有机物会抑制厌氧氨氧化菌的活性，此外，短程硝化属于好氧自养菌，而厌氧氨氧化菌、硝酸盐异化为铵菌和短程反硝化菌为厌氧菌，如果结合在一起，这四种菌存在相互抑制，细菌活性下降，大大削弱了单一处理的效果。而本发明中采用的固定化微生物技术是现代生物工程领域的一项新兴技术，固定化小球内的微生物具有较高的生物量和反应活性，抗环境毒性能力强，它可以延长厌氧氨氧化菌、短程硝化菌、短程反硝化菌以及异化硝酸盐还原菌在系统内的固体停留时间并维持较高的细菌浓度，提高处理效率，另外，由于溶解氧传质受阻，固定化小球内部的厌氧氨氧化菌、短程反硝化菌和异化硝酸盐还原菌不易受到溶解氧的抑制，而短程硝化菌又可以在小球外层得到稳定的生长，增强了系统的稳定性。

发明内容