本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，尤其涉及通過(guò)以反硝化包埋顆粒和厭氧氨氧化包埋顆粒為載體的水處理反應(yīng)器及運(yùn)行方法。
背景技術(shù)：
包埋固定化技術(shù)是現(xiàn)代生物工程領(lǐng)域的一項(xiàng)新興技術(shù)，指用化學(xué)或物理的手段將酶、微生物細(xì)胞、動(dòng)植物細(xì)胞、細(xì)胞器等生物催化劑限定于某一特定空間區(qū)域內(nèi)，并使其保持固有的催化活性，能被重復(fù)和連續(xù)使用。固定化微生物技術(shù)研究初期，主要用于發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)，將酶固定于載體內(nèi)以提高生產(chǎn)效率。至20世紀(jì)60年代，固定化技術(shù)發(fā)展到將細(xì)胞直接固定于載體內(nèi)，既不需要把酶從細(xì)胞中提取出來(lái)，也不需要加以純化，因而酶活力損失少，特別是當(dāng)反應(yīng)需要輔因子或多種酶成分參與時(shí)，固定化細(xì)胞更具有優(yōu)越性。隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，研究高效微生物處理技術(shù)的要求也越來(lái)越迫切，人們開始考慮采用固定化微生物技術(shù)取代傳統(tǒng)的活性污泥法，用于各種污染物的轉(zhuǎn)化和降解。利用固定化細(xì)胞技術(shù)處理廢水相對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法有以下優(yōu)勢(shì)：
(1)反應(yīng)器內(nèi)保持較高的微生物濃度，通常為常規(guī)活性污泥法的7～8倍。反應(yīng)器啟動(dòng)快、反應(yīng)速率高，反應(yīng)設(shè)備小型化；
(2)固定化顆粒很容易與水分離，這樣反應(yīng)器中細(xì)胞濃度就不再受二沉池分離效率的限制，反應(yīng)過(guò)程操作控制簡(jiǎn)便，降低了成本；
(3)細(xì)胞固定化后，一般對(duì)熱、pH值等的穩(wěn)定性提高，對(duì)抑制劑的敏感性下降，在受到?jīng)_擊負(fù)荷及環(huán)境條件驟變?nèi)阅鼙３州^高的活性；
(4)利用細(xì)胞固定化技術(shù)，把篩選培育出的優(yōu)勢(shì)菌種加以固定，可以構(gòu)成一種高效的針對(duì)某些特定的難降解廢水的處理系統(tǒng)。
1995年，荷蘭學(xué)者M(jìn)ulder等首先在一個(gè)處理酵母廢水的反硝化中試裝置內(nèi)發(fā)現(xiàn)了厭氧氨氧化反應(yīng)，此后諸多學(xué)者在各個(gè)自然環(huán)境中陸續(xù)的檢測(cè)出此反應(yīng)，受到研究者的高度關(guān)注。但厭氧氨氧化菌是一種自養(yǎng)型生物，生長(zhǎng)緩慢，世代周期長(zhǎng)，且伴隨著反應(yīng)會(huì)生成硝態(tài)氮，導(dǎo)致脫氮不完全；在這厭氧氨氧化反應(yīng)發(fā)現(xiàn)于反硝化反應(yīng)器中，而在研究反硝化過(guò)程中，諸多學(xué)者發(fā)現(xiàn)會(huì)有亞硝態(tài)氮的產(chǎn)生。因此如果反硝化產(chǎn)生的亞硝態(tài)氮能被厭氧氨氧化所利用，而厭氧氨氧化產(chǎn)生的硝態(tài)氮又被反硝化所利用，實(shí)現(xiàn)兩者的耦合作用，也彌補(bǔ)了厭氧氨氧化在處理有機(jī)含氮廢水中的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服厭氧氨氧化工藝在處理有機(jī)含氮廢水中由于有機(jī)物干擾而造成活性低、脫氮不完全的問(wèn)題，提供一種以反硝化包埋顆粒和厭氧氨氧化包埋顆粒進(jìn)行聯(lián)合脫氮的裝置以及運(yùn)行方法。主要的創(chuàng)新點(diǎn)在于將已培養(yǎng)完成的反硝化包埋顆粒和厭氧氨氧化包埋顆粒放于同一反應(yīng)裝置中，但兩者并沒有完全混合，反硝化包埋顆粒置于流離球中，厭氧氨氧化包埋顆粒置于鮑爾環(huán)空隙中或飄于水中，兩種包埋顆?？筛鶕?jù)條件靈活的調(diào)控投加比例，為厭氧氨氧化包埋工藝應(yīng)用于有機(jī)含氮廢水中提供了一種良好的方法，減少有機(jī)物厭氧氨氧化造成的影響，同時(shí)提高了脫氮效率。
一種利用反硝化和厭氧氨氧化包埋顆粒進(jìn)行聯(lián)合脫氮的裝置，其特征在于，包括如下：
包括：反應(yīng)裝置、反應(yīng)器進(jìn)水管(1)、反應(yīng)器出水管(2)、水浴進(jìn)水管(3)、水浴回流管(4)、保溫遮光罩(6)、密封裝置(7)、格網(wǎng)(8)、鮑爾環(huán)(9)、厭氧氨氧化包埋顆粒(10)、流離球(11)、反硝化包埋顆粒(12)、配水桶(13)、水浴恒溫桶(14)；
反應(yīng)裝置為圓柱形，分內(nèi)外兩層獨(dú)立的區(qū)域，內(nèi)層區(qū)域?yàn)榉磻?yīng)區(qū)，外層區(qū)域?yàn)樗^(qū)(5)，水浴區(qū)為反應(yīng)區(qū)保持反應(yīng)溫度，水浴區(qū)外側(cè)為反應(yīng)裝置的保溫遮光罩(6)；配水桶(13)通過(guò)反應(yīng)區(qū)的進(jìn)水管(1)、進(jìn)水蠕動(dòng)泵與反應(yīng)區(qū)連接，反應(yīng)區(qū)進(jìn)水管通入反應(yīng)區(qū)的底部；反應(yīng)區(qū)上部的出口通過(guò)格網(wǎng)(8)與反應(yīng)區(qū)出水管(2)相連；反應(yīng)區(qū)內(nèi)的厭氧氨氧化包埋顆粒(10)嵌于鮑爾環(huán)(9)內(nèi)或者漂于反應(yīng)區(qū)內(nèi)，反硝化包埋顆粒(12)置于流離球(11)中，厭氧氨氧化包埋顆粒(10)和反硝化包埋顆粒(12)不完全混合，有利于調(diào)節(jié)各自的比例；反應(yīng)裝置外層的水浴區(qū)底部設(shè)有水浴進(jìn)水管(3)，上部設(shè)有水浴回流管(4)又重新流入水浴恒溫桶(14)內(nèi)；水浴進(jìn)水管(3)和水浴回流管(4)均與水浴恒溫桶(14)連接，水浴進(jìn)水管(3)或/和水浴回流管(4)經(jīng)由泵與水浴恒溫桶(14)連接；反應(yīng)裝置的上端采用密封裝置(7)進(jìn)行密封。
優(yōu)選厭氧氨氧化包埋顆粒為立方體顆粒，立方體顆粒為3×3×3mm，包埋顆粒的密度為1.0-1.05g/cm3。
一種利用上述反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)反硝化和厭氧氨氧化包埋顆粒對(duì)生活污水進(jìn)行聯(lián)合脫氮的方法，其也正在于，包括以下幾個(gè)步驟：
(一)反硝化包埋顆粒的制備及培養(yǎng)
(1)反硝化細(xì)菌的分離選取：取污水處理廠二沉池的回流污泥，通過(guò)30目尼龍網(wǎng)過(guò)濾，過(guò)濾后除去較大的雜志顆粒，之后用質(zhì)量百分比0.9％的生理鹽水洗滌離心2-3次(優(yōu)選每次離心的轉(zhuǎn)速4000r/min，每次10min)，將富集的活性污泥用配制的模擬硝氮廢水馴化培養(yǎng)，模擬廢水組成成分為：NaNO3:75mg/L，CH3COONa:300mg/L，KH2PO3:12.8mg/L，MgSO4:10mg/L，ZnSO4˙7H2O:3.5mg/L，CaCL2˙2H2O:7.8mg/L，F(xiàn)eCL2˙2H2O:1.26mg/L。
以硝酸鈉作為硝氮來(lái)源以及反硝化菌生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)配水，培養(yǎng)并純化反硝化細(xì)菌，培養(yǎng)一個(gè)月后，離心濃縮得反硝化細(xì)菌濃縮液，置于冰箱內(nèi)在4℃下恒溫保存；
(2)反硝化包埋顆粒的制備
制備反硝化包埋顆粒：首先將反硝化細(xì)菌濃縮液與水性聚氨酯乳液在模具中充分混合，然后依次加入質(zhì)量百分比濃度0.5％的N,N-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液和質(zhì)量濃度1.0％過(guò)硫酸鉀(KPS)水溶液后，迅速攪拌均勻，靜置30min，待凝膠聚合成型后，從模具中取出，用去離子水反復(fù)沖洗幾遍后放入切粒機(jī)中切成小立方體，再用去離子水徹底洗清洗干凈，將未交聯(lián)的單體和未固定的反硝化菌洗除，浸泡于去離子水中，低溫保存；
優(yōu)選反硝化細(xì)菌濃縮液：水性聚氨酯乳液：0.5％的N,N-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液：1.0％過(guò)硫酸鉀(KPS)水溶液為100g：(10-20)g：(0.5-1.0)ml：(1.0-2.0)ml。
制備得到的反硝化包埋立方體顆粒(優(yōu)選為3×3×3mm的立方體顆粒)，以水溶性聚氨酯(WPU)為包埋材料，呈黃褐色，表面光滑，觸感柔軟且富有彈性，機(jī)械強(qiáng)度好，無(wú)明顯氣味，制備得到的包埋顆粒的密度7.0-1.05g/cm3，因此能協(xié)同流體運(yùn)動(dòng)。
(3)活性恢復(fù)：先將反硝化包埋顆粒按體積填充率15％-20％加入反硝化反應(yīng)器中，保持反應(yīng)器內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，進(jìn)行間歇培養(yǎng)，以實(shí)際待處理的生活污水為進(jìn)水(如硝態(tài)氮為75mg/L，COD為300mg/L，初始pH保持在7-8(優(yōu)選7.8)，每天四個(gè)周期(6h/T)，測(cè)定每天進(jìn)出水硝氮、COD含量，待反硝化效果達(dá)到總氮去除率90％以上即馴化結(jié)束；
(二)厭氧氨氧化包埋顆粒的制備及培養(yǎng)
(1)厭氧氨氧化菌的選?。簠捬醢毖趸∽耘囵B(yǎng)3-5年的厭氧氨氧化反應(yīng)器中，厭氧氨氧化反應(yīng)器采用模擬廢水，組成成分為：NH4Cl:40-70mgNH4+-N/L,NaNO2:50-100mgNO2--N/L，NaHCO3:427mg/L，CaCl2:120mg/L，KH2PO4：25mg/L，MgSO4˙7H2O:260mg/L，微量元素Ⅰ溶液：1ml/L，微量元素Ⅱ溶液：1ml/L，其中微量元素Ⅰ溶液組成：FeSO4˙7H2O：5g/L，EDTA:5g/L；微量元素Ⅱ溶液組成：EDTA：15g/L,H3BO3：0.014g/L,MnCl2˙4H2O:0.99g/L,CuSO4˙5H2O:0.25g/L,ZnSO4˙7H2O:0.43g/L,NiCl2˙6H2O:0.19g/L,Na2MoO4˙2H2O:0.22g/L,CoCl2˙6H2O:0.24g/L,NaSeO4˙10H2O:0.21g/L。
(2)厭氧氨氧化包埋顆粒的制備：
首先將厭氧氨氧化菌液與水性聚氨酯乳液在模具中充分混合，然后依次加入質(zhì)量百分比濃度0.5％N,N-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液和質(zhì)量百分比濃度1.0％過(guò)硫酸鉀(KPS)水溶液后，迅速攪拌均勻，靜置30min，待凝膠聚合成型后，從模具中取出，用去離子水反復(fù)沖洗幾遍后放入切粒機(jī)中切成小立方體，再用去離子水徹底洗清洗干凈，將未交聯(lián)的單體和未固定的厭氧氨氧化菌洗除，浸泡于去離子水中，低溫保存；
厭氧氨氧化菌液：水性聚氨酯乳液：0.5％N,N-亞甲基雙丙烯酰胺水溶液：1.0％過(guò)硫酸鉀(KPS)水溶液為100g：(10-20)g：(0.5-1.0)ml：(1.0-2.0)ml。
制備得到的厭氧氨氧化包埋立方體顆粒(優(yōu)選為3×3×3mm)，以水溶性聚氨酯(WPU)為包埋材料，呈磚紅色，表面光滑，觸感柔軟且富有彈性，機(jī)械強(qiáng)度好，無(wú)明顯氣味，制備得到的包埋顆粒的密度也為1.0-1.05g/cm3，能協(xié)同流體運(yùn)動(dòng)。
(3)活性恢復(fù)：將包埋好的厭氧氨氧化顆粒按體積填充率20％加入到厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)器外部設(shè)有遮光裝置，以實(shí)際待處理生活污水為原水，進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)，水力停留時(shí)間為6h；待活性恢復(fù)后即馴化結(jié)束；
(三)耦合反應(yīng)器的運(yùn)行
耦合反應(yīng)器運(yùn)行：將活性恢復(fù)的反硝化包埋顆粒放入流離球中，活性恢復(fù)的厭氧氨氧化包埋顆粒則嵌于鮑爾環(huán)內(nèi)或者漂浮水中，反應(yīng)區(qū)中的溫度通過(guò)外層的水浴區(qū)保持在30±2℃，pH控制在8.0±0.2，通過(guò)連續(xù)進(jìn)水和連續(xù)出水的培養(yǎng)方式；先采用實(shí)際生活污水或模擬有機(jī)含氮廢水進(jìn)行培養(yǎng)一段時(shí)間，模擬有機(jī)含氮廢水主要組成成分為：NH4Cl:50mgNH4+-N/L,NaNO2:50mgNO2--N/L，CH3COONa：50mgCOD/L，NaHCO3:427mg/L，CaCl2:120mg/L，KH2PO4：25mg/L，MgSO4˙7H2O:260mg/L，微量元素Ⅰ溶液：1ml/L，微量元素Ⅱ溶液：1ml/L；后期(穩(wěn)定后)應(yīng)用于實(shí)際生活污水當(dāng)中。根據(jù)脫氮效果、COD去除效果等指標(biāo)控制水力停留時(shí)間、C/N，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的馴化培養(yǎng)，即可達(dá)到良好的耦合效果。
本發(fā)明中水浴恒溫系統(tǒng)是一個(gè)回流系統(tǒng)，水浴恒溫箱中水從反應(yīng)裝置外層底部進(jìn)入，側(cè)邊頂部回流至恒溫箱內(nèi)；裝置內(nèi)層下進(jìn)上出，出水口設(shè)有格柵以防止包埋顆粒流失，在內(nèi)層反硝化包埋顆粒放于流離球內(nèi)，保證其與厭氧氨氧化包埋顆粒隔開，厭氧氨氧化包埋顆粒漂于裝置內(nèi)或者嵌于鮑爾環(huán)內(nèi)，兩種包埋顆粒的比例可以很靈活的調(diào)控，反應(yīng)器外側(cè)設(shè)有保溫遮光裝置，上部設(shè)有密閉裝置(密閉裝置留有幾個(gè)小孔)以保證裝置內(nèi)出于缺氧厭氧狀態(tài)。
本發(fā)明方法將反硝化細(xì)菌分離后富集，然后以WPU(水性聚氨酯)為包埋材料對(duì)其進(jìn)行包埋固定化，而厭氧氨氧化包埋顆粒污泥取自培養(yǎng)多年的厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)，兩種細(xì)菌分別進(jìn)行包埋固定化。包埋完畢后各自先單獨(dú)培養(yǎng)一段時(shí)間，待活性完全恢復(fù)后置于同一反應(yīng)裝置內(nèi)，但不是完全意義上的混合，反硝化包埋顆粒置于流離球中，流離球的孔徑可以保證其不會(huì)滲漏，厭氧氨氧化包埋顆粒嵌于鮑爾環(huán)內(nèi)或者漂于水中，兩者的比例可以根據(jù)需要靈活的調(diào)控。反硝化包埋的存在，減少了有機(jī)物對(duì)厭氧氨氧化包埋顆粒的抑制作用，增加厭氧氨氧化工藝在有機(jī)含氮廢水中應(yīng)用，同時(shí)提高了脫氮效果。反應(yīng)裝置具有耐沖擊負(fù)荷高、啟動(dòng)快，還可根據(jù)水質(zhì)條件靈活的調(diào)節(jié)兩種包埋的投加量的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明利用生物固定化技術(shù)，對(duì)反硝化菌和厭氧氨氧化菌分別進(jìn)行包埋固定化，兩種菌包埋固定后分別先進(jìn)行恢復(fù)培養(yǎng)，之后再按照不同比例加入反應(yīng)裝置內(nèi)，兩種菌包埋后活性不僅沒有影響，同時(shí)提高了系統(tǒng)內(nèi)厭氧氨氧化菌和反硝化菌的菌量，減少菌量流失，使得世代周期長(zhǎng)的厭氧氨氧化菌在包埋固定化的作用下實(shí)現(xiàn)了生物停留時(shí)間的無(wú)限延長(zhǎng)，彌補(bǔ)了厭氧氨氧化工藝中由于厭氧氨氧化菌生長(zhǎng)緩慢，生長(zhǎng)環(huán)境要求苛刻的問(wèn)題；而加入反硝化包埋顆粒使得厭氧氨氧化工藝產(chǎn)生的硝態(tài)氮進(jìn)一步被利用，彌補(bǔ)了厭氧氨氧化工藝脫氮不完全的問(wèn)題，同時(shí)在反硝化菌作用下產(chǎn)生的亞硝態(tài)氮又重新被厭氧氨氧化菌所利用。反硝化包埋顆粒和厭氧氨氧化包埋顆粒同時(shí)投入一個(gè)厭氧氨氧化反應(yīng)裝置內(nèi)，使得整個(gè)系統(tǒng)得到強(qiáng)化，與傳統(tǒng)的反硝化和厭氧氨氧化的結(jié)合工藝相比，本發(fā)明具備如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)大大提高了厭氧氨氧化菌的濃度，幾乎無(wú)菌量流失。
(2)兩種細(xì)菌可以根據(jù)水質(zhì)條件和運(yùn)行條件靈活的調(diào)控兩者投加比例。
(3)兩種細(xì)菌各自進(jìn)行脫氮反應(yīng)，不完全混合，卻互相作用，脫氮效率也大為提高。
(4)兩種培養(yǎng)好的細(xì)菌加入同一反應(yīng)裝置中，使得啟動(dòng)比傳統(tǒng)的快。
(5)裝置體積小且簡(jiǎn)單，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1為進(jìn)水管，2為出水管，3為水浴進(jìn)水管，4為水浴出水管，5為外層水浴區(qū)，6為保溫遮光罩，7為密封裝置，8為出水口格柵，9為鮑爾環(huán)，10為厭氧氨氧化包埋顆粒，11為流離球，12為反硝化包埋顆粒，13為進(jìn)水配水桶，14為水浴恒溫桶，a和b為蠕動(dòng)泵。
具體實(shí)施方法：
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例1：一種利用反硝化和厭氧氨氧化包埋顆粒進(jìn)行聯(lián)合脫氮的裝置，如圖1，反應(yīng)裝置為圓柱形，分內(nèi)外兩層獨(dú)立的區(qū)域，內(nèi)層區(qū)域?yàn)榉磻?yīng)區(qū)，外層區(qū)域?yàn)樗^(qū)域(5)，水浴區(qū)域?yàn)榉磻?yīng)區(qū)保持反應(yīng)區(qū)域的溫度，水浴區(qū)外側(cè)為厭氧氨氧化反應(yīng)器的保溫及遮光罩(6)；反應(yīng)區(qū)的進(jìn)水管(1)與進(jìn)水蠕動(dòng)泵鏈接，反應(yīng)區(qū)進(jìn)水管通入反應(yīng)區(qū)的底部；反應(yīng)區(qū)的出口通過(guò)格網(wǎng)(8)與反應(yīng)區(qū)出水管(2)相連；反應(yīng)區(qū)域厭氧氨氧化包埋顆粒(10)嵌于鮑爾環(huán)(9)內(nèi)或者漂于反應(yīng)器內(nèi)，反硝化包埋顆粒(12)置于流離球(11)中，兩者不完全混合，有利于調(diào)節(jié)各自的比例；反應(yīng)器外層的水浴區(qū)底部設(shè)有水浴進(jìn)水管(3)，上部通過(guò)水浴回流管(4)又重新流入水浴恒溫桶(14)內(nèi)。
實(shí)施例2：采用WPU為載體對(duì)反硝化菌和厭氧氨氧化菌分別進(jìn)行包埋，然后共同放置于實(shí)施例1的反應(yīng)裝置內(nèi)，來(lái)實(shí)現(xiàn)反硝化和厭氧氨氧化工藝的耦合脫氮的運(yùn)行方法，具體步驟如下：
(1)反硝化細(xì)菌的分離選取
取污水處理廠二沉池的回流污泥，通過(guò)30目尼龍細(xì)網(wǎng)，過(guò)濾后出去較大的雜志顆粒，之后用0.9％的生理鹽水洗滌離心2-3次(每次離心的轉(zhuǎn)速4000r/min，每次10min)，降富集的活性污泥用配制的模擬硝氮廢水馴化培養(yǎng)，模擬廢水組成成分為：NaNO3:75mg/L，CH3COONa:300mg/L，KH2PO3:12.8mg/L，MgSO4:10mg/L，ZnSO4˙7H2O:3.5mg/L，CaCL2˙2H2O:7.8mg/L，F(xiàn)eCL2˙2H2O:1.26mg/L。
以硝酸鈉作為硝氮來(lái)源以及反硝化菌生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)配水，培養(yǎng)并純化反硝化細(xì)菌，培養(yǎng)一個(gè)月后，取離心濃縮污泥約100mg的菌體渾濁液，置于冰箱內(nèi)在4℃下恒溫保存
(2)反硝化包埋顆粒的制備
首先將水性聚氨酯乳液與反硝化細(xì)菌濃縮液在模具中充分混合，然后依次加入N,N-亞甲基雙丙烯酰胺和過(guò)硫酸鉀(KPS)后，迅速攪拌均勻，靜置30min，待凝膠聚合成型后，從模具中取出，用去離子水反復(fù)沖洗幾遍后放入切粒機(jī)中切成3mm的小立方體，再用去離子水徹底洗清洗干凈，將未交聯(lián)的單體和未固定的反硝化菌洗除，浸泡于去離子水中，低溫保存。
制備得到的反硝化包埋為3×3×3mm的立方體顆粒，以水溶性聚氨酯(WPU)為包埋材料，呈黃褐色，表面光滑，觸感柔軟且富有彈性，機(jī)械強(qiáng)度好，無(wú)明顯氣味，制備得到的包埋顆粒的密度近似為1.02g/cm3，因此能協(xié)同流體運(yùn)動(dòng)。
(3)反硝化包埋顆粒的活性恢復(fù)
先將反硝化包埋顆粒按填充率15％-20％加入反硝化反應(yīng)器中，保持反應(yīng)器內(nèi)出于缺氧狀態(tài)，進(jìn)行間歇培養(yǎng)，進(jìn)水硝態(tài)氮為75mg/L，COD為300mg/L，初始pH保持在7.8左右，每天四個(gè)周期(6h/T)，測(cè)定每天進(jìn)出水硝氮、COD含量。待反硝化包埋顆粒表現(xiàn)出良好的反硝化性能后即馴化結(jié)束。
(4)厭氧氨氧化菌的選取
厭氧氨氧化菌的選取：厭氧氨氧化菌取自本實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)多年的厭氧氨氧化反應(yīng)器中，反應(yīng)器采用人工配水，水質(zhì)組成成分為：NH4Cl:50mgNH4+-N/L,NaNO2:50mgNO2--N/L，NaHCO3:427mg/L，CaCl2:120mg/L，KH2PO4：25mg/L，MgSO4˙7H2O:260mg/L，微量元素Ⅰ：1ml/L，微量元素Ⅱ：1ml/L。
(5)厭氧氨氧化包埋顆粒的制備
見反硝化包埋顆粒制備方法。
(6)反硝化包埋顆粒的活性恢復(fù)
將包埋好的厭氧氨氧化顆粒按填充率20％加入到厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)器外部設(shè)有遮光裝置。以人工模擬廢水為原水，進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)，水力停留時(shí)間為6h。待活性恢復(fù)后即馴化結(jié)束。
(7)耦合反應(yīng)器的運(yùn)行
1.模擬有機(jī)含氮廢水水質(zhì)參數(shù)
模擬有機(jī)含氮廢水，主要組成成分為：NH4Cl:50mgNH4+-N/L,NaNO2:50mgNO2--N/L，CH3COONa：50mgCOD/L，NaHCO3:427mg/L，CaCl2:120mg/L，KH2PO4：25mg/L，MgSO4˙7H2O:260mg/L，微量元素Ⅰ溶液：1ml/L，微量元素Ⅱ溶液：1ml/L，pH保持在7.8～8.0，溫度保持在28～30℃。
2.污水處理階段
將馴化好的反硝化包埋顆粒放入流離球中，厭氧氨氧化包埋顆粒則嵌于鮑爾環(huán)內(nèi)或者漂浮水中，采用連續(xù)培養(yǎng)方式，水力停留時(shí)間為6h。模擬廢水通過(guò)蠕動(dòng)泵a從進(jìn)水管1注入裝置內(nèi)，裝置上方設(shè)有密封裝置7以保證裝置內(nèi)出于缺氧厭氧條件，在鮑爾環(huán)以及流離球共同作用下，兩種包埋顆粒與污水充分混合，進(jìn)行耦合脫氮反應(yīng)，在每個(gè)反應(yīng)周期末從出水管2取樣檢測(cè)。
3.裝置運(yùn)行條件控制
裝著設(shè)有水浴恒溫系統(tǒng)和密封裝置以保證溫度保持在溫度保持在28～30℃以及出于缺氧厭氧狀態(tài)，pH控制在pH保持在7.8～8.0。該條件保證兩種細(xì)菌良好的生長(zhǎng)、繁殖，使得系統(tǒng)擁有高效且穩(wěn)定的脫氮效果。
4.裝置運(yùn)行結(jié)果
經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明對(duì)模擬有機(jī)含氮廢水具有明顯的去除效果，氨氮去除率達(dá)90％以上，亞硝態(tài)氮去除率高達(dá)95％，硝氮生成量在1mg/L以下，COD去除率達(dá)80％以上，實(shí)現(xiàn)兩種包埋顆粒地良好的耦合脫氮效果。
本發(fā)明能夠快速實(shí)現(xiàn)反硝化和厭氧氨氧化工藝的啟動(dòng)，最重要的是反硝化包埋顆粒置于流離球中，厭氧氨氧化包埋顆粒置于鮑爾環(huán)或漂浮水中，實(shí)現(xiàn)兩種包埋顆粒在裝置內(nèi)的不完全混合狀態(tài)。本裝置和方法應(yīng)用靈活、操作簡(jiǎn)單，能夠根據(jù)實(shí)際需要靈活的改造反應(yīng)裝置。