一種絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的裝置及方法

本發明屬于污水生物處理，具體涉及一種絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的裝置及方法。

背景技術：

1、目前，污水處理技術主要為生物脫氮工藝，具有不可或缺的經濟性、便捷性、普適性。厭氧氨氧化作為高效的生物脫氮技術，與傳統的生物脫氮工藝相比，厭氧氨氧化無需曝氣及額外投加碳源、污泥產量少，節省了約60％以上的處理費用。

2、no3--n廣泛存在于工業廢水等各類廢水中，并且厭氧氨氧化自身產生11％的no3--n，為了提高tn的去除率，可以將厭氧氨氧化與反硝化相耦合。此外，對于與厭氧氨氧化耦合的新型工藝，如pd/a和pn/a，需要部分硝化或部分反硝化反應器，剩余的cod將進入厭氧氨氧化反應器導致無法去除，因此為了去除廢水中的cod、廢水中少量的no3--n以及厭氧氨氧化自身產生11％的no3--n，可以在同一個反應器中進行。

3、厭氧氨氧化耦合異養反硝化(simultaneously?anammox?and?denitrification，sad)是基于anammox工藝提出的一種新型脫氮除碳工藝。在同一反應器內，厭氧氨氧化菌去除nh4+-n和no2--n，生成的no3--n被反硝化菌利用，同時消耗有機碳源，減少有機碳源對厭氧氨氧化菌的抑制作用，兩者相互作用，共同促進，達到同步脫氮除碳的目的。研究表明，sad工藝不但提高了氮的去除率，并且還提高了厭氧氨氧化菌對不良因素(例如低溫、溶解氧、苯酚、有機碳)的抵抗能力。

4、sad工藝的核心是系統中共存的厭氧氨氧化菌和反硝化菌，而直接將市政絮狀污泥培養成高效的厭氧氨氧化-反硝化顆粒污泥面臨如下技術難題：時間久、污泥流失嚴重；考慮接種適量厭氧氨氧化菌馴化厭氧氨氧化污泥，但厭氧氨氧化菌價格昂貴，生長環境嚴格，操作不當會導致厭氧氨氧化菌大量流失、死亡；此外，富集厭氧氨氧化菌之后需要將厭氧氨氧化菌培養為厭氧氨氧化顆粒污泥；對于sad顆粒污泥，實現厭氧氨氧化菌與反硝化菌之間的平衡需要考慮c/n比例以及c/n適應周期，當c/n過高導致反硝化菌增多抑制厭氧氨氧化活性，當c/n過低使得反硝化菌的活性降低，在馴化sad顆粒污泥時需要考慮不同c/n條件下控制的時間，時間過短會一直厭氧氨氧化活性，時間過久會增加運行、人工成本。

5、目前關于傳統活性污泥馴化成厭氧氨氧化耦合反硝化的顆粒污泥的研究較少，大多是將厭氧氨氧化顆粒污泥作為種泥投加傳統活性污泥，培養啟動厭氧氨氧化顆粒污泥。

技術實現思路

1、本發明提供一種絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的裝置及方法，能夠在含有高氮和一定量cod的的廢水中，實現厭氧氨氧化與反硝化協同脫氮，出水運行穩定。

2、本發明的技術方案如下：

3、一種絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的裝置，包括相互連接的在線監測分析系統、plc可編程邏輯控制系統和廢水處理系統；在線監測分析系統用于對裝置的進水、反應及出水水質進行監測分析，并將監測分析數據傳送至plc可編程邏輯控制系統中；plc可編程邏輯控制系統對所述監測分析數據處理后，輸出控制信號至廢水處理系統；廢水處理系統根據所述控制信號對廢水進行處理。

4、進一步地，所述的絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的裝置，所述廢水處理系統包括進水控制模塊、uasb主反應器模塊、水浴循環模塊和氣體收集分析模塊；進水控制模塊包括進水箱、流量計、計量泵、nh4cl儲罐、nano2儲罐、nahco3儲罐、鼓風機和電動閥門，水浴循環模塊包括潛水泵、水浴箱和溫控儀，uasb主反應器模塊包括懸浮污泥反應區、雙三相分離器、回流泵和水浴套，氣體收集分析模塊包括氣體水封機構、氣體收集管路和氣體成分分析儀；所述進水箱與所述計量泵之間設有所述流量計，所述進水箱的出水口通過所述計量泵連接懸浮污泥反應區的進水端；所述nh4cl儲罐通過管道連接所述進水箱，管路上設置電動閥門；所述nano2儲罐通過管道連接所述進水箱，管路上設置電動閥門；所述nahco3儲罐通過管道連接所述進水箱，管路上設置電動閥門；所述鼓風機通過管道連接所述進水箱，管路上設置電動閥門；所述潛水泵設置在所述水浴箱中，所述潛水泵連接所述水浴套的進水口，所述水浴套的出水口連接所述水浴箱，所述水浴箱設有溫控儀；雙三相分離器設置在懸浮污泥反應區上方，懸浮污泥反應區外部設有所述水浴套，雙三相分離器的出水口通過所述回流泵連接所述水浴套；雙三相分離器的出氣口通過氣體收集管路與氣體水封機構連接，氣體成分分析儀與氣體水封機構連接。

5、進一步地，所述的絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的裝置，在線監測分析系統包括氨氮濃度檢測儀、亞硝氮濃度檢測儀、硝酸鹽濃度檢測儀、ph計、orp探頭和溫度計，在進水箱中設有氨氮濃度檢測儀、亞硝氮濃度檢測儀、硝酸鹽濃度檢測儀、ph計、orp探頭和溫度計，在雙三相分離器中設有ph計、orp探頭和溫度計。

6、進一步地，所述的絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的裝置，所述溫控儀、回流泵、計量泵和電動閥門由plc可編程邏輯控制系統操控。

7、進一步地，所述的絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的裝置，懸浮污泥反應區高徑比為12:1，懸浮污泥反應區側面20-50cm間隔設置出水取樣口；雙三相分離器由兩組倒扣圓錐組成，形成二級泥水氣分離效果，雙三相分離器包括一個出水口、兩個出氣口；所述回流泵上部出水口設置在雙三相分離器上端下10-30cm處，下部回流入口在懸浮污泥反應區底端上10-30cm的位置；所述回流泵采用脈沖式計量泵，沖程流量0.1～1.1ml/沖程，頻率120～180沖程/min,壓力2-10bar。

8、一種絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的方法，利用上述絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的裝置，包括厭氧氨氧化顆粒污泥的快速富集與啟動優化(anaob階段)和sad顆粒污泥快速形成與優化(sad階段)。

9、進一步地，所述的絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的方法，所述anaob階段以城市污水廠二沉池的回流絮體污泥為接種污泥，在所述廢水處理系統中培養馴化；進水方式為連續流進水，控制進水中氨氮(nh4+)與亞硝酸鹽(no2-)濃度及比例，其中氨氮由(nh4cl)提供，亞硝酸鹽(no2-)濃度由(nano2)提供，進水氨氮(nh4+)濃度控制在20～350mg/l，進水亞硝酸鹽(no2-)濃度控制在25～450mg/l，以每100mg/l為一個階段，每階段持續時間30-50d，每階段水流停留時間采用由長到短的方式進行調整，調整時間根據系統氨氮、亞硝酸鹽的脫氮效率分別＞95％為宜；

10、所述anaob階段以nahco3作為無機碳源，其濃度控制在1～1.5g/l；并且作為緩沖試劑調節ph，ph控制范圍在：7-8.5；

11、所述anaob階段控制進水氧化還原電位(orp)-400～-200mv；

12、所述anaob階段水浴溫度控制在30±2℃；

13、所述anaob階段所述廢水處理系統外部罩有黑色不透光布以避光；

14、所述anaob階段進水指標：ρ(kh2po4)＝6mg/l，ρ(mgso4·7h2o)＝300mg/l，ρ(cacl2·2h2o)＝56mg/l；微量元素i、ii各1ml加入1l進水中，其中：微量元素i:ρ(edta)＝5000mg/l，ρ(feso4)＝5000mg/l；微量元素ii:ρ(edta)＝15000mg/l，ρ(znso4·7h2o)＝430mg/l，ρ(mncl2·4h2o)＝990mg/l，ρ(h3bo4)＝14mg/l，ρ(cuso4·5h2o)＝250mg/l，ρ(namoo4·2h2o)＝220mg/l，ρ(naseo4·10h2o)＝210mg/l，ρ(nicl2·6h2o)＝190mg/l。

15、進一步地，所述的絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的方法，所述anaob階段以實現厭氧氨氧化顆粒污泥為目標，依次完成低負荷階段、負荷提升階段、效果提升階段和穩定運行階段，具體運行要求如下；

16、1)所述低負荷階段懸浮污泥反應區運行30～50d，此階段懸浮污泥反應區進泥為市政污水廠二沉池回流污泥，污泥濃度5000-7500mg/l；懸浮污泥反應區進水控制ρ(no2-)/ρ(nh4+)≈1.28～1.32，進水tn濃度50mg/l、ρ(cod)≤15mg/l；水溫32±3℃，hrt＝25h；

17、所述低負荷階段脫氮效率的要求：tn去除率逐漸升高，直至達到75％；氮去除負荷(nlr)＝0.04-0.055kg-n/m3/d；

18、所述低負荷階段污泥性質的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層10～30％高度，上層懸浮污泥層20～40％高度；污泥形態主要是絮狀污泥，底層懸浮顆粒污泥層粒徑大于0.5mm占比達到5～15％，上層懸浮污泥層粒徑大于0.5mm占比達到5～10％；

19、所述低負荷階段污泥沉降性能的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層mlss、mlvss分別達到6500～7500mg/l、5500～6500mg/l，上層懸浮污泥層mlss、mlvss分別達到6000～7000mg/l、5000～6000mg/l；懸浮污泥反應區mlvss/mlss達到0.8-0.85；

20、所述低負荷階段污泥中eps性質要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中eps含量50～60mg/gvss，上層懸浮污泥層污泥中eps含量70～100mg/gvss；底層懸浮顆粒污泥層中eps結構分布溶解型eps(soluble?eps,s-eps)、松散結合型eps(loosely?bound?eps,lb-eps)和緊密結合型eps(tightly?bound?eps,tb-eps)比例40％：10％：50％；上層懸浮污泥層污泥中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例30％：10％：60％；eps中蛋白質和多糖比例(pn/ps)0.25～0.3，底層懸浮顆粒污泥層eps中蛋白質(pn)、多糖(ps)含量分別為50～60mg/gvss、10～20mg/gvss；上層懸浮污泥層eps中蛋白質、多糖含量分別為300～450mg/gvss、5～10mg/gvss；

21、所述低負荷階段功能菌活性的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到50～55mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到60～68mg-n/g-vss/d；上層懸浮污泥層污泥中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到40～50mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到50～60mg-n/g-vss/d；

22、2)所述負荷提升階段在所述低負荷階段基礎上接續運行，懸浮污泥反應區運行40～60d；懸浮污泥反應區進水控制ρ(no2-)/ρ(nh4+)≈1.28～1.32，進水tn濃度300mg/l、ρ(cod)≤15mg/l；水溫32±3℃，hrt＝15～25h；

23、所述低負荷階段脫氮效率的要求：tn去除率逐漸升高，直至達到75％；氮去除負荷(nlr)＝0.3-0.5kg-n/m3/d；

24、所述低負荷階段污泥性質的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層10～30％高度，上層懸浮污泥層20～40％高度；污泥形態主要是絮狀污泥，底層懸浮顆粒污泥層粒徑大于0.5mm占比達到5～15％，上層懸浮污泥層粒徑大于0.5mm占比達到5～10％；

25、所述低負荷階段污泥沉降性能的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層mlss、mlvss分別達到6500～7500mg/l、5500～6500mg/l，上層懸浮污泥層mlss、mlvss分別達到6000～7000mg/l、5000～6000mg/l；懸浮污泥反應區mlvss/mlss達到0.8-0.85；

26、所述低負荷階段污泥中eps性質要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中eps含量50～60mg/gvss，上層懸浮污泥層污泥中eps含量70～100mg/gvss；底層懸浮顆粒污泥層中eps結構分布溶解型eps(soluble?eps,s-eps)、松散結合型eps(loosely?bound?eps,lb-eps)和緊密結合型eps(tightly?bound?eps,tb-eps)比例40％：10％：50％；上層懸浮污泥層污泥中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例30％：10％：60％；eps中蛋白質和多糖比例(pn/ps)0.25～0.3，底層懸浮顆粒污泥層eps中蛋白質(pn)、多糖(ps)含量分別為50～60mg/gvss、10～20mg/gvss；上層懸浮污泥層eps中蛋白質、多糖含量分別為30～45mg/gvss、5～10mg/gvss；

27、所述低負荷階段功能菌活性的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到50～55mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到60～68mg-n/g-vss/d；上層懸浮污泥層污泥中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到40～50mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到50～60mg-n/g-vss/d；

28、3)所述效果提升階段在所述負荷提升階段基礎上接續運行，懸浮污泥反應區運行40～50d；懸浮污泥反應區進水控制ρ(no2-)/ρ(nh4+)≈1.28～1.32，進水tn濃度500mg/l、ρ(cod)≤15mg/l；水溫32±3℃，hrt＝10～15h；

29、所述效果提升階段脫氮效率的要求：tn去除率逐漸升高，直至達到75％；氮去除負荷(nlr)＝0.8-1.2kg-n/m3/d；

30、所述效果提升階段回流泵由雙三相分離器頂部側邊出水回流至懸浮污泥反應區底部側邊，目的是加強水流剪切力，刺激厭氧氨氧化顆粒污泥更快形成，回流比設置為50：1，沖程流量0.5～1.1ml/沖程，頻率160～180沖程/min，壓力2-10bar；

31、所述效果提升階段污泥垂直分布及粒徑的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層10～30％高度，上層懸浮污泥層20～40％高度；污泥形態由絮狀污泥逐漸向顆粒污泥變化，底層懸浮顆粒污泥層粒徑大于0.5mm占比達到5～15％，上層懸浮污泥層粒徑大于0.5mm占比達到5～10％；

32、所述效果提升階段污泥沉降性能的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層mlss、mlvss分別達到6500～7500mg/l、5500～6500mg/l，上層懸浮污泥層mlss、mlvss分別達到6000～7000mg/l、5000～6000mg/l；懸浮污泥反應區mlvss/mlss達到0.8-0.85；

33、所述效果提升階段污泥中eps性質要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中eps含量50～60mg/gvss，上層懸浮污泥層污泥中eps含量70～100mg/gvss；底層懸浮顆粒污泥層中eps結構分布溶解型eps(soluble?eps,s-eps)、松散結合型eps(loosely?boundeps,lb-eps)和緊密結合型eps(tightly?bound?eps,tb-eps)比例40％：10％：50％；上層懸浮污泥層污泥中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例30％：10％：60％；eps中蛋白質和多糖比例(pn/ps)0.25～0.3，底層懸浮顆粒污泥層eps中蛋白質(pn)、多糖(ps)含量分別為50～60mg/gvss、10～20mg/gvss；上層懸浮污泥層eps中蛋白質、多糖含量分別為300～450mg/gvss、5～10mg/gvss；

34、所述效果提升階段功能菌活性的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到50～55mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到60～68mg-n/g-vss/d；上層懸浮污泥層污泥中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到40～50mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到50～60mg-n/g-vss/d；

35、4)所述穩定運行階段在所述效果提升階段基礎上接續運行，懸浮污泥反應區運行30～40d；懸浮污泥反應區進水控制ρ(no2-)/ρ(nh4+)≈1.28～1.32，進水tn濃度700mg/l、ρ(cod)≤15mg/l；水溫32±3℃，hrt＝5～10h；

36、所述穩定運行階段脫氮效率的要求：tn去除率逐漸升高，直至達到75％；氮去除負荷(nlr)＝2.8～3.1kg-n/m3/d；

37、所述穩定運行階段回流泵由雙三相分離器頂部側邊出水回流至懸浮污泥反應區底部側邊，目的是加強水流剪切力，刺激厭氧氨氧化顆粒污泥更快形成，回流比設置為50：1，沖程流量0.5～1.1ml/沖程，頻率160～180沖程/min，壓力2-10bar；

38、所述穩定運行階段污泥垂直分布及粒徑的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層30～60％高度，上層懸浮污泥層10～30％高度；污泥形態由絮狀污泥逐漸向顆粒污泥變化，底層懸浮顆粒污泥層粒徑大于2.0mm占比達到55～70％，上層懸浮污泥層粒徑大于2.0mm占比達到40～50％；

39、所述穩定運行階段污泥沉降性能的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層mlss、mlvss分別達到6000～7000mg/l、5000～6000mg/l，上層懸浮污泥層mlss、mlvss分別達到3000～4000mg/l、2500～3500mg/l；懸浮污泥反應區mlvss/mlss達到0.6-0.8；

40、所述穩定運行階段污泥中eps性質要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中eps含量200～250mg/gvss，上層懸浮污泥層污泥中eps含量180～220mg/gvss；底層懸浮顆粒污泥層中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例20％：15％：65％；上層懸浮污泥層污泥中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例25％：10％：65％；eps中蛋白質和多糖比例(pn/ps)0.8～1.1，底層懸浮顆粒污泥層eps中蛋白質(pn)、多糖(ps)含量分別為150～180mg/gvss、130～160mg/gvss；上層懸浮污泥層eps中蛋白質、多糖含量分別為100～130mg/gvss、90～150mg/gvss；eps中蛋白質二級結構α-螺旋/(randomcoil+β-sheets)比值達到70～75％；

41、所述穩定運行階段功能菌活性的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到3000～3200mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到95～110mg-n/g-vss/d；上層懸浮污泥層污泥中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到1900～2100mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到80～95mg-n/g-vss/d；

42、所述穩定運行階段微生物菌群多樣性及結構要求：ace、chao指數、shannon指數和simpson指數分別達到790～1150、750～1000、1.8～3.6和0.1～0.4；微生物門水平分析,planctomycetes、proteobacteria、armatimonadetes、chloroflexi、bacteroidetes、parcubacteria相對豐度分別達到30～40％、15～25％、7～15％、3～8％、1～5％、1～2％；微生物屬水平分析，candidatus?kuenenia、armatimonadetes_gp5相對豐度分別達到50～60％、5～10％；厭氧氨氧化菌貢獻率(ca)接近95％；

43、所述anaob階段馴化成功的標志為：得到厭氧氨氧化菌(ca.kuenenia)豐度達到60％以上的厭氧氨氧化顆粒污泥；實現厭氧氨氧化顆粒污泥占比高達70％以上；厭氧氨氧化顆粒污泥呈現不規則球狀、顏色為鮮紅色；顆粒污泥生物質沉降能力svi＝30～80；顆粒污泥生物質保留率85％以上；顆粒污泥sem檢測結果顯示呈現出不規則的形狀，表面凹凸不平，典型的花椰菜形狀，呈現火山口型。

44、進一步地，所述的絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的方法，所述sad階段以所述anaob階段馴化成功顆粒污泥為基礎，在所述廢水處理系統中進一步顆粒化培養；進水方式為連續流進水，控制進水中氨氮(nh4+)與亞硝酸鹽(no2-)濃度及比例，其中氨氮由(nh4cl)提供，亞硝酸鹽(no2-)濃度由(nano2)提供，進水氨氮(nh4+)濃度控制在20～350mg/l，進水亞硝酸鹽(no2-)濃度控制在25～450mg/l，以每100mg/l為一個階段，每階段持續時間30-50d，每階段水流停留時間采用由長到短的方式進行調整，調整時間根據系統氨氮、亞硝酸鹽的脫氮效率分別＞95％為宜；

45、所述sad階段以nahco3作為緩沖試劑調節ph，ph控制范圍在：7.5-8.5；

46、所述sad階段以乙酸鈉提供有機碳源，以cod濃度表示有機碳源含量，進水中ρ(cod)/(ρ(nh4+)+ρ(no2-))為0～0.3，cod濃度由低逐漸過度到高，每階段提升50mg/l，15天為一個階段，以促進兩者自然耦合；

47、所述sad階段控制進水氧化還原電位(orp)-200～-100mv；

48、所述sad階段水浴溫度控制在30±2℃；

49、所述sad階段所述廢水處理系統外部罩有黑色不透光布以避光；

50、所述sad階段回流泵由雙三相分離器頂部側邊出水回流至懸浮污泥反應區底部側邊，回流比設置為25:1～50:1，沖程流量0.1～0.8ml/沖程，頻率120～160沖程/min,壓力2-10bar；

51、所述sad階段其他進水指標：ρ(kh2po4)＝6mg/l，ρ(mgso4·7h2o)＝300mg/l，ρ(cacl2·2h2o)＝56mg/l；微量元素i、ii各1ml加入1l進水中，其中：微量元素i:ρ(edta)＝5000mg/l，ρ(feso4)＝5000mg/l；微量元素ii:ρ(edta)＝15000mg/l，ρ(znso4·7h2o)＝430mg/l，ρ(mncl2·4h2o)＝990mg/l，ρ(h3bo4)＝14mg/l，ρ(cuso4·5h2o)＝250mg/l，ρ(namoo4·2h2o)＝220mg/l，ρ(naseo4·10h2o)＝210mg/l，ρ(nicl2·6h2o)＝190mg/l。

52、進一步地，所述的絮狀污泥快速培養高效脫氮顆粒污泥的方法，所述sad階段以實現厭氧氨氧化與反硝化耦合顆粒污泥為目標，依次完成低基質適應階段、穩步提升階段、高濃度負荷階段和系統飽和階段，具體操作步驟如下；

53、1)所述低基質適應階段懸浮污泥反應區運行20～30d，以所述anaob階段馴化成功顆粒污泥為基礎，懸浮污泥反應區進水控制ρ(no2-)/ρ(nh4+)≈1.48～1.55，進水tn濃度700mg/l、ρ(cod)＝50±5mg/l；水溫32±3℃，hrt＝5-10h；

54、所述低基質適應階段脫氮效率的要求：tn去除率逐漸升高，直至達到85％；氮去除負荷(nlr)＝1.8-3.4kg-n/m3/d；碳去除負荷(crr)分別穩定在0.12～0.24kg-c/m3/d；

55、所述低基質適應階段污泥性質的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層30～60％高度，上層懸浮污泥層10～30％高度；污泥形態主要是顆粒污泥，底層懸浮顆粒污泥層粒徑0.5～1.0mm占比達到35～45％、粒徑大于1.0mm占比達到45～65％，上層懸浮污泥層粒徑大于0.5～1.0mm占比達到15～25％、粒徑大于1.0mm占比達到55～70％；

56、所述低基質適應階段污泥沉降性能的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層mlss、mlvss分別達到5500～6500mg/l、4000～5000mg/l，上層懸浮污泥層mlss、mlvss分別達到3000～4000mg/l、3500～4500mg/l；懸浮污泥反應區mlvss/mlss達到0.6-0.75；

57、所述低基質適應階段污泥中eps性質要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中eps含量50～60mg/gvss，上層懸浮污泥層污泥中eps含量70～100mg/gvss；底層懸浮顆粒污泥層中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例18％：17％：65％；上層懸浮污泥層污泥中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例22％：13％：70％；eps中蛋白質和多糖比例(pn/ps)0.9～1.2，底層懸浮顆粒污泥層eps中蛋白質(pn)、多糖(ps)含量分別為160～190mg/gvss、135～165mg/gvss；上層懸浮污泥層eps中蛋白質、多糖含量分別為105～135mg/gvss、95～155mg/gvss；

58、所述穩定運行階段功能菌活性的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到3000～3200mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到95～110mg-n/g-vss/d；上層懸浮污泥層污泥中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到1900～2100mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到80～95mg-n/g-vss/d；

59、2)所述穩步提升階段在所述低基質適應階段基礎上接續運行，懸浮污泥反應區運行15～25d；懸浮污泥反應區進水控制ρ(no2-)/ρ(nh4+)≈1.28～1.32，進水tn濃度700mg/l、ρ(cod)＝100±10mg/l；水溫32±3℃，hrt＝6～15h；

60、所述穩步提升階段脫氮效率的要求：tn去除率逐漸升高，直至達到85％；氮去除負荷(nlr)＝1.1～2.8kg-n/m3/d；碳去除負荷(crr)分別穩定在0.16～0.4kg-c/m3/d；

61、所述穩步提升階段污泥性質的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層30～60％高度，上層懸浮污泥層10～30％高度；污泥形態主要是顆粒污泥，底層懸浮顆粒污泥層粒徑0.5～1.0mm占比達到35～45％、粒徑大于1.0mm占比達到45～65％，上層懸浮污泥層粒徑大于0.5～1.0mm占比達到15～25％、粒徑大于1.0mm占比達到55～70％；

62、所述穩步提升階段污泥沉降性能的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層mlss、mlvss分別達到5500～6500mg/l、4000～5000mg/l，上層懸浮污泥層mlss、mlvss分別達到3000～4000mg/l、3500～4500mg/l；懸浮污泥反應區mlvss/mlss達到0.6-0.75；

63、所述穩步提升階段污泥中eps性質要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中eps含量50～60mg/gvss，上層懸浮污泥層污泥中eps含量70～100mg/gvss；底層懸浮顆粒污泥層中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例18％：17％：65％；上層懸浮污泥層污泥中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例22％：13％：70％；eps中蛋白質和多糖比例(pn/ps)0.9～1.2，底層懸浮顆粒污泥層eps中蛋白質(pn)、多糖(ps)含量分別為160～190mg/gvss、135～165mg/gvss；上層懸浮污泥層eps中蛋白質、多糖含量分別為105～135mg/gvss、95～155mg/gvss；

64、所述穩步提升階段功能菌活性的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到3000～3200mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到95～110mg-n/g-vss/d；上層懸浮污泥層污泥中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到1900～2100mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到80～95mg-n/g-vss/d；

65、3)所述高濃度負荷階段在所述穩步提升階段基礎上接續運行，懸浮污泥反應區運行15～25d；反應器進水控制ρ(no2-)/ρ(nh4+)≈1.28～1.32，進水tn濃度700mg/l、ρ(cod)＝150±15mg/l；水溫32±3℃，hrt＝7～20h；

66、所述高濃度負荷階段脫氮效率的要求：tn去除率逐漸升高，直至達到85％；氮去除負荷(nlr)＝0.8-2.4kg-n/m3/d；碳去除負荷(crr)分別穩定在0.18～0.51kg-c/m3/d；

67、所述高濃度負荷階段污泥垂直分布及粒徑的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層40～70％高度，上層懸浮污泥層10～45％高度；污泥形態主要是顆粒污泥，底層懸浮顆粒污泥層粒徑0.5～1.0mm占比達到40～55％、粒徑大于1.0mm占比達到50～65％，上層懸浮污泥層粒徑大于0.5～1.0mm占比達到20～25％、粒徑大于1.0mm占比達到60～70％；

68、所述高濃度負荷階段污泥沉降性能的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層mlss、mlvss分別達到5500～6500mg/l、4000～5000mg/l，上層懸浮污泥層mlss、mlvss分別達到3000～4000mg/l、2500～3500mg/l；懸浮污泥反應區mlvss/mlss達到0.6-0.75；

69、所述高濃度負荷階段污泥中eps性質要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中eps含量50～60mg/gvss，上層懸浮污泥層污泥中eps含量70～100mg/gvss；底層懸浮顆粒污泥層中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例18％：17％：65％；上層懸浮污泥層污泥中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例22％：13％：70％；eps中蛋白質和多糖比例(pn/ps)0.9～1.2，底層懸浮顆粒污泥層eps中蛋白質(pn)、多糖(ps)含量分別為160～190mg/gvss、135～165mg/gvss；上層懸浮污泥層eps中蛋白質、多糖含量分別為105～135mg/gvss、95～155mg/gvss；

70、所述高濃度負荷階段功能菌活性的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到3000～3200mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到95～110mg-n/g-vss/d；上層懸浮污泥層污泥中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到1900～2100mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到80～95mg-n/g-vss/d；

71、4)所述系統飽和階段在所述高濃度負荷階段基礎上接續運行，懸浮污泥反應區運行30～40d；懸浮污泥反應區進水控制ρ(no2-)/ρ(nh4+)≈1.28～1.32，進水tn濃度700mg/l、ρ(cod)＝200±20mg/l；水溫32±3℃，hrt＝10～25h；

72、所述系統飽和階段脫氮效率的要求：tn去除率逐漸升高，直至達到95％；氮去除負荷(nlr)＝0.6～1.68kg-n/m3/d；碳去除負荷(crr)分別穩定在0.2～0.48kg-c/m3/d；

73、所述系統飽和階段污泥垂直分布及粒徑的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層45～60％高度，上層懸浮污泥層15～40％高度；污泥形態主要是顆粒污泥，底層懸浮顆粒污泥層粒徑1.0～2.0mm占比達到20～30％、粒徑大于2.0mm占比達到40～50％，上層懸浮污泥層粒徑大于1.0～2.0mm占比達到18～25％、粒徑大于2.0mm占比達到40～50％；

74、所述系統飽和階段污泥沉降性能的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層mlss、mlvss分別達到6000～7500mg/l、3500～5000mg/l，上層懸浮污泥層mlss、mlvss分別達到3000～4000mg/l、2000～3000mg/l；懸浮污泥反應區mlvss/mlss達到0.7-0.85；

75、所述系統飽和階段污泥中eps性質要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中eps含量150～200mg/gvss，上層懸浮污泥層污泥中eps含量80～120mg/gvss；底層懸浮顆粒污泥層中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例35％：15％：50％；上層懸浮污泥層污泥中eps結構分布s-eps、lb-eps和tb-eps比例40％：10％：50％；eps中蛋白質和多糖比例(pn/ps)1.1～1.3，底層懸浮顆粒污泥層eps中蛋白質(pn)、多糖(ps)含量分別為230～260mg/gvss、260～300mg/gvss；上層懸浮污泥層eps中蛋白質、多糖含量分別為180～200mg/gvss、170～190mg/gvss；eps中蛋白質二級結構α-螺旋/(randomcoil+β-sheets)比值達到78～85％；

76、所述系統飽和階段功能菌活性的要求：懸浮污泥反應區底層懸浮顆粒污泥層中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到2700～2800mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到340～350mg-n/g-vss/d；上層懸浮污泥層污泥中專性厭氧氨氧化菌活性(saa)達到1300～1400mg-n/g-vss/d；專性反硝化菌活性(sda)達到150～160mg-n/g-vss/d；

77、所述系統飽和階段微生物菌群多樣性及結構要求：ace、chao指數、shannon指數和simpson指數分別達到1200～1450、1100～1400、3.2～4.0和0.07～0.2；微生物門水平分析,proteobacteria、bacteroidetes、chloroflexi、planctomycetes、acidobacteria、nitrospirae相對豐度分別達到30～40％、15～25％、10～15％、3～5％、3～5％、2～4％；微生物屬水平分析，candidatus?kuenenia、comamonas、armatimonadetes_gp5相對豐度分別達到30～60％、20～40％、5～10％；厭氧氨氧化菌貢獻率(ca)接近95％；

78、所述sad階段馴化成功的標志為：得到厭氧氨氧化菌(ca.kuenenia)豐度達到40％以上、反硝化菌豐度達到30％以上的厭氧氨氧化顆粒污泥；實現厭氧氨氧化顆粒污泥占比高達70％以上；sad顆粒污泥顆粒化明顯，顏色呈暗紅色，外層有黃色附著物；顆粒污泥生物質沉降能力svi＝25～70；顆粒污泥生物質保留率85％以上；顆粒污泥sem檢測結果顯示sad顆粒污泥結構致密，絲狀菌豐富，在厭氧氨氧化顆粒與顆粒間隙、溝壑處有明顯的黃色污泥貼壁，紅色顆粒像是披上了一層黃色“外衣”，能夠看出是桿狀、橢圓形菌富集在“外層的黃色外衣”；能夠看出顆粒間隙有非常豐富的骨架支撐顆粒污泥。

79、本發明的有益效果為：

80、1)本發明將傳統活性污泥作為種泥，依次進行厭氧氨氧化顆粒污泥系統培養和厭氧氨氧化-反硝化顆粒污泥培養，sad顆粒污泥培養過程中無需嚴格控制厭氧，節省了購買純種厭氧氨氧化菌和氮氣的費用，并且通過馴化能夠熟悉厭氧氨氧化的習性降低了后續處理不當造成的污泥流失或死亡等風險。

81、2)本發明能夠節省占地面積并減少了污泥處理的成本；系統中微生物菌群形成了明顯的分層現象：下端以反硝化為主，主要將水中硝態氮和厭氧氨氧化產生的硝態氮還原為氮氣，有機物質部分轉化為二氧化碳；上端以厭氧氨氧化為主，主要去除廢水中氨氮和亞硝酸鹽物質，同時可以吸收下端產生的二氧化碳進行自養活動。

82、3)本發明通過增設回流對顆粒的沖擊、逐漸縮短hrt以及提升nlr和clr從而刺激污泥產生eps，細胞表面性質發生變化，有利于聚集。增大了與基質接觸面積，提高反應效率。厭氧氨氧化菌通過分泌eps，并在絲狀菌的作用下，粘聚在一起，功能微生物與其分泌的代謝物凝聚在一起，形成致密的內部骨架，使污泥能夠抵抗水力剪切力的作用，形成更大直徑的細菌聚集體。

83、4)本發明的anaob階段中生物量豐富，在厭氧氨氧化顆粒污泥的培養過程中，有很多微生物被淘汰出局，例如異養反硝化菌等，導致生物量降低；在sad階段，通過投加乙酸鈉富集反硝化菌，因此生物量略有增加。縱向看，上層的污泥的生物相更豐富，主要原因是：廢水自下而上流出，經下層微生物處理之后的水的nlr負荷較低，減輕了上層微生物的處理負荷。