CN115403141B - 一种快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，包括以下步骤：S1：在流化床反应装置中启动厌氧氨氧化工艺，通过投加与废水自身的阴阳离子相匹配的反应物，在流化床反应装置中进行结晶，形成晶体；S2：厌氧氨氧化菌与所述晶体共生长，形成厌氧氨氧化颗粒污泥；S3：随着厌氧氨氧化颗粒污泥的不断生长，调整流化床反应装置的回流量或上升流速以控制污泥膨胀或流化高度，同时进行污水处理。本发明利用废水本身的镁离子、钙离子、磷酸根、碳酸根等阴阳离子，与外加反应物反应，生成磷酸铵镁、磷酸钙、羟基磷灰石等晶体沉淀。通过晶体沉淀与厌氧氨氧化菌的共生长，快速形成沉淀性能好、密度大的厌氧氨氧化颗粒污泥。

Description

一种快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法

技术领域

本发明属于厌氧氨氧化及污水处理技术领域，具体涉及一种快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法。

背景技术

我国水体氨氮污染形势严峻，高浓度氨氮废水的达标处理成为当前亟待突破的重大环保课题。近年来，厌氧氨氧化技术因其供氧能耗节省、无需有机碳源、容积负荷高、污泥产量低等优势，成为具应用前景的新型生物脱氮工艺。然而，厌氧氨氧化菌细胞产量和生长速度都极低，且对环境条件敏感，在实际应用中厌氧氨氧化菌也极易流失或者失活，限制了工艺的推广应用。

颗粒污泥被认为是防止厌氧氨氧化菌体流失、克服不利环境条件造成活性抑制的有效手段。厌氧氨氧化菌本身可以分泌胞外聚合物(EPS)或者通过群体感应效应聚集生长，形成的颗粒污泥具有有效减缓溶解氧的渗入、减轻毒性物质对厌氧氨氧化菌的抑制、良好的抗水力剪切性能等优势，可维持工艺稳定高效的运行。

然而，在实际工艺运行形成厌氧氨氧化颗粒污泥后，往往会出现厌氧氨氧化颗粒的上浮，造成污泥大量流失，导致脱氮性能急剧恶化。此外，上浮的污泥也无法在沉淀池中被截留，堵塞出水管，也会导致反应器运行故障。因此，如何快速形成厌氧氨氧化颗粒污泥、维持其良好的沉淀性能和脱氮活性是实际工程应用中亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，包括以下步骤：

S1：在流化床反应装置中启动厌氧氨氧化工艺，通过投加与原水废水自身的阴阳离子相匹配的反应物，在流化床反应装置中与原水废水进行结晶，形成晶体；

S2：厌氧氨氧化菌与所述晶体共生长，形成厌氧氨氧化颗粒污泥；

S3：随着厌氧氨氧化颗粒污泥的不断生长，调整流化床反应装置的回流量或上升流速以控制污泥膨胀或流化高度，同时进行污水处理。

本发明的流化床反应装置既具有盐类结晶并包覆厌氧氨氧化菌形成颗粒污泥的作用，又具有厌氧生物反应器的功能。本发明利用所处理的废水中的高浓度阴阳离子作为结晶沉淀的原料，配合补加含有与该阴阳离子相配合的离子的化合物，在废水中进行反应，形成结晶沉淀；在流化作用下，晶体不断长大，并作为生物载体使得流化床内的厌氧氨氧化菌附着在其表面，晶体生长与细菌附着生长同时进行，形成颗粒污泥，颗粒污泥的内部具有不规则分布的晶体和微生物膜，且比重增大，不易上浮流失。

可选的，步骤S1中，所述启动厌氧氨氧化工艺的方法为富集培养厌氧氨氧化菌或外加厌氧氨氧化菌菌种，上述两种方法均为本领域的常规方法。

可选的，步骤S1中，所述的原水废水的总氮浓度控制在100-1000mg/L范围内，总氮过低，不利于厌氧氨氧化菌活性的提高，总氮过高，则可能产生高浓度的具有生物毒性的游离氨或游离亚硝酸，从而抑制厌氧氨氧化菌生长；

原水废水中的氨氮和亚硝氮浓度比为1:(0.8-1.32)，能够获得良好的自养脱氮效果，若原水废水中只含有氨氮或氨氮较高，则预先将部分氨氮经由氨氧化菌转化为亚硝氮，达到上述比例之后，再进入流化床反应装置中。

可选的，步骤S1中，所述废水自身的阴阳离子包括但不限于镁离子、钙离子、磷酸根、碳酸根、碳酸氢根。这些离子可生成的沉淀包括但不限于碳酸钙(CaCO₃)、碳酸镁(MgCO₃)、磷酸钙(Ca₃(PO₄)₂)、羟基磷灰石(Ca₅(PO₄)₃(OH))、磷酸铵镁(鸟粪石，Mg(NH₄)PO₄·6H₂O)，根据溶度积常数由小至大排序为羟基磷灰石、磷酸钙、磷酸铵镁、碳酸钙、碳酸镁。

进一步可选的，当废水中的碳酸根浓度均大于磷酸根和碳酸氢根浓度时，优选为磷酸根和碳酸氢根浓度的5倍以上时，认定碳酸根为高浓度离子，向流化床反应装置中投加钙离子，投加的钙离子与废水中碳酸根和磷酸根之和的摩尔比为(1.3-1.5):1，形成碳酸钙为主的结晶沉淀，可能伴随羟基磷灰石和磷酸钙沉淀。

进一步任选的，当废水中的磷酸根浓度均大于碳酸根、碳酸氢根时，优选为碳酸根和碳酸氢根浓度的5倍以上时，认定磷酸根为高浓度离子，向流化床反应装置中投加钙离子，投加的钙离子与废水中磷酸根的摩尔比为(1.5-1.7):1，形成羟基磷灰石为主、伴随磷酸钙的共结晶，可能还伴随有碳酸钙结晶。

进一步任选的，当废水中的磷酸根浓度均大于碳酸根、碳酸氢根，优选为碳酸根和碳酸氢根浓度的5倍以上，且氨氮与亚硝氮的差值浓度为正值、废水中的磷酸根与该差值浓度的摩尔比大于1:1时，向流化床反应装置中投加镁离子，投加的镁离子与废水中磷酸根的摩尔比为(1-1.1):1，形成磷酸铵镁结晶，可能还伴随有碳酸镁结晶。

在颗粒污泥的成长阶段，原水废水中的氨氮首先要与亚硝氮一同作为厌氧氨氧化菌的底物或营养物，促进厌氧氨氧化菌生长繁殖，进而包裹颗粒污泥，剩余的氨氮可以作为鸟粪石结晶沉淀的原料，与磷酸根和投加的镁源形成磷酸铵镁结晶。所述磷酸铵镁结晶即为高纯度鸟粪石，在促进厌氧氨氧化颗粒化过程中，能够同时反应掉废水中的氨氮，起到了强化脱氮除磷的效果。

可选的，投加的钙源选自氯化钙、石灰、氯酸钙、高氯酸钙；投加的镁源选自氯化镁、硫酸镁、氧化镁、氢氧化镁、盐卤、镁矿石、蛇纹石。

可选的，步骤S2中，还包括额外投加晶种，加速结晶沉淀过程，强化厌氧氨氧化颗粒污泥生长，所述额外投加晶种选自鸟粪石和石英砂，优选为鸟粪石，投加量为0.1-1g/L，投加周期为3-10天。鸟粪石不仅发挥晶种作用，而且包裹在颗粒污泥中的鸟粪石晶体，在颗粒污泥局部微区溶解时，可为颗粒污泥中的厌氧氨氧化菌提供底物基质，尤其是在废水中厌氧氨氧化菌的基质(即养料)较少时，促进细菌增殖生长，加强厌氧氨氧化菌的抗冲击能力。

可选的，步骤S1中，投加的钙源或镁源在流化床反应装置外部先进行溶解，得到对应的钙源或镁源水溶液，再输入流化床反应装置，且钙源或镁源水溶液与原水废水分开进入流化床反应装置，防止钙源或镁源进入原水废水中立即发生结晶沉淀反应而堵塞管道，降低反应离子的有效性。

可选的，步骤S1和S2，所述流化床反应装置中的上升流速为0.1-2mm/s，易于晶体碰撞成核和微生物聚集生长；

可选的，步骤S1、S2和S3，所述流化床反应装置中溶解氧小于0.2mg/L，水温30℃-35℃，水力停留时间1-48h，避光运行；

所述流化床反应装置内的pH为8.0-8.2，pH值过低，则结晶溶解，pH值过高，则不利于厌氧氨氧化菌生长。

可选的，步骤S1中，通过富集培养或外加菌种而刚启动厌氧氨氧化工艺时，流化床反应装置中的污泥堆积高度为所述反应装置总高度的10％-25％；

步骤S3中，随着厌氧氨氧化颗粒污泥的不断生长，颗粒污泥的膨胀或流化高度为所述反应装置总高度的60％-80％。运行过程中，随着颗粒污泥的不断生长，粒径和密度增大，污泥床层高度降低，应及时调整反应器水力条件，即增大回流量或提高上升流速，以保持适当强度的碰撞和剪切力，维持颗粒污泥床层适宜的流化状态，促进生物相的污泥和非生物相的结晶生长聚集。

进一步可选的，步骤S1、S2和S3中均有回流操作，具体为：所述流化床反应装置的上部设有回流出口，底部设有外加盐进口、pH进口和进水口，外加盐进口用于输入外加的钙源或镁源，pH进口用于输入调节流化床反应装置内pH值的碱液或酸液，进水口用于输入原水废水；所述回流出口通过回流泵连接进水口，将流化床反应装置上部的较为澄清的液体回流至流化床反应装置底部，并与原水废水一同进入流化床反应装置，回流比为10-3000％。

可选的，步骤S3中，维持颗粒污泥的浓度为4-15g/L，当颗粒污泥的浓度超过该范围时，利用污泥的流化状态将颗粒污泥自然分层，通过流化床反应装置下部的取泥口，排出大颗粒、高密度的颗粒污泥，回收并接种至其他反应器中运行，脱氮性能好，效果稳定，污泥不流失；优选的，所述取泥口与流化床反应装置底部的距离为流化床反应装置总高度的1/10-3/10。

所述流化床反应装置的顶部设有出水口，用于排出处理后的产水。

本发明形成颗粒污泥的原理为：流化床反应装置内较小的厌氧氨氧化絮体污泥附着在生成的晶体上，菌体分泌EPS，并在晶体上逐渐生长，将晶体逐渐包裹，新的晶体也以原来晶体为晶种在其表面不断生长，如此反复，污泥与晶体相互无规则包裹，使得颗粒逐渐增大，形成更大的颗粒污泥。本发明提供的上述方法，除初始阶段(步骤S1)有部分厌氧氨氧化絮体污泥经淘选上浮而流失外，步骤S2和S3为颗粒污泥生长和稳定运行阶段，该阶段基本没有颗粒污泥上浮流失的现象，仅有极少部分未长成颗粒的絮体污泥或碰撞分解的絮体污泥随出水流出，污泥流失率小于5％。

可选的，所述流化床反应装置内设有一个中心转轴，所述中心转轴处于流化床反应装置横截面的中心；

所述中心转轴是中空的，且设有若干个第一结晶网和若干个第二结晶网，第一结晶网平行于流化床反应装置的横截面，第一结晶网的一端固定在流化床反应装置的内侧壁面，另一端均匀连接若干个连杆，所述连杆连接中心转轴，并能够收缩和伸展，从而带动第一结晶网铺展和收缩；

所述第二结晶网的一端固定在中心转轴的外侧壁，另一端能够自由活动。

可选的，所述连杆为套管结构，连杆的尾部穿入并固定在中心转轴上，头部连接第一结晶网的边沿，连杆伸展时伸出中心转轴，头部与流化床反应装置内侧壁面相距5-20cm；连杆收缩时，套管收缩进入连杆的尾部或者收缩进入中空的中心转轴内，使得连杆的头部向中心转轴方向移动，从而带动第一结晶网的一端向中心转轴方向移动。

可选的，若干个第一结晶网由上至下均匀设在流化床反应装置内，每个第一结晶网对应连接若干个连杆，第一结晶网与对应的连杆高度相同，对应同一个第一结晶网的连杆沿着中心转轴的周向均匀分布在中心转轴的侧壁上；

所述中心转轴的内部对应相同高度的若干个连杆的位置设有推送装置，用于控制连杆的收缩和伸展，可以是一个推送装置具有若干个伸缩端用于一一对应若干个连杆，也可以是若干个推送装置一一对应若干个连杆，即每个推送装置控制一个连杆。

可选的，所述推送装置还能够带动连杆上下摆动，进而带动第一结晶网上下摆动，将结晶生长在其上的较大的颗粒污泥震动甩掉，留出位置，重新附着结晶、生长。

可选的，所述中心转轴固定第二结晶网的位置为一圈可转动壁面，中心转轴内设有内部转轴，内部转轴的顶部连接驱动电机，驱动电机设在流化床反应装置的上方，内部转轴固定连接每个第二结晶网对应的可转动壁面，用于带动可转动壁面、第二结晶网转动。可转动壁面与中心转轴的其它壁面的连接处设有密封部件，防止废水进入中心转轴。

可选的，所述第二结晶网设在上下两个相邻的第一结晶网之间，第二结晶网随着中心转轴的转动而转动，在转动的过程中铺展开来，根据中心转轴的转速形成伞状或圆形平面，第二结晶网形成圆形平面时，面积最大，此时第二结晶网的半径与流化床反应装置的半径之比为1:(1.1-2)。

本发明针对废水中离子成盐结晶的特点，设计了上下多层结晶网，第一结晶网为活动伸缩式，第二结晶网根据中心转轴的转速而改变铺展程度，使得流化床反应装置内的反应、结晶充分进行。第二结晶网随着中心转轴的启动而铺展，中心转轴转速慢，第二结晶网呈伞状且覆盖半径小，能够承接中心转轴附近的盐类结晶，结晶附着在第二结晶网上或被第二结晶网捕集，成为晶核，促使后续的盐类沉淀在晶核上继续结晶长大，同时附着微生物；随着中心转轴转速提高，第二结晶网的铺展面积变大，能够作用的范围更广，另外，第二结晶网的铺展面积可控的同时，也是作用的高度范围可控，因为中心转轴转速慢，第二结晶网铺展面积虽小，但由于下垂能作用到更多的垂直空间。随着第二结晶网的转动，能够甩掉生长到较大的颗粒污泥，进入流体中，为后续的结晶晶核提供位置。

随着流化床反应装置内沉淀或结晶增多，所述连杆收缩将第一结晶网铺展开，通过推送装置控制连杆的收缩长度，进而控制第一结晶网的铺展面积，第一结晶网也能捕集盐类沉淀并形成晶核，促进盐类在晶核上继续结晶长大，同时附着微生物。而且第一结晶网能够在连杆的带动下上下摆动或震动，将较大的颗粒污泥甩掉，进入流体中，为后续的结晶晶核提供位置。

因此，第一结晶网和第二结晶网能够相互配合，根据反应的不同阶段或进度，根据沉淀生成的量和区域，合理调节结晶网的水平和垂直作用范围，促进盐类结晶沉淀。

附图说明

图1为实施例1的流化床反应装置的结构示意图；

图2为实施例1生成的颗粒污泥的XRD图；

图3为实施例1生成的颗粒污泥的SEM扫描电镜图(一)；

图4为实施例1生成的颗粒污泥的SEM扫描电镜图(二)；

图5为实施例5的流化床反应装置内部结构示意图。

附图中，1-中心转轴，2-第一结晶网，3-第二结晶网，4-连杆，5-可转动壁面，6-内部转轴。

具体实施方式

实施例1

本实施例所述的快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，包括以下步骤：

(1)在流化床反应装置外加絮状厌氧氨氧化污泥以启动厌氧氨氧化工艺，具体为，将驯化成熟的厌氧氨氧化污泥过20目筛，然后将过筛后的絮体污泥接种至流化床反应装置中，污泥堆积高度为流化床反应装置总高度的10％；驯化的方法参考专利号为2021100410364、名称为“厌氧氨氧化反应器快速启动及厌氧氨氧化菌活性恢复的方法”的发明专利；

流化床反应装置的容积为1.7L，本实施例的原水废水的总氮浓度为550mg/L，其中NH₄ ⁺-N浓度为300mg/L，NO₂ ^--N的浓度为250mg/L，NH₄ ⁺-N和NO₂ ^—-N浓度比为1:0.83；

利用水浴控制流化床反应装置内部为35℃，溶解氧<0.2mg/L，避光运行，初始污泥浓度MLSS为5.0g/L，MLVSS为3.8g/L，上升流速为0.27mm/s，回流比为800％；

(2)通过投加与原水废水自身的阴阳离子相匹配的反应物，在流化床反应装置中进行结晶，形成晶体；

原水废水中的磷酸根浓度均大于碳酸根浓度、碳酸氢根浓度5倍以上，且氨氮与亚硝氮的差值浓度为正值、废水中的磷酸根与该差值浓度的摩尔比大于1:1时，向流化床反应装置中投加氯化镁，投加的镁离子与废水中磷酸根的摩尔比为1:1，形成磷酸铵镁结晶；

投加的氯化镁在流化床反应装置外部先进行溶解，得到氯化镁水溶液，再输入流化床反应装置；

(3)厌氧氨氧化菌与所述磷酸铵镁晶体共生长，使用pH计实时测量流化床反应装置中pH值，并以50g/L的NaOH溶液和1mol/L的盐酸溶液调节流化床反应装置中pH值稳定在8.0-8.2范围内，形成厌氧氨氧化颗粒污泥；

(4)随着厌氧氨氧化颗粒污泥的不断生长，调整水力停留时间为9h，上升流速为0.54mm/s，回流比为1600％，污泥膨胀高度为流化床反应装置高度的60％，同时进行污水处理；

维持颗粒污泥的浓度为4-15g/L，当颗粒污泥的浓度超过该范围时，利用污泥的流化状态将颗粒污泥自然分层，通过流化床反应装置下部的取泥口，排出大颗粒、高密度的颗粒污泥，回收并接种至其他反应器中运行。

如图1所示，所述流化床反应装置的顶部设有出水口，用于流化床反应装置内的污水，排出上部设有回流出口，底部设有外加盐进口、pH进口和进水口，外加盐进口用于输入外加的氯化镁水溶液，pH进口用于输入调节流化床反应装置内pH值的碱液或酸液，进水口用于输入原水废水；所述回流出口通过回流泵连接进水口，将流化床反应装置上部的较为澄清的液体回流至流化床反应装置底部，并与原水废水一同进入流化床反应装置。流化床反应装置设有取泥口，所述取泥口与流化床反应装置底部的距离为流化床反应装置总高度的3/10。

本实施例的流化床反应装置运行到第45天，形成了大量沉淀性能好的厌氧氨氧化-鸟粪石耦合生长颗粒污泥，厌氧氨氧化颗粒污泥的平均粒径达到576μm，平均密度为1.35g/cm³，实现了厌氧氨氧化污泥的颗粒化；此时，MLSS及MLVSS分别由初始的5.0和3.8g/L增长至15.9和8.1g/L。

使用X射线衍射仪(XRD)对生成的颗粒污泥进行分析，如图2所示，颗粒污泥的谱图与鸟粪石标准卡谱图一致，这说明本实施例形成了纯度较高的鸟粪石结晶沉淀。

生成颗粒污泥的SEM扫描电镜图如图3和4所示，可以看到厌氧氨氧化颗粒污泥与沉淀结晶共生长，其中条状或棒状颗粒为沉淀结晶，絮状或团状包裹物为厌氧氨氧化污泥，从而形成密度较大的厌氧氨氧化颗粒污泥，有效防止污泥上浮流失。

随着厌氧氨氧化颗粒污泥与结晶沉淀的共生长，本实施例中的厌氧氨氧化活性未受影响，流化床反应装置的总氮平均去除率为83％，总磷平均去除率为32％，因此采用本发明方法在快速获得厌氧氨氧化颗粒污泥的同时，实现了同步强化脱氮除磷。

运行过程中，本实施例的污泥流失率仅为2％，有效防止污泥上浮流失。

对比例1

本对比例所述的快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，与实施例1相同，区别在于，没有向流化床反应装置中投加氯化镁水溶液，使厌氧氨氧化污泥自然生长。

本对比例运行到第45天，厌氧氨氧化颗粒污泥的平均粒径达到210μm，平均密度为1.04g/cm³；MLSS及MLVSS保持不变。

运行过程中，本对比例的污泥流失率为23％，污泥流失较为严重。流化床反应装置的总氮平均去除率为73％，总磷没有去除。

实施例2

本实施例所述的快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，与实施例1相同，区别在于，步骤(3)中额外投加鸟粪石晶种，投加量为1g/L，投加周期为7天。

结果表明，本实施例的厌氧氨氧化颗粒化效果更为明显，颗粒污泥的生成时间缩短至35天，所获得的颗粒污泥更为厚实，晶体含量更高，平均粒径为535μm，平均密度为1.50g/cm³。

实施例3

本实施例所述的快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，与实施例2相同，区别在于，步骤(2)中，原水废水中的碳酸根浓度均大于磷酸根和碳酸氢根浓度5倍以上，认定碳酸根为高浓度离子，向流化床反应装置中投加氯化钙，投加的钙离子与废水中碳酸根和磷酸根之和的摩尔比为1.3:1，形成羟基磷灰石、磷酸钙和碳酸钙结晶沉淀；

投加的氯化钙在流化床反应装置外部先进行溶解，得到氯化钙水溶液，再输入流化床反应装置。

本实施例的厌氧氨氧化颗粒污泥的生成时间为36天，所获得的颗粒污泥平均粒径为568μm，平均密度为1.53g/cm³。

实施例4

本实施例所述的快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，与实施例2相同，区别在于，步骤(2)中，原水废水中的磷酸根浓度均大于碳酸根、碳酸氢根浓度5倍以上，认定磷酸根为高浓度离子，向流化床反应装置中投加氯化钙，投加的钙离子与废水中磷酸根的摩尔比为1.5:1，形成羟基磷灰石为主、伴随磷酸钙的共结晶。

本实施例的厌氧氨氧化颗粒污泥的生成时间为36天，所获得的颗粒污泥平均粒径为570μm，平均密度为1.48g/cm³，总氮平均去除率为80％。

实施例5

本实施例所述的快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，与实施例2相同，区别在于，如图5所示，所述流化床反应装置内设有一个中心转轴1，所述中心转轴1处于流化床反应装置横截面的中心；

所述中心转轴1是中空的，且设有4个第一结晶网2和3个第二结晶网3，第一结晶网2平行于流化床反应装置的横截面，第一结晶网2的一端固定在流化床反应装置的内侧壁面，另一端均匀连接4个连杆4，所述连杆4连接中心转轴1，并能够收缩和伸展，从而带动第一结晶网2铺展和收缩；

所述第二结晶网3的一端固定在中心转轴1的外侧壁，另一端能够自由活动。

所述连杆4为套管结构，连杆4的尾部穿入并固定在中心转轴1上，头部连接第一结晶网2的边沿，连杆4伸展时伸出中心转轴1，头部与流化床反应装置内侧壁面相距5cm；连杆4收缩时，套管收缩进入连杆4的尾部或者收缩进入中空的中心转轴1内，使得连杆4的头部向中心转轴1方向移动，从而带动第一结晶网2的一端向中心转轴1方向移动。

4个第一结晶网2由上至下均匀设在流化床反应装置内，每个第一结晶网2对应连接4个连杆4，第一结晶网2与对应的连杆4高度相同，对应同一个第一结晶网2的连杆4沿着中心转轴1的周向均匀分布在中心转轴1的侧壁上；

所述中心转轴1的内部对应相同高度的4个连杆4的位置设有推送装置，用于控制连杆4的收缩和伸展，一个推送装置具有4个伸缩端用于一一对应4个连杆4。

所述推送装置还能够带动连杆4上下摆动，进而带动第一结晶网2上下摆动，将结晶生长在其上的较大的颗粒污泥震动甩掉，留出位置，重新附着结晶、生长。

所述中心转轴1固定第二结晶网3的位置为一圈可转动壁面5，中心转轴1内设有内部转轴6，内部转轴6的顶部连接驱动电机，驱动电机设在流化床反应装置的上方，内部转轴6固定连接每个第二结晶网3对应的可转动壁面5，用于带动可转动壁面5、第二结晶网3转动。可转动壁面5与中心转轴1的其它壁面的连接处设有密封部件，防止废水进入中心转轴1。

所述第二结晶网3设在上下两个相邻的第一结晶网2之间，第二结晶网3随着中心转轴1的转动而转动，在转动的过程中铺展开来，根据中心转轴1的转速形成伞状或圆形平面，第二结晶网3形成圆形平面时，面积最大，此时第二结晶网3的半径与流化床反应装置的半径之比为1:1.5。

本实施例的厌氧氨氧化颗粒污泥的生成时间缩短至31天，所获得的颗粒污泥平均粒径为572μm，平均密度为1.68g/cm³。

Claims (4)

1.一种快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在流化床反应装置中启动厌氧氨氧化工艺，通过投加与原水废水自身的阴阳离子相匹配的反应物，在流化床反应装置中进行结晶，形成晶体；

S2：厌氧氨氧化菌与所述晶体共生长，形成厌氧氨氧化颗粒污泥；

S3：随着厌氧氨氧化颗粒污泥的不断生长，调整流化床反应装置的回流量或上升流速以控制污泥膨胀或流化高度，同时进行污水处理；

步骤S1中，所述原水废水自身的阴阳离子包括镁离子、钙离子、磷酸根、碳酸根、碳酸氢根；

所述的原水废水的总氮浓度控制在100-1000 mg/L，原水废水中的氨氮和亚硝氮浓度比为1:(0.8-1.32)；

当废水中的碳酸根浓度均大于磷酸根浓度和碳酸氢根浓度时，认定碳酸根为高浓度离子，向流化床反应装置中投加钙离子，投加的钙离子与废水中碳酸根和磷酸根之和的摩尔比为(1.3-1.5):1；

当废水中的磷酸根浓度均大于碳酸根浓度和碳酸氢根浓度时，认定磷酸根为高浓度离子，向流化床反应装置中投加钙离子，投加的钙离子与废水中磷酸根的摩尔比为(1.5-1.7):1；

当废水中的磷酸根浓度均大于碳酸根浓度和碳酸氢根浓度，且氨氮与亚硝氮的差值浓度为正值、废水中的磷酸根浓度与该差值浓度的摩尔比大于1:1时，向流化床反应装置中投加镁离子，投加的镁离子与废水中磷酸根的摩尔比为(1-1.1):1；

所述流化床反应装置内设有一个中心转轴，所述中心转轴处于流化床反应装置横截面的中心；

所述中心转轴是中空的，且设有若干个第一结晶网和若干个第二结晶网，第一结晶网平行于流化床反应装置的横截面，第一结晶网的一端固定在流化床反应装置的内侧壁面，另一端均匀连接若干个连杆，所述连杆连接中心转轴，并能够收缩和伸展，从而带动第一结晶网铺展和收缩；

所述第二结晶网的一端固定在中心转轴的外侧壁，另一端能够自由活动；

若干个第一结晶网由上至下均匀设在流化床反应装置内，每个第一结晶网对应连接若干个连杆，第一结晶网与对应的连杆高度相同，对应同一个第一结晶网的连杆沿着中心转轴的周向均匀分布在中心转轴的侧壁上；

所述中心转轴的内部对应相同高度的若干个连杆的位置设有推送装置，用于控制连杆的收缩和伸展；

所述中心转轴固定第二结晶网的位置为一圈可转动壁面，中心转轴内设有内部转轴，内部转轴的顶部连接驱动电机，驱动电机设在流化床反应装置的上方，内部转轴固定连接每个第二结晶网对应的可转动壁面，用于带动可转动壁面、第二结晶网转动；

所述第二结晶网设在上下两个相邻的第一结晶网之间。

2.根据权利要求1所述的快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，其特征在于，步骤S1和S2，所述流化床反应装置中的上升流速为0.1-2 mm/s；

步骤S1、S2和S3，所述流化床反应装置中溶解氧小于0.2 mg/L，水温30°C-35°C，pH为8.0-8.2，水力停留时间1-48 h，避光运行。

3.根据权利要求2所述的快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，其特征在于，步骤S1中，刚启动厌氧氨氧化工艺时，流化床反应装置中的污泥堆积高度为所述反应装置总高度的10%-25%；

步骤S3中，随着厌氧氨氧化颗粒污泥的不断生长，颗粒污泥的膨胀或流化高度为所述反应装置总高度的60%-80%，回流比为10-3000%。

4.根据权利要求3所述的快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥的方法，其特征在于，步骤S2中，还包括额外投加晶种，加速结晶沉淀过程，强化厌氧氨氧化颗粒污泥生长，所述额外投加晶种为鸟粪石，投加量为0.1-1 g/L，投加周期为3-10 天。

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