本發(fā)明涉及污水處理，尤其是涉及一種優(yōu)化微生物生態(tài)位強化脫氮菌協同處理含氮廢水的方法。

背景技術：

1、自養(yǎng)脫氮工藝不依賴有機物，具有能耗低、污泥產量低和溫室氣體產量低等優(yōu)勢，為污水處理廠低碳脫氮、節(jié)能降耗提供了新途徑。然而，自養(yǎng)脫氮功能菌倍增時間長(例如厭氧氨氧化菌倍增時間約2～12d)，有效持留自養(yǎng)脫氮功能菌是維持反應器穩(wěn)定運行的關鍵，而形成自養(yǎng)脫氮功能菌顆粒則是攻克該難題的有效途徑之一。自養(yǎng)脫氮功能菌顆粒具有生物密度高、總氮去除負荷高和應對復雜環(huán)境抵抗能力強等突出優(yōu)勢，已成為自養(yǎng)脫氮技術最具應用前景的污泥形態(tài)。目前促進微生物顆?；闹饕呗园ㄌ嵘裏o機鹽離子(如ca2+、mg2+等)濃度和引入外部惰性凝結核(如沸石顆粒、生物炭和活性炭等)。專利cn114920355b，公開了一種好氧顆?；⑸锞奂w的沉降性能調節(jié)方法，但是該發(fā)明的缺點是混合粉末制備相對復雜。專利cn117486369a公開了一種連續(xù)流厭氧氨氧化脫氮工藝顆粒污泥快速培養(yǎng)裝置及方法，但是該發(fā)明的缺點是裝置流程相對較長。

2、綜上，這些方法雖有效，卻伴隨著費用較高的挑戰(zhàn)，限制了其在大規(guī)模應用中普及。因此，亟需尋求一種經濟、持續(xù)加速自養(yǎng)脫氮污泥顆?；姆椒?。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現有自養(yǎng)脫氮污泥顆?；M用較高、過程較慢、難以普及的缺點，提供一種優(yōu)化微生物生態(tài)位強化脫氮菌協同處理含氮廢水的方法。

2、本發(fā)明利用硫化物的投加可以促進自養(yǎng)脫氮污泥分泌胞外聚合物(eps)。一方面，eps通常會在絮體顆?；^程中發(fā)揮重要作用，高eps分泌有利于顆粒形成和顆粒粒徑增大。另一方面，硫化物氧化過程中會首先轉化為生物硫作為中間體(s2-→s0)，一定程度上緩解硫化物的毒性作用。同時，生物硫粒徑通常<1μm、具有強吸附特性，可作為微核加速污泥造粒。鑒此，硫化物可能是一種潛在的生物相容劑，有助于自養(yǎng)脫氮污泥顆?；Ａ蚧飼T導硫自養(yǎng)反硝化功能菌(例如thiobacillus)增殖，但自養(yǎng)脫氮污泥聚集體(顆粒-絮體)內功能細菌的生態(tài)位及相互作用尚不清楚。闡明這些問題將極大地推動自養(yǎng)脫氮顆粒工藝的應用。

3、本發(fā)明闡明了自養(yǎng)脫氮污泥中功能細菌的生態(tài)位及相互作用機制，并以此為基礎，通過投加硫化物，加速反應器中厭氧氨氧化污泥顆?；瑫r誘導硫自養(yǎng)反硝化菌在絮體中增殖，使脫氮功能菌發(fā)生生態(tài)位分化，為自養(yǎng)脫氮體系中多種脫氮功能菌提供各自優(yōu)勢生態(tài)位，強化顆粒中厭氧氨氧化菌和絮體中硫自養(yǎng)反硝化菌的耦合作用，提高自養(yǎng)脫氮體系氮去除效能，從而推動自養(yǎng)脫氮體系在復雜廢水中的應用。

4、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現：

5、本發(fā)明的技術方案提供一種優(yōu)化微生物生態(tài)位強化脫氮菌協同處理含氮廢水的方法，所述方法以下步驟：

6、s1檢測廢水中s2--s、nh4+-n、no2--n、no3--n濃度，并控制s2--s濃度為10～50mg/l、nh4+-n濃度為100～250mg?n/l，no2--n濃度為100～300mg?n/l，no3--n濃度為0～20mg?n/l；

7、s2將自養(yǎng)脫氮污泥置于反應器中，自養(yǎng)脫氮污泥中含有厭氧氨氧化功能菌和硫自養(yǎng)反硝化功能菌；

8、s3將廢水通入反應器中，廢水的硫化物使厭氧氨氧化功能菌在顆粒中占據優(yōu)勢生態(tài)位，同時使硫自養(yǎng)反硝化功能菌在絮體中占據優(yōu)勢生態(tài)位；厭氧氨氧化功能菌和硫自養(yǎng)反硝化功能菌具有協同作用，厭氧氨氧化功能菌將廢水中氨氮和亞硝酸鹽氮轉化為氮氣和硝酸鹽氮；硫自養(yǎng)反硝化功能菌將廢水中硝酸鹽氮和厭氧氨氧化生成的硝酸鹽氮轉化為氮氣，氮氣從反應器中直接排出，處理后的廢水流出反應器。

9、進一步地，所述廢水為來自實際垃圾填埋場滲濾液經反硝化和短程硝化處理出水。

10、進一步地，在一些具體的實施例中，通過營養(yǎng)物質水溶液來模擬廢水，構建協同脫氮體系；所述營養(yǎng)物質水溶液，溶質包括銨鹽、亞硝酸鹽、硫化物和其他元素的化合物，溶劑為去離子水；所述銨鹽選自nh4cl、(nh4)2so4、(nh4)2co3中的任一種或兩種及以上的組合，調節(jié)進水nh4+-n濃度為100mg?n/l；所述亞硝酸鹽選自nano2、kno2中的任一種或兩種及以上的組合，調節(jié)進水no2--n濃度為132mg?n/l；所述硫化物選自na2s·9h2o，調節(jié)進水s2--s濃度為10mg?s/l；所述其他元素的化合物包括如下濃度的組分：khco3?1g/l、kh2po4?0.025g/l、cacl2?0.3g/l、mgcl2?0.3g/l、feso4·7h2o?0.015g/l、na2edta0.02g/l、0.5ml/l的微量元素濃縮液；所述微量元素濃縮液包括如下濃度的組分：0.035g/l的h3bo3、0.625g/l的cuso4·5h2o、0.525g/l的cocl2、1.075g/l的znso4·7h2o、0.475g/l的nicl2·6h2o、2.475g/l的mncl2·4h2o和0.55g/l的namoo4·2h2o。

11、進一步地，s1中，當廢水中s2--s濃度低于10mg/l時，通過添加硫化物，使得其濃度為10～50mg/l；所述硫化物優(yōu)選為na2s·9h2o；當廢水中s2--s濃度高于50mg/l，通過稀釋，使得其濃度為10～50mg/l。

12、進一步地，s2所述自養(yǎng)脫氮污泥即厭氧氨氧化污泥，使用時先用0.1mm，ph7.4～7.6的pbs緩沖液清洗3次以上。

13、進一步地，s2所述厭氧氨氧化功能菌為anammox菌，包括candidatus?brocadia；所述硫自養(yǎng)反硝化功能菌為sadn菌，包括thiobacillus。

14、進一步地，s2所述厭氧氨氧化功能菌顆粒粒徑>0.2mm，硫自養(yǎng)反硝化菌絮體粒徑<0.2mm。

15、進一步地，s2中控制反應器中所述自養(yǎng)脫氮污泥中的揮發(fā)性懸浮固體濃度為3000～4000mg?vss/l，使用pbs緩沖液調節(jié)；反應器中廢水的溶解氧含量<0.005mg/l；溫度為31～33℃；ph值的范圍在7.4～7.6。

16、進一步地，s3中廢水中含有的硫化物一方面通過轉化為硫單質作為顆?；奈⒑?，一方面促進硫自養(yǎng)反硝化功能菌的增殖。

17、進一步地，s3中通過泵控制進出水，換水比為0.5，自養(yǎng)脫氮反應器中水力停留時間為16h，每天運行3個周期，每個周期進水5min、攪拌400min、靜置沉淀60min、排水10min、閑置5min。

18、與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

19、(1)本發(fā)明利用硫化物投加可以促進厭氧氨氧化污泥胞外聚合物分泌、累積適量生物硫作為顆粒化微核、促進絲狀菌增殖作為顆?；羌?，這些多重作用加速了厭氧氨氧化污泥顆?；?；同時硫化物投加誘導了絮體中硫自養(yǎng)反硝化功能菌的增殖。最終脫氮功能菌生態(tài)位發(fā)生分化、分別在顆粒和絮體中占據最優(yōu)生態(tài)位。

20、(2)本發(fā)明脫氮功能菌占據優(yōu)勢生態(tài)位，厭氧氨氧化污泥顆粒將進水中氨氮和亞硝酸鹽氮轉化為氮氣和硝酸鹽氮，硝酸鹽氮隨即被絮體中硫自養(yǎng)反硝化菌還原為氮氣，有利于脫氮功能菌合作高效緊密，實現自養(yǎng)脫氮體系長期穩(wěn)定高效脫氮。

21、(3)本發(fā)明脫氮功能菌之間高效合作，有助于自養(yǎng)脫氮顆粒系統應對環(huán)境沖擊，在處理復雜廢水時具備顯著優(yōu)勢。

22、(4)本發(fā)明的方法具有可持續(xù)的優(yōu)勢，硫化鈉可來源于工業(yè)廢水，具有經濟可持續(xù)的優(yōu)勢。