一种利用废糖蜜复合亚铁离子协同强化厌氧氨氧化脱氮系统的方法

本发明属于污水生物处理，具体涉及一种利用工业副产物废糖蜜作为电子穿梭体，复合亚铁离子（fe2+）协同强化anammox系统脱氮效能与稳定性的方法。

背景技术：

1、随着全球工业化与城市化进程的持续推进，含有高浓度氨氮的工业废水与市政污水排放量日益增加，对水体生态系统构成了严峻威胁。传统的生物硝化-反硝化工艺虽在污水处理领域占据主导地位，但其存在曝气能耗高、外加碳源需求大以及温室气体（如n2o）排放高等缺陷。在日益严格的总氮（tn）排放标准限制下，开发低碳、节能且高效的生物脱氮新技术已成为水处理领域的重要研究方向。

2、厌氧氨氧化作为一种由厌氧氨氧化菌(anaob)驱动的生物过程，能够在缺氧条件下以亚硝酸盐为电子受体，直接将氨氮转化为氮气。作为关键污水脱氮技术，它无需外加有机碳源，且由于其自养生长特性，污泥产量极低，能显著降低运行成本。然而，anaob极长的倍增时间及其对环境波动的高度敏感性，导致anammox反应器面临启动周期漫长、稳定性差及活性维持困难等技术瓶颈，严重限制了其大规模工程化应用。

3、目前，针对anammox系统的强化手段多为单一组分投加，存在一定的技术缺陷：单一亚铁离子投加仅能有限提升anaob胞内关键酶活性，无法有效加速胞外电子传递，菌活性提升幅度有限，且长期运行易出现fe2+氧化失活、系统稳定性不足的问题；纯化学电子穿梭体虽可加速电子传递，但成本高昂，难以规模化工程应用。此外，现有研究多聚焦于anaob活性的短期提升，忽略了系统长期运行稳定性这一工程化技术难题，更未采用废糖蜜与亚铁离子之间的协同强化方法。

技术实现思路

1、针对现有厌氧氨氧化技术存在的运行稳定性差、抗冲击能力弱、工程化应用受限的技术难题，本发明提供了一种利用废糖蜜复合亚铁离子协同强化厌氧氨氧化脱氮系统的方法。

2、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

3、一种利用废糖蜜复合亚铁离子协同强化厌氧氨氧化脱氮系统的方法，所述方法具体为：

4、在厌氧条件下，向含有厌氧氨氧化活性污泥的待处理废水中，加入亚铁离子及电子穿梭体废糖蜜进行厌氧氨氧化反应，反应过程中维持厌氧环境，控制溶解氧do在0.2～0.5mg/l之间，系统ph在7.0～7.8，以契合厌氧氨氧化菌生长，所述待处理废水为含有氨氮和亚硝酸盐氮的废水。

5、进一步的，所述方法采用序批式sbr或连续流运行模式进行；

6、进一步的，所述方法中，控制体系初始污泥混合液挥发性悬浮固体浓度mlvss为2000～3000 mg/l；

7、进一步的，所述方法中，控制反应温度为35±1℃。

8、进一步的，所述方法中，控制体系中亚铁离子的终浓度为1～10 mg/l（优选5 mg/l）；

9、进一步的，所述亚铁离子以七水合硫酸亚铁形式加入；

10、进一步的，所述废糖蜜经预处理后投入使用，所述预处理的步骤为：将废糖蜜用50～60℃的温水按1:50至1:100的质量比例进行稀释，搅拌均匀后，利用盐酸、硫酸等无机酸调节ph至4.0～5.0以促进大分子杂质析出；将稀释液自然沉降12～24小时，去除不溶性悬浮物，收集澄清液；将澄清液高压蒸汽灭菌，冷却后4℃避光贮存。

11、更进一步的，所述方法中，控制体系中预处理后的废糖蜜的体积浓度为1%～5%（优选为2%）。

12、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

13、1.预处理废糖蜜中含有类腐殖质及醌类基团等氧化还原活性组分，这些组分充当电子穿梭体通过提高胞外电子传递速率，使更多电子能够进入胞内并参与以fe为活性中心的酶促反应。实验数据表明，复合投加组（ff2组）的anaob相对活性（raa）提升幅度高达12.6倍，高于废糖蜜与亚铁离子单独投加效果的算术总和，展现出较强的协同强化效应。

14、2.在长达64天的运行周期内，单一fe2+的投加往往面临亚铁离子易氧化失活或系统稳定性不足的问题，而本发明通过电子穿梭体与功能离子的复合协同，构建了高韧性的脱氮体系。在最佳工艺条件下，复合强化组的总氮去除率能够持续稳定在80%～95%的高水平，运行稳定性与抗冲击负荷能力均优于单一组分运行模式，有效解决了厌氧氨氧化系统在实际工程应用中易失稳、活性维持困难的技术难题。

15、3.本发明以制糖工业副产物废糖蜜为电子穿梭体，替代化学试剂，具有显著的成本优势。该方法操作简便，易于在现有的厌氧氨氧化反应器中推广应用，为高浓度氨氮废水的处理提供了新的技术支撑。

1.一种利用废糖蜜复合亚铁离子协同强化厌氧氨氧化脱氮系统的方法，其特征在于，所述方法具体为：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，所述待处理废水中挥发性悬浮固体浓度mlvss为2000～3000 mg/l；和/或

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，控制厌氧氨氧化反应温度为35±1℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，控制体系中亚铁离子的最终浓度为1～10 mg/l。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亚铁离子以水合硫酸亚铁形式加入。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工业废糖蜜经预处理后投入使用，所述预处理的步骤为：将工业废糖蜜用50～60℃的温水稀释，搅拌均匀后，利用无机酸调节ph至4.0～5.0；接着沉降12～24小时，去除不溶性悬浮物，收集澄清液；将澄清液高压蒸汽灭菌，冷却后4℃避光贮存。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法中，控制体系中预处理后的废糖蜜的体积浓度为1%～5%。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法采用序批式sbr或连续流运行模式进行。