[发明专利]一种培养降解吡啶同步短程硝化脱氮好氧颗粒污泥的方法

说明书

本发明涉及环保领域中的污水生物处理技术，具体为一种快速培养降解吡啶同步短程硝化脱氮好氧颗粒污泥的方法。本发明通过控制反应参数，实现同步短程硝化反硝化，解决传统生物脱氮过程中处理流程长，设备占地面积大，能耗较高等问题；通过生物强化投加反硝化颗粒污泥、实时监测调控系统内DO浓度、控制适当饥饿期等方法解决好氧颗粒污泥颗粒化时间较长、颗粒污泥不稳定、脱氮效率较低等问题，最终实现异养菌、亚硝化细菌、反硝化细菌的相互协同，并通过调节进水氨氮浓度及HRT等方式调控出水水质，满足后续厌氧氨氧化工艺的进水条件，实现对吡啶等含氮杂环有机物的完全矿化处理，对难降解有毒有害污染物的生物处理具有重要的指导意义。

技术领域

本发明涉及环保领域中的污水生物处理技术领域，特别涉及含氮杂环难降解有机化合物的生物降解及同步短程硝化反硝化好氧颗粒污泥体系快速构建的方法。

背景技术

吡啶等含氮杂环化合物广泛存在于印染废水、焦化废水等工业废水中，是重要的化工原料，具有致畸致癌致突变等特性，可生化性差，传统的物理化学法处理费用过高而传统的生物处理技术效果较差。如何经济、高效的处理此类化工废水成为水处理领域亟需解决的重要问题之一。

好氧颗粒污泥是自固定化形成的颗粒状微生物聚集体，具有良好的活性和沉降性能，微生物群落丰富，污泥产量少，能够很好的耐受有毒有害物质及水力负荷的冲击，目前利用好氧颗粒污泥对有毒有害化工废水进行生物降解已取得一些成效。另外，含氮杂环化合物在开环时氮会转化为氨氮，若不进一步处理容易造成水体富营养化，而好氧颗粒污泥的特殊膜状结构使得DO扩散受到限制，使其由外向内依次形成好氧区-缺氧区-厌氧区，有利于不同功能微生物在同一系统中同时实现硝化和反硝化，可省去二沉池和污泥回流的费用，节约处理成本。

传统生物脱氮工艺是氨经历完全硝化转化为NO₃^--N后再进行反硝化转化为气态氮，短程硝化过程利用AOB对DO的亲和能力（DO半饱和系数为0.3mg/L）大于NOB(DO半饱和系数为1.1mg/L），AOB对FA的耐受浓度（10-150mg/L）高于NOB（0.1-1mg/L）等特点抑制NOB的活性，使硝化过程控制在NO₂^--N阶段，不再继续转化为NO₃^--N。短程硝化可在硝化阶段节约25%的氧气供应，在反硝化阶段节约40%碳源的供应，且该工艺污泥产量低，短程硝化及后续反硝化的污泥产量较传统生物脱氮可分别降低35%、55%，同时可缩短反应时间，减少反应器容积，降低投资运行费用。短程硝化与厌氧氨氧化组合的新型脱氮工艺是目前为止最经济的生物脱氮工艺，厌氧氨氧化工艺利用NH₄⁺作为电子供体、NO₂^--N作为电子受体转化为氮气去除，无需另外投加碳源，应用前景广阔，利用好氧颗粒污泥系统对吡啶废水进行短程硝化反硝化脱氮并联合厌氧氨氧化的处理具有明显的经济效益。

尽管好氧颗粒污泥具有很好的耐冲击负荷、耐有毒有害废水和同时去除有机碳及脱氮的能力，但在实际应用中依然存在一些短板，特别以难生物降解废水作为基质时，好氧颗粒污泥的培养一般需要3个月以上，且脱氮能力较弱，长期运行还容易出现污泥解体现象，所以目前学术研究偏多，实际应用较少。

发明内容

本发明针对目前利用好氧颗粒污泥对难生物降解有机废水进行同步脱氮处理中颗粒化时间较长、脱氮效率较低等问题，提出了一种适用于吡啶等有毒有害化工废水的脱氮好氧颗粒污泥快速启动及稳定运行的方法，可有效提高系统的脱氮效率，并实现资源利用最大化。具体技术方案如下：

包括如下步骤：