CN112723535B - 一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法 - Google Patents

一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，涉及含氮废水生物处理技术领域。该全程自养脱氮工艺的性能强化方法，采用模拟废水启动全程自养脱氮系统，反应器采用上流式厌氧污泥床反应器，添加填料、高效厌氧氨氧化污泥、增加铁离子以及提高进水亚硝氮的方法提高系统运行性能。本发明提供的强化方法能够提高生化整体处理效率，使得废水处理效果得到明显改善，进一步有效提升处理工艺的性能。

Description

一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法
技术领域
本发明属于含氮废水生物处理技术领域，具体涉及一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法。
背景技术
众多污水处理厂常采用传统生物脱氮，即硝化和反硝化生物过程从废水中去除氮素。然而，传统生物脱氮工艺在处理高氨氮低C/N废水时常因缺乏碳源而限制了脱氮性能，而额外添加有机物会提高运行成本且易造成二次污染，不利于系统安全经济运行。
新型脱氮技术CANON工艺在同一反应器中实现了短程硝化和厌氧氨氧化(Anammox)。它利用氨氧化菌(AOB)将部分氨氮转化成亚硝酸盐氮，再协同Anammox菌以水中的NH4 +-N为电子供体，亚硝酸盐为电子受体直接生成N2，实现绿色脱氮的目的。与传统硝化-反硝化脱氮工艺相比能够节约63％的曝气能耗，不需要外源有机碳源，且剩余污泥和CO2的排放水平可忽略不计，具有非常光明的应用前景。
然而，短程硝化中氨氧化细菌AOB需要在好氧环境下氧化部分氨氮作为亚硝酸盐，而厌氧氨氧化反应需要在厌氧或缺氧条件下将NH4 +-N和NO2 --N反应生成氮气。由于CANON反应要在同一反应器中实现短程硝化和厌氧氨氧化，DO含量不能太高也不能太低，一般控制在0.2～1.0mg/L范围内。这势必会导致AOB和厌氧氨氧化菌的活性都受到抑制。而且，厌氧氨氧化菌的倍增时间长达十几天，运行条件极易受到运行条件如温度、pH、基质水平和盐度等的影响。如何提高全程自养脱氮系统的脱氮性能是急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，该性能强化方法能够有效提升工艺对氨氮的去除效果，增强工艺处理性能，进而改善废水处理效果。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
一种废水处理用复合材料，采用HDPE-g-MAH为基料、并添加锗石粉、藜麦粉、荞麦粉混合造粒，后经过甜叶菊苷表面处理后制得；其中，HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉的质量比为1：0.05～0.08：0.07～0.1。添加藜麦粉、荞麦粉制备复合材料，具备营养缓释性能；与锗石粉复配，在制备复合材料的过程中协同作用形成微孔结构，提高载体比表面积，有利于水分的吸收和保持，能够对附着微生物起到直接的屏蔽保护作用，有效加速微生物在载体上的附着及固定，提升生物膜活性；增强营养缓释性能。甜叶菊苷表面处理后，提升复合材料的表面润湿性，增强亲水性能；促进微生物黏附、生长，进而提高复合材料的挂膜量，增强水处理能力。除此之外，制得的复合材料还具有良好的散热性。应用于生化反应器中，提高生化整体处理效率，使得废水处理效果得到明显改善，增强处理工艺性能。
优选地，经过甜叶菊苷处理后制得复合材料的水接触角＜70°。
上述的废水处理用复合材料的制备方法，包括：
S1：原料烘干，取HDPE-g-MAH、甜叶菊苷、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉烘干处理；
S2：将烘干后的HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉按比例添加到密封容器中充分混匀，通过单螺杆挤出机生产条状产品，依次进行真空定性、冷却、水冷却、烘干得到条状样品；
S3：取步骤S2中制得的条状样品、甜叶菊苷在转矩密炼机中进行共混，密炼、冷却至常温即得复合材料。
优选地，步骤S2中单螺杆挤出过程，挤出机机筒一区170～175℃、机筒二区180～190℃、机筒三区180～190℃、机头区170～175℃，单螺杆转速为40～50rpm；真空定性过程真空度为0.03～0.06MPa。
优选地，步骤S3中条状样品与甜叶菊苷的质量比为1：0.1～0.3；密炼过程中温度为180～190℃，密炼时间为10～20min，转速为50～60r/min。
更优选地，在步骤S2中添加水镁石纤维，与HDPE-g-MAH的质量比为0.03～0.07：1。复合材料中加入水镁石纤维，与其它组分复配可进一步提升材料的生物挂膜性能，增加挂膜量；增强复合材料的导热性能。且水镁石纤维的存在，协同复配，使得复合材料具有更低的冰点，可起到抗冰融雪的效果，能够作为填料添加到路基材料中。
本发明又一目的在于提供一种废水处理用复合材料在全程自养脱氮工艺中的用途。
一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，采用模拟废水启动全程自养脱氮系统，反应器采用上流式厌氧污泥床反应器，添加高效厌氧氨氧化污泥。
优选地，反应器中还添加上述制得的复合材料作为填料，形状为花状枝条状。本发明提供了一种在反应器中增强全程自养脱氮工艺性能的策略，实现了氨氮的高效去除，为反应器应用于全程自养脱氮工艺的长期高效稳定运行提供了方法。利用填料进行厌氧氨氧化的启动，能够更好的实现污泥截留保持反应器内的生物量，实现更好的挂膜，同时又能有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率，提高生化整体处理效率，使得废水处理效果得到明显改善，有效提升处理工艺的性能。
优选地，模拟废水为含氨氮废水，主要成分包括NH4 +-N、无机营养、微量元素；其中NH4 +-N由(NH4)2SO4提供，NH4 +-N浓度为60～70mg/L；模拟废水含KHCO3(0.8～1.00g·L-1)、NaH2PO4(2～4.00mg·L-1)、CaCl2(25～40mg·L-1)、MgSO4·7H2O(18～24mg·L-1)、ZnSO4·7H2O(0.54～0.71mg·L-1)、MnCl2·4H2O(0.9～1.2mg·L-1)、CoCl2·6H2O(0.30～0.40mg·L-1)、CuSO4·5H2O(0.31～0.35mg·L-1)、NaMoO4·2H2O(0.28～0.32mg·L-1)、NiCl2·6H2O(0.26～0.30mg·L-1)、H3BO3(0.018～0.024mg·L-1)。
优选地，高效厌氧氨氧化污泥采用上流式厌氧氨氧化工艺进行培养，系统容积去除速率＞5.0kg/m3/d以上，分三次添加，每次添加厌氧氨氧化污泥50～100mL。
优选地，反应器中还添加铁离子和/或进水中添加亚硝氮。
更优选地，铁离子为二价铁离子和/或三价铁离子，铁离子浓度范围为1.0～5.0mg/L。
更优选地，进水亚硝氮浓度需要根据出水氨氮浓度确定，添加的亚硝氮浓度C1与出水氨氮浓度C2之比为1.0～1.3。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种在反应器中增强全程自养脱氮工艺性能的策略，实现了氨氮的高效去除。反应器为上流式反应器，采用添加高效厌氧氨氧化污泥、增加铁离子以及提高进水亚硝氮的方法提高系统运行性能。除此之外，反应器中加入填料，利用填料进行厌氧氨氧化的启动，能够更好的实现污泥截留保持反应器内的生物量，实现更好的挂膜，同时又能有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率，提高生化整体处理效率，使得废水处理效果得到明显改善，进一步有效提升处理工艺的性能。
因此，本发明提供了一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，该性能强化方法能够有效提升工艺对氨氮的去除效果，增强工艺处理性能，进而改善废水处理效果。
附图说明
图1为本发明试验例中反应器系统结构示意图；
图2为本发明试验例1中SEM测试示意图；
图3为本发明试验例1中营养缓释性能测试结果示意图；
图4为本发明试验例1中生物挂膜性能测试结果示意图；
图5为本发明试验例1中多糖含量随时间变化情况。
附图标记说明：
1-进水箱，2-蠕动泵，3-填料，4-砂芯曝气头，5-出水，6-气体流量计，7-曝气机，R1-反应器1，R2-反应器2，R3-反应器3。
具体实施方式
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：
本发明实施例所用HDPE-g-MAH购自美国ExxoMobil公司；甜叶菊苷购自上海乐香生物科技有限公司；水镁石纤维购自天晨矿产品加工厂。
实施例1：
一种废水处理用复合材料的制备方法，包括：
S1：原料烘干，取HDPE-g-MAH、甜叶菊苷、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉，110℃条件下烘干5h；
S2：将烘干后的HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉按质量比为1：0.06：0.09添加到密封容器中充分混匀，通过SJ-30型单螺杆挤出机生产条状产品，此过程中挤出机机筒一区170℃、机筒二区180℃、机筒三区190℃、机头区170℃，设置单螺杆转速50rpm；从模具头挤出条状产品又在真空度为0.03MPa的真空定性套中定型再经过冷却水冷却等步骤得到条状样品，在110℃下烘干3h；
S3：取步骤S2中得到的条状样品、甜叶菊苷(两者质量比为1：0.28)在转矩密炼机中进行共混，密炼过程中温度为190℃，密炼时间为10min，转速为50r/min；结束后将样品冷却至常温即得复合材料。
实施例2：
一种废水处理用复合材料的制备与实施例1的不同之处在于：HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉的质量比为1：0.07：0.08；条状样品与甜叶菊苷质量比为1：0.23。
实施例3：
一种废水处理用复合材料的制备与实施例1的不同之处在于：HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉的质量比为1：0.06：0.07；条状样品与甜叶菊苷质量比为1：0.19。
实施例4：
一种废水处理用复合材料的制备与实施例1的不同之处在于：HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉的质量比为1：0.05：0.09；条状样品与甜叶菊苷质量比为1：0.14。
实施例5：
一种废水处理用复合材料的制备与实施例1的不同之处在于：步骤S2中加入水镁石纤维，与HDPE-g-MAH的质量比为0.045：1。
实施例6：
一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，采用模拟废水启动全程自养脱氮系统，反应器采用上流式厌氧污泥反应器，添加高效厌氧氨氧化污泥，反应器高为39cm，内径为7cm，总容积为1.5L，内部反应区温度控制在31±1℃。
模拟废水为含氨氮废水，主要成分包括NH4 +-N、无机营养、微量元素等。NH4 +-N由(NH4)2SO4提供，NH4 +-N浓度为70mg/L。模拟废水含KHCO3(1.00g·L-1)、NaH2PO4(4.00mg·L-1)、CaCl2(40mg·L-1)、MgSO4·7H2O(24mg·L-1)、ZnSO4·7H2O(0.54mg·L-1)、MnCl2·4H2O(1.2mg·L-1)、CoCl2·6H2O(0.30mg·L-1)、CuSO4·5H2O(0.31mg·L-1)、NaMoO4·2H2O(0.28mg·L-1)、NiCl2·6H2O(0.26mg·L-1)、H3BO3(0.018mg·L-1)。分别在第8d和28d和57d接种Anammox污泥100mL、50mL和100mL，取自高效Anammox反应器。
实施例7：
一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，采用模拟废水启动全程自养脱氮系统，反应器采用上流式厌氧污泥反应器，添加高效厌氧氨氧化污泥，反应器高为39cm，内径为7cm，总容积为1.5L，反应器内有实施例1制得的复合填料3，呈现枝条状，以供微生物附着生长；填充率为80％，长度约为20cm，内部反应区温度控制在31±1℃。
模拟废水为含氨氮废水，主要成分包括NH4 +-N、无机营养、微量元素等。NH4 +-N由(NH4)2SO4提供，NH4 +-N浓度为70mg/L。模拟废水含KHCO3(1.00g·L-1)、NaH2PO4(4.00mg·L-1)、CaCl2(40mg·L-1)、MgSO4·7H2O(24mg·L-1)、ZnSO4·7H2O(0.54mg·L-1)、MnCl2·4H2O(1.2mg·L-1)、CoCl2·6H2O(0.30mg·L-1)、CuSO4·5H2O(0.31mg·L-1)、NaMoO4·2H2O(0.28mg·L-1)、NiCl2·6H2O(0.26mg·L-1)、H3BO3(0.018mg·L-1)。分别在第8d和28d和57d接种Anammox污泥100mL、50mL和100mL，取自高效Anammox反应器。
实施例8：
与实施例7的不同之处在于：反应器中的填料为实施例5制得的复合材料。
实施例9：
与实施例7的不同之处在于：在R1中添加二价铁离子，R2中加入三价铁离子，R3中添加二价铁离子和三价铁离子，浓度均为2.3mg/L。
实施例10：
与实施例7的不同之处在于：在进水箱中加入20mg/L NO2 --N，添加的亚硝氮浓度C1与出水氨氮浓度C2之比为1.2：1。
实施例11：
与实施例9的不同之处在于：在进水箱中加入20mg/L NO2 --N，添加的亚硝氮浓度C1与出水氨氮浓度C2之比为1.2：1。
对比例1：
一种污水处理用材料为HDPE，作为空白对照组。
对比例2：
一种污水处理用复合材料的制备与实施例1的不同之处在于：不添加锗石粉、荞麦粉、和藜麦粉。
对比例3：
一种污水处理用复合材料的制备与实施例1的不同之处在于：不添加锗石粉。
对比例4：
一种污水处理用复合材料的制备与实施例1的不同之处在于：不用甜叶菊苷进行表面处理。
对比例5：
与实施例6的不同之处在于：反应器中不添加污泥。
对比例6：
与实施例7的不同之处在于：反应器中添加填料为对比例1制得材料。
试验例1：
1、表面形貌表征
采用日本HITACHI公司的TM1000型扫描电子显微镜对样品外观形貌的表征。将过干燥的样品被贴附于样品台上，表面喷金，真空环境下，在加速电压为10kV，不同倍率下观察材料表观形貌。
对实施例1制得的样品进行上述测试，结果如图2所示。从图中可以看出，实施例1制得的复合材料具有多孔结构，使得复合材料具有较大的比表面积，有利于微生物的附着。表面粗糙结构可表明甜叶菊苷成功接枝，对材料表面进行修饰。
2、表面接触角的测试
通过测量材料表面与水分子的接触角考察其表面润湿性能，即亲水性。将样品剪切成10×15mm的形状，放置在干燥箱箱中，80℃条件下烘干2h。然后使用接触角测量仪测定样品与水分子的表面接触角。使用微量注射器将一定量的蒸馏水缓慢地滴到样品表面，用接触角测试仪器拍摄水滴在在体表面的形貌照片，通过软件处理后得到水分子与载体的表面接触角大小。
对对比例1、对比例4、实施例1～5进行上述测试，结果如表1所示：
表1水接触角测试结果
Figure BDA0002829659480000061
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Figure BDA0002829659480000071
从表1中可以看出，对比例1与对比例4制得复合材料的水接触角无显著差异，而实施例1制得的复合材料的水接触角明显低于对比例4，表明甜叶菊苷处理后可有效提升材料的润湿性能，有利于微生物的附着。
3、营养缓释性能测试
本测试借助样品在水中浸泡后产生的COD量来表征其缓释性能。称取样品50g，浸泡在1L超纯水中，监测水的COD浓度随时间变化情况。
对对比例1、对比例2、对比例3、实施例1～4制得的复合材料进行上述测试，结果如图3所示。从图中分析可知，相比于对比例1，实施例1制得的复合材料具有良好的营养缓释性能；相对与对比例4，实施例1的缓释性能更好，表明藜麦粉、荞麦粉的存在使得复合材料可以为微生物提供一定的营养物质，形成营养缓释的效果；与锗石粉复配可以增强其缓释效果。
4、生物挂膜测试
采用总体积为1.5L的上流式反应器。NH4 +-N由(NH4)2SO4提供，NH4 +-N浓度为70mg/L。模拟废水含KHCO3(1.00g·L-1)、NaH2PO4(4.00mg·L-1)、CaCl2(40mg·L-1)、MgSO4·7H2O(24mg·L-1)、ZnSO4·7H2O(0.54mg·L-1)、MnCl2·4H2O(1.2mg·L-1)、CoCl2·6H2O(0.30mg·L-1)、CuSO4·5H2O(0.31mg·L-1)、NaMoO4·2H2O(0.28mg·L-1)、NiCl2·6H2O(0.26mg·L-1)、H3BO3(0.018mg·L-1)。接种Anammox污泥200mL，取自高效Anammox反应器。通过调控曝气时间、水力停留时间、曝气量、溶解氧等条件使污水中污泥浓度、溶解氧等趋于稳定。随后添加测试样品材料，观察样品表面微生物附着情况，每天测试水体COD变化情况。COD测定采用重铬酸钾法。挂膜完成后在105℃下进行充分烘干，用高纯水小心清洗去除悬浮态微生物后，先用针头剥蚀附着的生物膜，再超声振荡，将脱落的生物膜悬浮液过滤并于105℃烘干至恒重，两次质量差即为总生物膜量。
将坩埚洗涤干净并于600℃灼烧至恒重，将105℃烘干后的生物膜放在坩埚里继续于600℃下灼烧至恒重，两次重量之差即为挥发性生物膜量。
对对比例1、对比例4、实施例1～5进行上述测试，结果如图4所示。从图中分析可知，实施例1制得的复合材料处理组的总生物膜量为3.8g/L，明显高于对比4的2.2g/L、对比例1的1.8g/L；对比例1制得材料处理组的挥发性生物膜量占总生物膜量的73.4％，对比例4的占总生物膜量的76.8％，无太大差别，而实施例1复合材料处理组挥发性生物膜量占总生物膜量的87.3％，明显高于对比例4；以上结果表明用甜叶菊苷处理可显著提升复合材料的生物附着量。除此之外，实施例5的效果好于实施例1，表明水镁石纤维的存在具有协同增强的作用。
附着生物膜中多糖含量测量
使用1M NaOH溶液溶解材料表面附着的微生物，90℃条件下加热5min以促进细胞裂解，多糖含量采用硫酸-蒽酮法(Analytical Biochemistry，1976，72(1-2)：248-254)测量。
对对比例1、对比例3、实施例1进行含糖量测试，结果如图5所示。实施例1制得的复合材料处理组的多糖含量的增长速率明显快于对比例1和对比例4；且多糖含量越高，不仅表明越多微生物栖息在复合材料表面，而且意味着生物膜的生物活性和细胞活性越高，表明锗石粉的存在与藜麦粉、荞麦粉复配，可有效提升复合材料附着微生物的速率，增强细胞活性。
试验例2：
复合材料性能测试
热传导率
将样品切成10mm×10mm，使用热传导率测定装置LFA447 NanoFlash(NETZSCH公司制)测定25℃的热扩散率。进一步另行求出比热及比重，代入下述式子算出热传导率：
热传导率(W/m·K)＝热扩散率×比热×比重
对对比例1～4、实施例1～5制得的复合材料进行上述测试，结果如表2所示：
表2热导率测试结果
样品 热导率(W/m·K)
对比例1 0.31
对比例2 0.47
对比例3 0.38
对比例4 0.46
实施例1 1.53
实施例2 1.49
实施例3 1.42
实施例4 1.51
实施例5 2.43
从表2中可以看出，实施例1制得复合材料的热导率明显高于对比例1～4，表明本发明制得的复合材料中各添加组分的存在，协同作用显著提高其散热性能。实施例5的效果显著高于实施例1，表明水镁石纤维的存在可有效增强复合材料的导热性能。
试验例3：
融雪抑冰性能测试
按照等体积置换的原则添加复合材料，制备成型添加复合材料的马歇尔试件，以不添加作为空白对照样。在人工模拟的冰雪条件下对其进行融雪抑冰测试。对实施例1、实施例5制得的材料进行上述测试，具体测试效果如表3所示：
表3融雪抑冰效果测试结果
样品 对照样 实施例1 实施例5
试件表面冰点 0 0 -15.9
模拟结冰实验结果 形成层状冰 形成层状冰 未形成层状冰
由表3可见，实施例5制得材料具有低于-15℃的冰点，可以有效地自主抑冰融雪，相比于实施例1和对照样具有明显的融雪抑冰效果，表明水镁石纤维的加入与材料其它组分协同作用，使得复合材料具有良好的融雪抑冰性能。
试验例4：
全程自养脱氮工艺性能强化测试
定期从进水水箱、反应器内、出水口取出样品进行检测。水样经过静置后测定，试验中水中指标测定采用国家规定的标准方法，各分析项目及其测试方法如表4所示。其中，总氮为氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的总和。
表4检测项目与分析方法
检测项目 分析方法
NH4 +-N 纳氏试剂分光光度法
NO2 --N N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法
NO3 --N 麝香草酚分光光度法
总氮 以总无机氮代替
计算公式为：
总氮(TN)＝氨氮(ΔNH4 +-N)+亚硝氮(ΔNO2 --N)+硝氮(ΔNO3 --N)
总氮去除率(TNRE)％＝ΔTN/进水总氮TN
总氮去除速率(kg/m3/d)＝ΔTN×24/(1000×HRT)
其中，HRT为运行过程中水力停留时间。
对对比例5～7、实施例6～9的工艺方法进行上述测试，结果如表5所示：
表5各指标测试结果
样品 TNRE(％) 总氮去除速率(kg/m3/d) 氨氮去除率(％)
对比例5 30.31±2.96 4.7 23.11±1.43
对比例6 69.42±1.32 17.3 86.41±1.61
实施例6 54.17±3.01 14.4 81.23±0.96
实施例7 86.36±1.03 23.1 91.74±0.87
实施例8 92.61±2.32 27.4 97.32±1.40
实施例9 92.97±3.01 24.4 91.42±3.27
实施例10 91.35±2.01 25.1 90.13±1.42
实施例11 96.43±3.31 31.4 98.73±2.46
从表5中分析可知，实施例6的去除效果明显高于对比例1，表明添加厌氧氨氧化污泥可有效提升全程自养脱氮工艺的性能；实施例7的去除效果明显高于对比例6和实施例6，表明加入填料可显著提升工艺的氨氮去除效果，增强工艺性能，且本发明制备的复合材料作为填料具有增强的作用。实施例9中总氮的去除效果好于高于实施例6，表明在反应器中加入铁离子可显著提升工艺的性能，但对氨氮去除率的提升作用不够明显；同样的实施例10的去除效果相比于实施例6具有显著的提升，表明进水中加入NO2 --N对工艺性能的提升具有促进作用。实施例11的去除效果好于实施例6，表明反应器中增加铁离子以及进水中加入NO2 --N，两者复配可有效强化全程自养脱氮工艺性能，尤其可以显著提升对氨氮的去除效果。
试验例6：
模拟废水处理：
本测试实验装置如图1所示，采用三个完全相同的平行运行反应器R1、R2和R3；反应器高为39cm，内径为7cm，总容积为1.5L。供水口位于反应器底部，通过供水箱1和蠕动泵2进水；出水通过出水口5溢出。应器底部安装砂芯曝气头4，由设置好的曝气机7、气体流量计6控制曝气量。反应器由有机玻璃制成，反应器温度由数显恒温水浴锅控制，内部反应区温度控制在31±1℃。
模拟废水为含氨氮废水，主要成分包括NH4 +-N、无机营养、微量元素等。NH4 +-N由(NH4)2SO4提供，NH4 +-N浓度为70mg/L。模拟废水含KHCO3(1.00g·L-1)、NaH2PO4(4.00mg·L-1)、CaCl2(40mg·L-1)、MgSO4·7H2O(24mg·L-1)、ZnSO4·7H2O(0.54mg·L-1)、MnCl2·4H2O(1.2mg·L-1)、CoCl2·6H2O(0.30mg·L-1)、CuSO4·5H2O(0.31mg·L-1)、NaMoO4·2H2O(0.28mg·L-1)、NiCl2·6H2O(0.26mg·L-1)、H3BO3(0.018mg·L-1)。
1.1接种Anammox污泥
分别在第8d和28d和57d接种Anammox污泥100mL、50mL和100mL，取自高效Anammox反应器。平行运行三个反应器R1、R2和R3的总氮去除率与前相比添加污泥之前分别提高到55.68±5.76％，53.17±10.76％和52.33±7.98％，分别提升了将近20％，总氮去除速率为14.4kg/m3/d；氨氮去除率超过80.0％。
1.2添加铁离子
在1.1的基础上在反应器中加入铁离子，浓度为2.3mg/L。其中：R1中为Fe(II)，R2中为Fe(III)，R3中为Fe(II)和Fe(III)。运行稳定后，反应器R1、R2和R3的总氮去除率分别达到63.55±7.66％、58.21±5.52％和62.43±4.32％，总氮去除速率为15.9kg/m3/d；氨氮去除率超过80.0％。
1.3添加亚硝氮
在1.2的基础上在反应器进水中加入亚硝氮。提高进水亚硝氮浓度需要根据出水氨氮浓度确定，添加的亚硝氮浓度C1与出水氨氮浓度C2之比为1.2：1。反应器进水加入20mg/L NO2 --N时，ARE得到明显提升，反应器R1的ARE和TNRE分别提高到98.28±5.51％和86.05±4.98％；反应器R2的对应值分别提高到91.37±4.12％和79.60±2.82％；反应器R3对应值分别为97.74±4.21％和77.60±5.38％。
上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种废水处理用复合材料，采用HDPE-g-MAH为基料、并添加锗石粉、藜麦粉、荞麦粉混合造粒，后经过甜叶菊苷表面处理后制得；其中，HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉的质量比为1：0.05～0.08：0.07～0.1；
所述废水处理用复合材料的制备方法，包括：
S1：原料烘干，取HDPE-g-MAH、甜叶菊苷、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉烘干处理；
S2：将烘干后的HDPE-g-MAH、锗石粉、藜麦粉、荞麦粉按比例添加到密封容器中充分混匀，通过单螺杆挤出机生产条状产品，依次进行真空定性、冷却、水冷却、烘干得到条状样品；
S3：取步骤S2中所述条状样品、甜叶菊苷在转矩密炼机中进行共混，密炼、冷却至常温即得复合材料；
所述步骤S3中条状样品与甜叶菊苷的质量比为1：0.1～0.3；所述密炼过程中温度为180～190℃，密炼时间为10～20min，转速为50～60r/min。
2.根据权利要求1所述的一种废水处理用复合材料，其特征在于：所述经过甜叶菊苷处理后制得复合材料的水接触角＜70°。
3.根据权利要求1所述的一种废水处理用复合材料，其特征在于：所述步骤S2中单螺杆挤出过程，挤出机机筒一区170～175℃、机筒二区180～190℃、机筒三区180～190℃、机头区170～175℃，单螺杆转速为40～50rpm；真空定性过程真空度为0.03～0.06MPa。
4.根据权利要求1所述的一种废水处理用复合材料，其特征在于：所述步骤S2中添加水镁石纤维，与HDPE-g-MAH的质量比为0.03～0.07：1。
5.权利要求1所述的废水处理用复合材料在全程自养脱氮工艺中的用途。
6.一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，采用模拟废水启动全程自养脱氮系统，反应器采用上流式厌氧污泥床反应器，添加填料、高效厌氧氨氧化污泥；所述填料为权利要求1所述的复合材料。
7.根据权利要求6所述的一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，其特征在于：所述模拟废水为含氨氮废水，主要成分包括NH4 +-N、无机营养、微量元素。
8.根据权利要求6所述的一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，其特征在于：所述高效厌氧氨氧化污泥采用上流式厌氧氨氧化工艺进行培养，系统容积去除速率＞5.0kg/m3/d以上，每次添加厌氧氨氧化污泥50～100mL。
9.根据权利要求6所述的一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法，其特征在于：所述填料的形状为花状枝条状。
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