一种内碳源驱动的硝化反硝化污泥驯化处理方法

1.本发明涉及水处理领域，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。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.本发明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。
6.为实现上述目的，本发明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：
7.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；
8.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；
9.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；
10.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；
11.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。
12.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；
13.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；
14.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。
15.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；
16.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。
17.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。
18.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；
19.所述p
x
随所述适应期的递增由10mg/l依次降至1mg/l。
20.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；
21.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。
22.进一步地，所述中间处理中的所述沉降的时长为30
‑
50min。
23.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；
24.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。
25.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。
26.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。
27.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
28.本发明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；
29.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；
30.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
31.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
32.图1为本发明一实施例中内碳源驱动的硝化反硝化污泥驯化处理方法的流程示意图。
33.图2为本发明一实施例中一个驯化周期的流程示意图。
34.图3为本发明一实施例中反硝化电子受体为no3‑
‑
n(a)和no2‑
‑
n(b)时污染物的变化规律图。
35.图4为本发明一实施例中多周期驯化过程中序批式反应器长期运行时进出水数据与脱氮性能图。
36.图5为本发明一实施例中第39个驯化周期中污染物浓度、ph、do及pha的含量变化图。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
38.需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
39.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
40.并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
41.本领域技术人员应当知道的是，为了进一步地对本发明进行理解，在不影响本发明技术构思和技术效果的前提下，本发明附图中的concentration可以表示为浓度或者含量百分比、efficiency可以表示为效率；此外，附图中的inf和eff可以分别表示对应物质随水体进入和排出反应容器时的情况，如：inf和eff可以分别表示对应物质随水体进入和排出时的浓度；re可以表示对应物质的被去除情况，如对应物质的去除效率。还应当注意的
是，附图中的anaerobic可以与厌氧处理或者其具体地处理过程相对应，aerobic可以与好氧处理或者其具体地处理过程相对应，anoxic可以与缺氧处理或者其具体地处理过程相对应。
42.如图1
‑
图5所示，本发明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：
43.步骤s1，污泥接种；
44.步骤s2，具有多个连续驯化周期的第一个适应期驯化；
45.步骤s3，具有多个连续驯化周期的第二个适应期驯化；
46.步骤s4，具有多个连续驯化周期的第三个适应期驯化；
47.步骤s5，......
48.作为进一步地描述，上述内碳源驱动的硝化反硝化污泥驯化处理方法处理方法具体还可以包括步骤：
49.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，以便于后续再所述反应容器中对所述污泥进行各项处理。
50.应当注意的是，为确保所述污泥中具有能进行硝化反硝化的菌种，所述污泥可以取样于污水处理厂污泥浓缩池；为便于开展对所述污泥的驯化处理工作，使所述驯化处理方法的各项操作更为便捷，所述反应容器可以为序批式(sbr)反应器；此外，作为所述污泥接种的其中一种方式，为降低后续处理时的干扰因素，在对所述污泥进行取样后，还可以对其进行多次冲洗、沉降和浓缩，然后再将其置于所述反应容器中，并控制混合液悬浮固体浓度(mlss)在5.35g/l左右。
51.对所述待驯化污泥进行多周期驯化，得驯化后的所述污泥。为确保能驯化得到高质量的内碳源驱动的硝化反硝化污泥，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。
52.应当得知的是，本发明的所述多周期驯化过程中，一般会有多个连续的所述适应期，以便于逐步提升驯化效果；而为了确保所述待驯化污泥对环境的适应性，还需保证在同一所述适应期内对所述待驯化污泥处理的多次重复性，因此，所述适应期一般会有多个连续的所述驯化周期。
53.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。
54.具体地，在所述前处理时，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
；需说明的是，为便于表示，所述x代表第x个适应期。
55.本领域技术人员应当得知的是，所述化学需氧量在本领域又称cod，所述化学需氧量与氨氮化合物浓度的比值在本发明中可以定义为c/n比。此外，本发明中，通过所述前处理，能向所述反应容器中提供水体，从而将所述待驯化污泥置于水环境中；另外，通过控制所述水体中的化学需氧量与氨氮化合物浓度的比值、以及磷元素浓度，可以对所述污泥中的菌群进行筛选和驯化。
56.在所述厌氧处理时，所述待驯化污泥已经混于水中，可以通入n2以排出水中的溶解氧，并且在此阶段，所述待驯化污泥中的反硝化聚糖菌(dgaos)能吸收并存储有机物质作
为内碳源(pha)，其中pha在本领域具体可以表示聚羟基脂肪酸酯，是所述内碳源的一种，所述待驯化污泥中的反硝化聚磷菌(dpaos)会利用聚磷酸盐(p元素的提供物)和糖原水解获得的能量，将碳源转化为pha。
57.在所述好氧处理时，通过控制溶解氧浓度(do)在1.0～1.5mg/l的范围内，使得所述待驯化污泥中的氨氧化细菌(aob菌)能进行短程硝化作用。需注意的是，在所述待驯化污泥中还存在其他进行硝化作用的微生物，而为了确保污泥中能将水体中的nh
4+
‑
n氧化为no2‑
‑
n，而不是氧化为no3‑
‑
n，以和所述内碳源驱动的所述反硝化菌糖菌的反硝化相配合，需通过控制溶解氧浓度，保证进行硝化作用的微生物是能将水体中的nh
4+
‑
n氧化为no2‑
‑
n的氨氧化细菌。
58.另外，控制溶解氧浓度(do)浓度在1.0～1.5mg/l的范围内，是指通过通入氧气，使水中的溶解氧浓度最终能达到1.0～1.5mg/l，而在整个所述好氧处理时，溶解氧浓度是逐步上升的，所述好氧处理的所述溶解氧浓度会有一个上升期，在过了所述上升期之后，最终会维持在1.0～1.5mg/l。
59.在所述缺氧处理时，所述反硝化聚糖菌和所述反硝化聚磷菌会进行反硝化。需注意的是，在反硝化过程中，所述反硝化聚糖菌会使用在厌氧阶段累积的内碳源进行糖原再合成、细胞生长以及反硝化过程；而所述反硝化聚磷菌在反硝化过程中，则一般会利用存储的内碳源进行细胞生长、过量吸磷以及反硝化过程，此外，所述反硝化聚磷菌的存在会与所述反硝化聚糖菌竞争，将一部分内碳源物质用于除磷，减少了用于反硝化脱氮的内碳源，因此，在对所述污泥进行驯化时，需确保驯化后的所述污泥中所述反硝化聚磷菌的活性处于较低水平，以保证驯化后的所述污泥在磷缺乏型低c/n比废水中能高效率地进行内碳源驱动的硝化反硝化。
60.在所述后处理时，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。所述分离操作能够使所述待驯化污泥与水体分开，便于对所述待驯化污泥开展下一个所述驯化周期；所述静置操作能够使分离后的所述污泥能够在重力作用聚集在所述反应容器的底部。
61.需特别注意的是，为了达到对所述污泥的驯化，确保驯化后的所述污泥在磷缺乏型低c/n比的废水中能保持较高的除氮效果，并且降低反硝化聚磷菌与所述反硝化菌糖菌的竞争，所述适应期的c/n随所述适应期的递增先升后降，所述适应期的磷元素浓度随所述适应期的递增依次降低；即：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。
62.其中，所述适应期的所述预设比值随所述适应期的递增先升后降，主要是因为：所述污泥在接种前含有一定量的存储于细胞内的能源物质，虽然经过清洗，但胞内存储物质并未被完全消耗，因此，在所述污泥接种后的第一个所述适应期内具有足够的碳源用于脱氮；随着反应进行，由于污泥内碳源存储能力尚未得到强化，低c/n比的水环境并不足以补充污泥所消耗的内碳源，因此，脱氮效果逐渐恶化；于是，在随后的所述适应期中需将c/n比先升高，然后再逐步降低，从而逐步强化饱食/饥饿交替对污泥的刺激程度，使污泥逐渐适应外界条件，增强内碳源存储与脱氮性能。
63.所述适应期的预设磷元素浓度随所述适应期的递增依次降低，主要是因为：采取该措施能富集反硝化聚糖菌，并提高活性污泥脱氮性能，进一步弱化反硝化聚磷菌在体系
中的贡献，使存储的所述内碳源最大程度被用于反硝化脱氮，避免因生物除磷造成的碳源损失。
64.所述反硝化聚糖菌能够吸收碳源合成所述内碳源储存在细胞内但不释放磷，在好氧阶段分解所述内碳源合成糖原而不吸收磷，因此其在磷缺乏型低c/n比废水中具有良好的应用前景，且不额外添加磷元素可降低污泥中丝状菌膨胀的可能性，保证脱氮效率。
65.上述实施方式的应用方向主要为：在实际进水中的氮素通常为氨氮，因此，需要将硝化过程与内碳源反硝化过程结合，以保证脱氮工艺的完整性；通过工艺条件优化及运行参数控制等手段对活性污泥进行驯化培养，强化细菌内碳源贮存能力，培养驯化以dgaos为主导，同时富集aob菌的内碳源驱动硝化反硝化功能菌群，实现低c/n比条件下的高效脱氮。
66.上述实施方式的作用原理主要为：所述氨氧化细菌在溶解氧浓度为1.0
‑
1.5mg/l的好氧处理下可被富集培养进行短程硝化作用。此外，由于所述反硝化聚糖菌具有与所述反硝化聚磷菌相同的反硝化能力，而所述反硝化聚磷菌的存在则会与所述反硝化聚糖菌竞争，将一部分内碳源物质用于除磷，减少了用于反硝化脱氮的内碳源；通过控制所述适应期的预设比值随所述适应期的递增先升后降，能富集和驯化所述反硝化聚糖菌，并且所述适应期的预设磷元素浓度随所述适应期的递增依次降低，能降低所述反硝化聚磷菌的活性。
67.作为对所述驯化周期的进一步说明，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，以使所述反硝化聚糖菌和所述反硝化聚磷菌能够生成所述内碳源；并随所述适应期的递增，搭配c/n比和p元素的变化，能对所述反硝化聚糖菌进行富集和驯化，且可以逐步降低所述反硝化菌磷菌的活性。
68.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，并通过控制所述溶解氧的浓度，定向地使所述氨氧化细菌能进行短程硝化作用，将nh
4+
‑
n氧化为no2‑
‑
n，即将所述氨氮化合物转换为no2‑
‑
n，并同时完成对所述氨氧化细菌的富集；
69.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，从而进行以所述内碳源为基础的反硝化，并完成对所述反硝化聚糖菌的富集驯化。
70.优选地，为避免所述一次供水中的cod在厌氧阶段与上一周期剩余的硝酸盐或亚硝酸盐发生外源性反硝化，造成普通异养菌大量繁殖争夺碳源的情况，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；其中所述清洗操作的时长可以为40
‑
50min。
71.进一步地，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，以将所述待驯化污泥和所述水体分离；其中，所述分离操作中的所述沉降的时长为30
‑
50min。
72.作为上述各实施方式的其中一种优选，为达到对所述待驯化污泥的较佳驯化效果，所述适应期的c/n比随所述适应期的递增先由5升至15，再降至5；所述适应期的磷元素浓度随所述适应期的递增由10mg/l依次降至1mg/l；即：所述c/n
x
随所述适应期的递增先由5升至15，再降至5；所述p
x
随所述适应期的递增由10mg/l依次降至1mg/l。
73.此外，为加大对污泥的驯化与淘洗，以及确保反硝化碳源仅来自前期存储的内碳源，可以采用两段进水的模式。鉴于此，在所述好氧处理和所述缺氧处理之间，还包括中间处理。
74.具体地，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。其中，所述中间处理中的所述沉降的时长可以为30
‑
50min；所述中间处理中的所述排水可以包括：排出所述反应容器中的70％水体，另外，也可根据实际情况确定是否完全排出水体。
75.为确保不对用于反硝化的n元素的浓度产生较大影响，做到所述缺氧处理和所述好氧处理的衔接，所述二次供水中的所述亚硝酸盐的浓度可以与所述一次供水中所述氨氮化合物的浓度一致。
76.在上述各实施方式中，所述水体中的化学需氧量指标值的提供物可以包括乙酸钠，具体可以包括无水乙酸钠；所述氨氮化合物的提供物可以包括硫酸铵；所述磷元素的提供物可以包括聚磷酸盐；需注意的是，所述化学需氧量和所述乙酸钠之间具有一定的转换关系，如所述无水乙酸钠的浓度为1mg/l时，所述化学需氧量为0.78mg/l；另外，为在所述一次供水和所述二次供水中还可以适当补入一些微量元素。
77.为实现对所述待驯化污泥的更为彻底的驯化，所述多周期驯化可以包括7组所述适应期，不同所述适应期分别可以包括5
‑
10个所述驯化周期，具体地，所述适应期的组数和所述驯化周期的个数可以根据驯化时的数据变化进行调整。
78.为便于对上述各实施方式作进一步的理解，现举例说明：
79.实施例1
80.需明确的是，短程硝化工艺与传统生物脱氮法相比，具有缩短硝化进程、减少曝气量、节约能源等优势，而本实施例为了确定内碳源反硝化的氮源，做了如下操作：
81.将污泥接种至反应容器中，并向反应容器中进水，设置进水c/n比为5:1，并进行厌氧反应，以在胞内存储内碳源；在厌氧反应完成后，通过沉降、排水和再进水，确保水中已无外界碳源；并在再进水后分别验证两种不同电子受体的在与内碳源反硝化的关系，然后分别记录在以no3‑
‑
n与no2‑
‑
n为反硝化电子受体的情况下，一个周期内污染物变化规律。
82.如图3所示，图中主要体现了以no3‑
‑
n和no2‑
‑
n分别作为电子受体时，一个周期内污染物变化规律，其中的污染物主要是指水中的各项物质以及cod。在第一阶段的厌氧反应中，进水cod在5小时内均逐渐降解至20mg/l以下，通过沉降、排水与再进水，水中cod浓度已低于检测限，基本可认为无外界碳源，从而确保在缺氧阶段发生的反硝化反应只能以胞内存储的pha作为电子供体，因此，本实施例中后续的反硝化反应是内碳源驱动的反硝化反应。
83.以no3‑
‑
n为电子受体的反硝化反应中，出现了亚硝酸盐积累的现象，3h内达到最大积累浓度5.31mg/l，9h内反硝化脱氮率降至85.19％，但亚硝酸盐依然有3.11mg/l剩余；以no2‑
‑
n为电子受体的反硝化反应中，9h内反硝化脱氮率为97.02％，这证明no2‑
‑
n型反硝化在c/n比为5:1时并没有像no3‑
‑
n型一样出现反硝化碳源不足的情况。因此，以no2‑
‑
n为电子受体的短程内碳源反硝化可以节省碳源，在c/n比较低的情况下实现高效脱氮。
84.进而得出，在对所述待驯化污泥进行驯化时，可以通过控制溶解氧浓度选择性富集能生成no2‑
‑
n电子受体的氨氧化细菌，从而达到对污泥进一步驯化，使驯化后的污泥能实现在低c/n比下高效脱氮。
85.实施例2
86.一种内碳源驱动的硝化反硝化污泥驯化处理方法，包括：
87.污泥接种，接种污泥取自某污水处理厂污泥浓缩池，经多次冲洗、沉降和浓缩后加入sbr反应器中，mlss约为5.35g/l。并且，接种时污泥中反硝化聚糖菌的丰度为0.13％，氨氧化细菌的丰度为0.20％。
88.多周期驯化，所述多周期驯化中包括多个连续的适应期，所述适应期包括多个连续的驯化周期，其中，一个的完整的所述驯化周期为24h，包括：40min的污泥清洗
→
5min的一次供水
→
4h的厌氧搅拌
→
5h的好氧曝气
→
30min的沉降
→
5min的排水
→
5min的二次供水
→
5h的缺氧搅拌
→
30min的沉降
→
5min的排水
→
8h的静置。即：如图2所示，前处理包括包括步骤s01中的污泥清洗、一次供水；厌氧处理包括步骤s02中的厌氧搅拌；好氧处理包括步骤s03中的好氧曝气；中间处理包括步骤s04中的沉降、排水、二次供水；缺氧处理包括步骤s05中的缺氧搅拌；后处理包括步骤s06中的沉降、排水、静置。
89.所述一次供水中的c/n比随所述适应期的递增，先由5升高到15，再逐步降低到5；所述一次供水中的磷元素浓度随所述适应期的递增，由10mg/l逐步降低至1mg/l。
90.如：在第39个驯化周期时，所述适应期为第5个适应期，所述一次供水中水体的氨氮浓度为25mg/l、cod浓度为200mg/l、c/n比为8，磷元素浓度约为1.5mg/l；并且所述一次供水的水体ph在7.2
‑
7.8之间，sbr反应器的温度在30
‑
33℃。
91.此外，在厌氧搅拌、好氧曝气、缺氧搅拌和静置等阶段的运行时间会根据需要进行相应调整，且所述好氧曝气的溶解氧浓度为1.0
‑
1.5mg/l。
92.为加大对污泥的驯化与淘洗以及确保反硝化碳源仅来自前期存储的内碳源，本实施例采用了两段进水的模式。即：在缺氧搅拌前采用70％的排水比，然后重新进仅含亚硝酸盐的进水，且在周期开始前对污泥进行了清洗，以免使进水中的cod在厌氧阶段与上一周期剩余的硝酸盐或亚硝酸盐发生外源性反硝化，造成普通异养菌大量繁殖争夺碳源的情况。
93.如图4所示，在所述多周期驯化过程中，初始c/n比设置为5，污泥在接种前含有一定量的存储于细胞内的能源物质，虽然经过清洗，但胞内存储物质并未被完全消耗，因此在接种的第一个适应期内具有足够的碳源用于脱氮。随着反应进行，由于污泥内碳源存储能力尚未得到强化，c/n比＝5的条件下并不足以补充污泥所消耗的内碳源，因此脱氮效果逐渐恶化。于是，在随后的适应期中采取了c/n比随适应期的地址，先升高到15再逐步降低到5的运行策略，逐步强化饱食/饥饿交替对污泥的刺激程度，使污泥逐渐适应外界条件，增强内碳源存储与脱氮性能；在最后一个适应期，进水氨氮浓度达40mg/l，相应的c/n比降低为5。本实施例的多周期驯化过程中，通过驯化获得了能够高效稳定脱氮的污泥，具有较为稳定的脱氮效果，平均氨氮去除率为88.21
±
6.03％，内碳源反硝化效率为47.17
±
7.28％，完成了对污泥的驯化，获得了在磷缺乏型低c/n比废水中具有良好应用前景的、内碳源驱动的硝化反硝化污泥。
94.而且，在本实施例中，污泥中反硝化聚糖菌的丰度由接种时的0.13％增长到了7.12％，氨氧化细菌的丰度由接种时的0.20％增长到了1.11％；
95.此外，在本实施例中，为了富集反硝化聚糖菌，并提高活性污泥脱氮性能，进一步弱化反硝化聚磷菌在体系中的贡献，使存储的内碳源最大程度被用于反硝化脱氮，避免因生物除磷造成的碳源损失，在长期运行中严格控制了磷元素的含量，随着时间的推移，磷元素的添加量从10mg/l逐步降低，到最后一个适应期时降至1mg/l，此时反硝化聚磷菌的活性已经极低，且没有明显的好氧吸磷作用发生，此时整个硝化反硝化过程中，内碳源的消耗基
本没有用于除磷。
96.实施例3
97.为观察污泥驯化效果，本实施例测量了处于第39个驯化周期中污染物浓度、ph和do变化情况，其中，第39个驯化周期处于第5个适应期中。
98.该驯化周期的进水氨氮浓度为25mg/l，cod浓度为200mg/l。
99.本实施例主要测定了sbr反应器内溶液的ph和do浓度、并取样测定了nh
4+
‑
n、no2‑
‑
n、no3‑
‑
n、cod、p浓度以及细胞内存储物质pha的含量变化。
100.如图5所示，在第39个驯化周期中，p浓度保持在1.46
±
0.16mg/l，此时的反硝化聚磷菌的活性极低。
101.通过降低通气量和延长好氧时长等措施，溶解氧浓度被严格控制在0.47～1.32mg/l，并在好氧处理中逐渐稳定在1.0～1.5mg/l的范围内，且整个驯化周期内碳源反硝化脱氮率为51.08％。
102.此外，在厌氧处理阶段4小时内pha净存储量达最大值37.03mg/g ss，且主要成分为phb，在好氧处理阶段，即使维持较低的溶解氧浓度依然存在31.31％的pha损失，但此时系统内反硝化聚磷菌活性较低，且普通异养菌活性也较低，因此推测损失的这部分pha与同步硝化反硝化作用密切相关，缺氧阶段pha净消耗量12.91mg/g ss，在此过程原水中的cod已经被大量降解，且没有外加碳源，因此认为是污泥分解胞内pha提供碳源用于反硝化脱氮。
103.本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。