一种快速启动反硝化脱硫工艺的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种启动反硝化脱硫工艺的方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济持续的快速发展和城市化进程的加快，制药和化工等行业每年排放 大量的高浓度有机废水，其中含硫含氮有机废水是对生物和环境造成恶劣影响的一类重污 染行业废水的典型代表，这类废水中含硫含氮化合物浓度高、毒性大、污染重、威胁生物健 康，尤其是含硫化合物所带来的经济损失巨大，如何稳定高效地降解去除有机废水中硫氮 碳污染物成为当前工业废水处理领域急需解决的难题。
[0003] 针对传统物理化学处理方法能耗高、运行费用高昂、污泥处置困难等弊端，陈川等 人开发出一种同步脱硫反硝化（DSR)生物处理工艺，该工艺通过利用自养和异养功能微生 物在生态位上的协同作用，实现硫化物、硝酸盐和有机物的高效同步去除，并可将含硫污染 物最大化地转化为单质硫实现废水资源化，从根本上最大化地消除二次污染。但是现有的 反硝化脱硫工艺启动周期长、颗粒污泥难以形成、生物持有量低，处理效果难以保持长期稳 定尚效。
[0004] 厌氧颗粒污泥技术起源于20世纪70年代，其中颗粒污泥是微生物群体通过自固 定最终形成的结构紧凑、外形规则的生物聚集体，它具有相对密实的微观结构、优良的沉淀 性能、较高浓度的生物体截留和多样的微生物种群。由于各类微生物种群之间的协同代谢 作用，使得颗粒污泥能够实现多元污染物的同步降解、承受较高的有机负荷、耐受较高的有 毒物质；同时由于对生长环境和营养要求的差异，使得不同功能微生物种群在颗粒污泥内 实现空间分布。由于自养功能微生物较异养微生物对底物争夺能力较弱且自身生长速率缓 慢，很难在传统的悬浮式反应器内保持足够的数量，进而使得DSR工艺启动周期长、颗粒污 泥难以形成、难以保持长期稳定高效的处理效果。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决现有的反硝化脱硫工艺启动周期长、颗粒污泥难以形 成、生物持有量低、处理效果难以保持长期稳定高效的技术问题，而提供了一种快速启动反 硝化脱硫工艺的方法。
[0006] 本发明的一种快速启动反硝化脱硫工艺的方法是按以下步骤进行的：
[0007] -、形成稳定成熟的颗粒污泥：将污水处理厂二沉池中的活性污泥加入到膨胀颗 粒污泥床反应器中，然后通入废水I，调节膨胀颗粒污泥床反应器的温度为27°C~29°C， 用碳酸氢钠调节膨胀颗粒污泥床反应器的pH为7. 7~8. 3,水力停留时间为24h，连续运行 25天，在膨胀颗粒污泥床反应器中形成稳定成熟的颗粒污泥；
[0008] 步骤一所述的废水I中全部成分的浓度为：SO42为1000mg/L、NO 3为500mg/ L、、K2HPO4 · 3H20 为 220. 6mg/L、NH4Cl 为 573. 2mg/L、Ca2+为 25mg/L、Mg 2+为 10mg/L、 COD为2000mg/L、微量元素液为0. 5mL/L~2mL/L ;所述的COD是通过添加乳酸钠来调 节；所述的微量元素液中全部成分为：500mg/L的H3B03、500mg/L的ZnCl 2、500mg/L的 (NH4)6Mo7O24 ·4Η20、500π^/1 的 NiCl ·6Η20、500π^/1 的 AlCl3 ·6Η20、500π^/1 的 CoCl2 ·6Η20、 500mg/L 的 CuSO4 · 5H20、1000mg/L 的 NaSeO3 · 5H20、1500mg/L 的 FeCl3 · 6H20、5000mg/L 的 MnCl2 · 4H20和5mL/L的质量分数为37%的HCl水溶液；
[0009] 二、反硝化脱硫：步骤一中形成稳定成熟的颗粒污泥的膨胀颗粒污泥床反应器中 通入废水II，调节膨胀颗粒污泥床反应器的温度为27°C~29°C，水力停留时间为6. 4h~ 11. 2h，连续运行73天，即完成反硝化脱硫；
[0010] 步骤二中所述的废水II中全部成分的浓度为：S2为200mg/L~800mg/L、NO 3中 的 N 为 87. 5mg/L ~530mg/L、乙酸根中的 C 为 77. 5mg/L ~300mg/L、K2HPO4 · 3H20 中的 P 为 6. 2mg/L ~24. 8mg/L、NH4Cl 为 28mg/L ~112mg/L、NaHCO3为 750mg/L ~3000mg/L、微 量元素液为0. 5mL/L~2mL/L ;所述的微量元素液中全部成分为：500mg/L的H3B03、500mg/ L 的 ZnCl2、500mg/L 的（NH4)6Mo7O24 · 4H20、500mg/L 的 NiCl · 6H20、500mg/L 的 AlCl3 · 6H20、 500mg/L 的 CoCl2 · 6H20、500mg/L 的 CuSO4· 5H20、1000mg/L 的 NaSeO3· 5H20、1500mg/L 的 FeCl3 · 6H20、5000mg/L 的 MnCl2 · 4H20 和 5mL/L 的质量分数为 37% 的 HCl 水溶液。
[0011] 本发明先将活性污泥加入到膨胀颗粒污泥床反应器中，以硫酸盐、硝酸盐和乳 酸钠为主要进水底物，控制膨胀颗粒污泥床反应器的温度，PH以及水力停留时间，即实现 硫酸盐还原菌群（sulfate reducing bacteria，SRB)、异养反硝化菌群（heterotrophic denitrifier)、自养反硝化菌群（autotrophic denitrifier)的富集和污泥颗粒化，提高了 颗粒污泥自养反硝化菌群的持有量，完成了自养反硝化菌群的自固定过程；然后再以硫化 物、硝酸盐和乙酸盐为主要进水底物，将反应器由硫酸盐还原切换至反硝化脱硫的运行模 式，从而实现脱硫反硝化工艺的稳定高效运行。本发明方法反硝化脱硫的启动时间短，处 理效率高且稳定，解决了工艺启动时间长、运行波动大的问题，且本发明的方法工艺流程简 单，操控容易。
[0012] 在反硝化脱硫颗粒污泥内由于传质的关系，可望同时存在多种营养环境，为自养 及异养功能微生物提供各自适宜的生长环境，从而固定保留自养脱硫反硝化微生物，促进 其增值而获得稳定高效的同步脱硫脱氮效果。
[0013] 本发明的优点为：
[0014] (1)本发明的方法获得稳定高效地处理效能，硫化物、硝酸盐和乙酸盐的去除率在 95%以上；
[0015] (2)本发明方法通过以硫酸盐和乳酸钠为底物主要成分形成的颗粒污泥为接种污 泥，启动运行反硝化脱硫工艺，提高了颗粒污泥中自养反硝化细菌的生物持有量，降低了自 养反硝化细菌流失的风险，这既保证了硫化物氧化的效率，还能有效地提高系统对硫化物 毒性的耐受能力。
【附图说明】
[0016] 图1是试验一步骤一中在膨胀颗粒污泥床反应器中形成稳定成熟的颗粒污泥的 SEM 图；
[0017] 图2是试验一步骤一中在膨胀颗粒污泥床反应器中形成稳定成熟的颗粒污泥的 SEM 图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0018] 一：本实施方式为一种快速启动反硝化脱硫工艺的方法，具体是按 以下步骤进行的：
[0019] -、形成稳定成熟的颗粒污泥：将污水处理厂二沉池中的活性污泥加入到膨胀颗 粒污泥床反应器中，然后通入废水I，调节膨胀颗粒污泥床反应器的温度为27°c~29°C， 用碳酸氢钠调节膨胀颗粒污泥床反应器的pH为7. 7~8. 3,水力停留时间为24h，连续运行 25天，在膨胀颗粒污泥床反应器中形成稳定成熟的颗粒污泥；
[0020] 步骤一所述的废水I中全部成分的浓度为：SO42为1000mg/L、NO 3为500mg/ L、K2HPO4 · 3H20 为 220. 6mg/L、NH4Cl 为 573. 2mg/L、Ca2+为 25mg/L、Mg 2+为 10mg/L、 COD为2000mg/L、微量元素液为0. 5mL/L~2mL/L ;所述的COD是通过添加乳酸钠来调 节；所述的微量元素液中全部成分为：500mg/L的H3B03、500mg/L的ZnCl 2、500mg/L的 (NH4)6Mo7O24 ·4Η20、500π^/1 的 NiCl ·6Η20、500π^/1 的 AlCl3 ·6Η20、500π^/1 的 CoCl2 ·6Η20、 500mg/L 的 CuSO4 · 5H20、1000mg/L 的 NaSeO3 · 5H20、1500mg/L 的 FeCl3 · 6H20、5000mg/L 的 MnCl2 · 4H20和5mL/L的质量分数为37%的HCl水溶液；
[0021] 二、反硝化脱硫：步骤一中形成稳定成熟的颗粒污泥的膨胀颗粒污泥床反应器中 通入废水II，调节膨胀颗粒污泥床反应器的温度为27°C~29°C，水力停留时间为6. 4h~ 11. 2h，连续运行73天，即完成反硝化脱硫；
[0022] 步骤二中所述的废水II中全部成分的浓度为：S2为200mg/L~800mg/L、NO 3中 的 N 为 87. 5mg/L ~530mg/L、乙酸根中的 C 为 77. 5mg/L ~300mg/L、K2HPO4 · 3H20 中的 P 为 6. 2mg/L ~24. 8mg/L、NH4Cl 为 28mg/L ~112mg/L、NaHCO3为 750mg/L ~3000mg/L、微 量元素液为0. 5mL/L~2mL/L ;所述的微量元素液中全部成分为：500mg/L的H3B03、500mg/ L 的 ZnC