[發明專利]PVA基凝膠珠促進厭氧氨氧化污泥顆粒化的培養方法

有效

• 申請號: 201910343681.4
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN109970216B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 梁繼東;王金興;孫莉;寧有豐
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F3/30;B01J13/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種PVA基凝膠珠促進厭氧氨氧化污泥顆?；呐囵B方法，采用三種不同類型的PVA基凝膠珠(PVA、PVA/CS、PVA/CS/Fe)，用于促進AnAOB聚集生長，實現了Anammox污泥顆?；焖倥囵B。本發明的凝膠珠與AnAOB相容性好，有利于AnAOB快速附著和繁殖，僅在46d即實現了Anammox反應器的成功啟動。(2)本發明所提出的促進AnAOB聚集生長的方法可推廣應用于廢水生物處理領域，具備優良的經濟和環境效益。

技術領域

本發明屬于環境工程領域，具體涉及PVA基凝膠珠促進厭氧氨氧化(Anammox)污泥顆粒化的培養方法。

背景技術

1995年Mulder等人發現了厭氧氨氧化菌(AnAOB)，該菌屬于浮霉狀菌屬(Planctomyces)的一個分支單系群。該菌可以利用亞硝酸鹽為電子受體，在厭氧條件下將氨氧化為氮氣。與傳統的硝化-反硝化生物脫氮過程相比，AnAOB主導的脫氮過程具有節省曝氣能量，減少污泥產量，無需碳源補充等優勢。因此，基于AnAOB開發的厭氧氨氧化(Anammox)工藝迅速成為國內外生物脫氮領域的研究熱點。

然而，在推進Anammox工藝工業化應用過程中，卻面臨著以下不容忽視的問題：(1)AnAOB生長速度緩慢(在30～35℃的條件下培養，倍增時間約為10～14d)，不利于生物量的快速積累，因此反應器啟動緩慢(荷蘭鹿特丹的世界上第一座Anammox反應器啟動時間長達三年之久)；(2)AnAOB對環境的變化高度敏感，一旦受到環境因素抑制，則可能出現污泥壞死流失，不利于反應器的穩定運行。

研究表明，在生物反應器中，AnAOB傾向于聚集生長，可自發形成污泥絮體或污泥顆粒，然而AnAOB自發形成的聚集體強度不高，不能耐受大的水力剪切，容易在水質波動時瓦解破裂，而隨出水流失，最終導致反應器運行失穩，而對于生長緩慢且對環境敏感的AnAOB來說，反應器一旦失穩，恢復將異常緩慢。采用適宜的生物載體促進AnAOB聚集生長，以形成性能優良的Anammox顆粒污泥是一種解決上述問題的手段。生物載體促進Anammox污泥顆?；囵B，能夠為AnAOB創造合適的生存環境，可促進其快速聚集生長，使其具有良好的沉降性能，大大提高了污泥的耐水力沖擊負荷能力。在細胞密度高的顆粒污泥上，AnAOB間的“信息交流和合作”也將得到加強，從而能夠提高AnAOB的代謝活性。這對于Anammox工藝的啟動和穩定運行是十分有利的。

發明內容

本發明為解決以上問題，采用三種不同類型的PVA基凝膠珠(PVA、PVA/CS、PVA/CS/Fe)，用于促進AnAOB聚集生長，實現了Anammox污泥顆?；焖倥囵B。

本發明采用如下技術方案實現：

PVA基凝膠珠促進厭氧氨氧化污泥顆?；呐囵B方法，按照如下步驟進行：

(1)將接種Anammox污泥與聚乙烯醇PVA基凝膠珠均勻混合填充于上流式厭氧污泥床UASB反應器中；

(2)進水以NH₄⁺-N和NO₂^--N為底物，添加微生物生長所需微量元素營養液，調節pH至6.8～7.2，并曝N₂ 15～20min以形成厭氧環境。啟動和運行反應器，進水初始NH₄⁺-N濃度設置為40～50mg/L,NO₂^--N濃度設置為55～65mg/L，當出水NH₄⁺-N濃度低于5mg/L，NO₂^--N濃度低于2mg/L時逐漸提高進水氮容積負荷，直到達到最大容積負荷，并持續穩定運行；

(3)在反應器運行階段進行污泥顆粒化評估。

所述PVA基凝膠珠是指聚乙烯醇PVA、聚乙烯醇/殼聚糖PVA/CS或聚乙烯醇/殼聚糖/鐵PVA/CS/Fe凝膠珠。