一种内碳源驱动的硝化反硝化污泥驯化处理方法技术

本发明专利技术提供了一种内碳源驱动的硝化反硝化污泥驯化处理方法，包括步骤：污泥接种；对所述待驯化污泥进行多周期驯化；所述多周期驯化的过程包括多个连续的适应期，且每个所述适应期包括多个连续的驯化周期；其中，一个驯化周期包括：对所述待驯化污泥依次进行前处理、厌氧处理、溶解氧浓度为1.0

【技术实现步骤摘要】
一种内碳源驱动的硝化反硝化污泥驯化处理方法


[0001]本专利技术涉及水处理领域，尤其涉及一种内碳源驱动的硝化反硝化污泥驯化处理方法。

技术介绍

[0002]传统硝化反硝化技术通常利用好氧硝化与缺氧反硝化完成生物脱氮。此外，好氧阶段污水中含有较高浓度的有机物被逐渐降解，微生物生长所需的外界碳源充足，处于“饱食”阶段，而缺氧或厌氧阶段有机物被完全消耗后，微生物往往处于“饥饿”状态，在这种饱食/饥饿交替条件的刺激下，部分微生物能将水中的外部源储存到体内形成胞内聚合物，即内碳源，如PHA(polyhydroxyalkanoates)，以适应有机负荷变化带来的冲击。当污水中存在电子受体硝酸盐或亚硝酸盐，但却没有足够的作为电子供体的有机碳源用于反硝化脱氮时，具有内碳源存储能力的微生物会利用自身所存储的内碳源进行反硝化脱氮，即内碳源驱动的反硝化。
[0003]目前主要通过污泥中的微生物完成对污水处理的硝化和反硝化，虽然在缺少碳源的污水中，污泥中会有部分微生物进行硝化作用，以及通过内碳源进行反硝化，但是，污泥中的微生物菌群众多，并且污泥内部不同微生物进行硝化和反硝化反应的机理也各不相同，因此，没有经过特定方法驯化的污泥无法在磷缺乏型低C/N比废水的环境下高效除氮。
[0004]鉴于此，有必要提供一种内碳源驱动的硝化反硝化污泥驯化处理方法，以解决或至少缓解上述在磷缺乏型低C/N比废水的环境下不能高效除氮的技术缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提供一种内碳源驱动的硝化反硝化污泥驯化处理方法，旨在解决现有技术中在磷缺乏型低C/N比废水的环境下不能高效除氮的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种内碳源驱动的硝化反硝化污泥驯化处理方法，包括步骤：
[0007]将污泥接种至反应容器中，得置于反应容器内的待驯化污泥；
[0008]对所述待驯化污泥进行多周期驯化，得驯化后的所述污泥；所述多周期驯化的过程包括多个连续的适应期，且每个所述适应期包括多个连续的驯化周期；
[0009]其中，一个所述驯化周期包括：对所述待驯化污泥依次进行前处理、厌氧处理、溶解氧浓度为1.0
‑
1.5mg/L的好氧处理、缺氧处理以及后处理；
[0010]所述前处理包括向所述反应容器中加入水体的一次供水步骤，其中，所述一次供水步骤中所述水体的化学需氧量与氨氮化合物浓度的比值为C/N
x
，且所述一次供水步骤中所述水体的磷元素浓度为P
x
；其中，所述x代表第x个适应期，所述C/N
x
随所述适应期的递增先升后降，所述P
x
随所述适应期的递增依次降低；
[0011]所述后处理包括：对所述待驯化污泥依次执行分离操作和静置操作。
[0012]进一步地，所述厌氧处理包括：对所述待驯化污泥执行4h的厌氧搅拌操作；
[0013]所述好氧处理包括：对所述待驯化污泥执行5h的好氧曝气操作；
[0014]所述缺氧处理包括：对所述待驯化污泥执行5h的缺氧搅拌操作。
[0015]进一步地，所述前处理还包括：在所述一次供水步骤之前，对所述待驯化污泥执行清洗操作；
[0016]所述后处理中的所述分离操作包括：对所述待驯化污泥进行沉降和对装有所述待驯化污泥的所述反应容器进行排水。
[0017]进一步地，所述清洗操作的时长为40
‑
50min；所述分离操作中的所述沉降的时长为30
‑
50min。
[0018]进一步地，所述C/N
x
随所述适应期的递增先由5升至15，再降至5；
[0019]所述P
x
随所述适应期的递增由10mg/L依次降至1mg/L。
[0020]进一步地，在所述好氧处理和所述缺氧处理之间，还包括中间处理；
[0021]其中，所述中间处理包括依次对所述待驯化污泥进行沉降、对装有所述待驯化污泥的所述反应容器进行排水、以及向装有所述待驯化污泥的所述反应容器中进行水体中带有亚硝酸盐的二次供水。
[0022]进一步地，所述中间处理中的所述沉降的时长为30
‑
50min。
[0023]进一步地，所述中间处理中的所述排水包括：排出所述反应容器中的70％水体；
[0024]所述二次供水中的所述亚硝酸盐的浓度与所述一次供水中所述氨氮化合物的浓度一致。
[0025]进一步地，所述水体中的化学需氧量指标值的提供物包括乙酸钠；所述氨氮化合物的提供物包括硫酸铵；所述磷元素的提供物包括聚磷酸盐。
[0026]进一步地，所述多周期驯化包括7组所述适应期，不同所述适应期分别包括5
‑
10个所述驯化周期。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0028]本专利技术能驯化出一种内碳源驱动的硝化反硝化污泥，以实现在磷缺乏型低C/N比废水的环境下高效除氮；通过所述多周期驯化，使所述污泥能够在每个所述适应期内充分的适应当前环境；通过进行每一个所述驯化周期，使得所述污泥的微生物能够在一个驯化周期内依次协同的进行内碳源驱动的硝化和反硝化，并依次适应当前驯化周期的环境；
[0029]并且，通过将所述C/N比随适应期的递增先升后降，贴合了所述污泥中的微生物胞内物质的实际存储情况，能使污泥中的微生物逐步适应环境的改变，获得能够适应低C/N环境的反硝化聚糖菌；通过将所述磷元素的浓度随适应期的递增逐渐降低，可以逐步降低反硝化聚磷菌在体系中的作用，从而提升内碳源的利用效率；通过控制所述好氧处理时的溶解氧浓度，使得氨氧化细菌能够被定向富集并将氨氮化合物转换为最佳的内碳源反硝化电子受体NO2‑
‑
N，进一步地提升了对内碳源的利用率，使污泥内的硝化反硝化除氮体系更为高效；通过所述二次供水，确保反硝化碳源仅来自前期存储的内碳源，加强了对污泥的驯化过程；通过保持二次供水中的亚硝酸盐浓度和一次供水中的氨氮化合物浓度一致，确保了驯化的稳定性；通过在所述前处理时对污泥进行清洗，能够避免造成普通异养菌大量繁殖争夺碳源的情况；
[0030]此外，在整个驯化过程中，通过对工艺参数的调控，始终保持了高效的除氮率，确保了污泥在环境逐渐变化的过程中一步步地适应了当前环境，最终达到在低C/N比、低P的
环境中，依然能够进行高效的内碳源驱动的硝化和反硝化；而且，经驯化前后的对比，通过驯化获得了能够高效稳定脱氮的污泥，污泥中反硝化聚糖菌的丰度由接种时的0.13％增长到7.12％，氨氧化细菌的丰度由接种时的0.20％增长到1.11％，实现了在一个反应器中对反硝化聚糖菌和氨氧化细菌的同时富集和驯化。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内碳源驱动的硝化反硝化污泥驯化处理方法，其特征在于，包括步骤：将污泥接种至反应容器中，得置于反应容器内的待驯化污泥；对所述待驯化污泥进行多周期驯化，得驯化后的所述污泥；所述多周期驯化的过程包括多个连续的适应期，且每个所述适应期包括多个连续的驯化周期；其中，一个所述驯化周期包括：对所述待驯化污泥依次进行前处理、厌氧处理、溶解氧浓度为1.0
‑
1.5mg/L的好氧处理、缺氧处理以及后处理；所述前处理包括向所述反应容器中加入水体的一次供水步骤，其中，所述一次供水步骤中所述水体的化学需氧量与氨氮化合物浓度的比值为C/N
x
，且所述一次供水步骤中所述水体的磷元素浓度为P
x
；其中，所述x代表第x个适应期，所述C/N
x
随所述适应期的递增先升后降，所述P
x
随所述适应期的递增依次降低；所述后处理包括：对所述待驯化污泥依次执行分离操作和静置操作。2.根据权利要求1所述的硝化反硝化污泥驯化方法，其特征在于，所述厌氧处理包括：对所述待驯化污泥执行4h的厌氧搅拌操作；所述好氧处理包括：对所述待驯化污泥执行5h的好氧曝气操作；所述缺氧处理包括：对所述待驯化污泥执行5h的缺氧搅拌操作。3.根据权利要求1所述的硝化反硝化污泥驯化方法，其特征在于，所述前处理还包括：在所述一次供水步骤之前，对所述待驯化污泥执行清洗操作；所述后处理中的所述分离操作包括：对所述待驯化污泥进行沉降和对装有所述待驯化污泥的所述反应容器进行排水。4.根据权利要求3所述的硝化反硝化污泥驯化方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐崇俭，唐溪，周倩，柴立元，闵小波，柴喜林，冯帆，瞿才燕，刘治功，肖睿洋，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：