[发明专利]一种反硝化颗粒污泥及其培养方法和装置

说明书

本发明提供了一种反硝化颗粒污泥及其培养方法和装置，属于污泥培养技术领域。本发明采用厌氧消化污泥对餐厨垃圾进行厌氧消化的产物作为碳源，以含NO₃^‑废水作为氮源，对厌氧反硝化活性污泥进行连续培养，得到反硝化颗粒污泥；所述连续培养包括分别进行的污泥驯化、污泥富集、颗粒污泥形成、颗粒污泥发展和颗粒污泥成熟。本发明提供的培养方法，通过控制各培养阶段的进水硝氮负荷以及反应器内上升流速，无需添加加快污泥菌种聚集的形成速度的外部介质即可实现了反硝化颗粒污泥的快速培养，无需加入外部介质加快污泥颗粒的形成，生产成本低；所得反硝化颗粒污泥机械强度高、抗水力剪切能力强、且微生物活性高。

技术领域

本发明涉及污泥培养技术领域，具体涉及一种反硝化颗粒污泥及其培养方法和装置。

背景技术

水体氮素污染已成为全球性环境问题，氮素污染物主要包括硝酸盐氮(NO₃^-)、亚硝酸盐氮(NO₂^-)及氨氮(NH₄⁺)。水体中的氮素主要来自氮肥、动物和人类排泄物及污水处理厂尾水。氮素累积超过水体自净能力会诱发水体富营养化，使水体生态失衡。含氮污水使近海岸藻类大量繁殖，最终形成赤潮。饮用水NO₃^-浓度超过10mg/L会对人体健康产生直接影响，引发蓝色婴儿综合症并致癌。因此，降低出水中N含量，提高污水脱氮效率，一直是研究者关注的焦点。污水的脱氮方法包括物理化学方法和生物过程转化，其中，生物脱氮技术(BNR)成本低被广泛运用。

污泥颗粒化是提高生物脱氮技术中微生物活性的有效方法。与絮状污泥相比，颗粒污泥具有致密的结构、良好的沉降性能，颗粒污泥致密的结构为多种微生物共存提供了良好微生态环境，大量的难降解污染物质可以在紧凑的系统中得到处理。同时颗粒污泥的特殊紧凑结构而提供的屏蔽作用，可使颗粒中相当大数量的微生物不需要直接接触反应器中高浓度有毒成分，使得颗粒污泥系统即使在高毒性的废水处理中也能够表现出较好的除污性能。此外，颗粒污泥的几何形状和自由运动降低了颗粒外部边界层阻力，从而促进底物向颗粒微生物的传递。较高的生物质浓度与优异的传质速度赋予了颗粒污泥优秀的耐负荷冲击能力以及较高的去除速率。

但是，污泥颗粒化是一个受接种污泥、反应器类型、基质组成和负荷等多种因素影响或控制的复杂过程。通过添加金属离子、聚合物或载体颗粒等外部介质可加快形成颗粒污泥的核心，加快污泥菌种聚集的形成速度，提高稳定性和沉降性能。但是外部介质的添加增加了颗粒污泥培养的成本。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种反硝化颗粒污泥及其培养方法和装置，本发明提供的培养方法通过控制各培养阶段的硝氮负荷和进水基质的上升流速，无需额外添加加快成核的外部介质，即可实现了反硝化颗粒污泥的快速培养，生产成本低。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种反硝化颗粒污泥的培养方法，包括以下步骤：

采用厌氧消化污泥对餐厨垃圾进行厌氧消化，得到餐厨垃圾水解酸化液；

将厌氧反硝化活性污泥接种到升流式缺氧污泥反应器中，以所述餐厨垃圾水解酸化液和含NO₃^-废水作为进水基质，对所述厌氧反硝化活性污泥进行连续培养，得到反硝化颗粒污泥；

所述连续培养包括：分别进行污泥驯化、污泥富集、颗粒污泥形成、颗粒污泥发展和颗粒污泥成熟；