一种快速启动sbr系统实现脱氮除磷的方法
技术领域
1.本发明属于废水生物处理技术领域，具体涉及一种快速启动sbr系统实现脱氮除磷的方法。
背景技术：
2.sbr（序批式活性污泥法）是一种应用广泛的生物脱氮除磷工艺，可在同一反应器内将污水中的碳、氮、磷污染物去除，且需要具有不同功能的硝化细菌、反硝化细菌和聚磷菌等在不同条件下发挥各自的作用。其中硝化细菌属于好氧自养型微生物，自身生长缓慢，世代时间长，不容易快速培养；反硝化细菌大多是异养型的兼性细菌，将硝酸盐和/或亚硝酸盐转化为氮气；聚磷菌是异养型微生物，主要依靠在生长增殖时的好氧摄磷量大于厌氧释磷量来将污水中的磷吸入菌体，通过排出剩余污泥来实现除磷，而排泥的同时也会减少硝化细菌的数量，硝化效果变差，因此除磷的同时存在出水氨氮不达标风险，反硝化菌和聚磷菌之间存在对碳源的竞争，因此脱氮除磷效果不理想。
3.随着对污水处理的不断深入研究，新型的脱氮除磷工艺及相关的微生物得到发展和应用。尤其是反硝化除磷工艺使除磷和反硝化这两个独立的过程在反硝化除磷菌（dpb）的参与下仅在缺氧环境下就可同时完成，吸磷和脱氮过程的结合不仅节省了对碳源的需求，而且吸磷在缺氧环境下完成可节省曝气所需要的能源，产生剩余污泥量也大大降低。
4.cn200810105408.x公开了一种sbr用于连续流双污泥反硝化除磷工艺快速启动的方法。该方法在两个反应器中先间歇独立培养反硝化聚磷污泥和硝化池中的生物膜，后将反硝化聚磷污泥与好氧硝化生物膜放入连续流双污泥系统；其中反硝化聚磷污泥的培养在sbr反应器内分两个阶段先后进行，第1阶段培养好氧聚磷菌，第2阶段培养反硝化聚磷菌。cn201310509936.2公开了一种同步脱氮除磷sbr快速启动方法，该方法使用间歇进水按时间顺序排列的序批式反应器，按以下步骤进行：(1)将sbr系统在厌氧/好氧交替条件下运行，驯化富集聚磷菌，使其好氧吸磷，厌氧释磷，通过排泥去除水中的磷酸盐；(2)改变系统运行方式，富集反硝化聚磷菌。增加缺氧段，缩短曝气时间，反硝化聚磷菌利用胞内碳源并以硝氮/亚硝氮为电子受体吸磷；(3)向反应器加入复合菌剂，使生物强化与厌氧/好氧/缺氧/好氧反复耦合，有效增殖dpb，抑制聚糖菌，缩短反应器启动时间，提高出水效果，本启动方式共运行50d左右，相较于厌氧/好氧/缺氧的启动方法节省30d左右，节省30%左右的曝气时间。现有技术大都从工艺方面对系统进行调控，因微生物之间的差异，特别是开工启动过程，很难通过调控参数来实现快速启动。
技术实现要素：
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种快速启动sbr系统实现脱氮除磷的方法。该方法能够实现短时间内硝化细菌和反硝化聚磷菌的快速富集培养，进而快速启动sbr系统脱氮除磷功能。
6.本发明提供的一种快速启动sbr系统实现脱氮除磷的方法，包括：
s1：将含有硝化细菌和反硝化聚磷菌的活性污泥接种到sbr反应器中，s2：设定sbr系统启动过程中的运行周期，每一个周期按进水和反应-沉降-排水-闲置的时序运行，其中反应分为好氧反应和缺氧反应，二者交替运行；在启动过程中采用逐渐提高进水容积负荷的操作模式；s3：待处理的含氮磷废水进入sbr反应器开始启动过程，其中，在好氧反应阶段向废水中添加天冬酰胺，在缺氧反应阶段向废水中先添加糖酯类物质，当溶解氧降低至小于0.1mg/l后，再添加季铵碱；s4：直到进水容积负荷达到设计进水容积负荷，并且氨氮去除率达到90%以上，总氮和总磷去除率均达到85%以上时，完成sbr系统启动过程。
7.在上述技术方案中，步骤s1中，所述的含有硝化细菌和反硝化聚磷菌的活性污泥可以取自处理含氮、磷污水处理场二沉池中的剩余活性污泥，接种量为2000-5000mg/l。一般情况下，剩余活性污泥都需要经过驯化才能适应待处理废水，接种初期对氮和磷的去除率均小于50%。
8.在上述技术方案中，待处理的含氮磷废水可以来源于工业和生活中被氮和磷污染的废水。所述含氮磷废水中，氨氮浓度为100-300mg/l，总氮浓度为100-400mg/l，cod浓度为300-600mg/l，总磷浓度为5-20mg/l。
9.在上述技术方案中，步骤s2中，设定sbr系统启动过程中的运行周期，可以采用本领域常用的方法设定，一般参考废水水质、活性污泥菌群情况、sbr系统现状等来确定，周期时长可以为6~24小时，每一个周期按进水和反应-沉降-排水-闲置的时序运行，其中反应时长占50%以上，可以为60%~80%。其中，进水和反应，可以先进水结束后再反应，也可以进水的同时开始反应。
10.在上述技术方案中，步骤s2中，所述的好氧反应和缺氧反应，二者交替运行，其中，好氧反应可以采用曝气方式进行，缺氧反应可以采用非曝气仅搅拌方式进行。实际操作时，首先启动的可以是好氧反应或者是缺氧反应，本发明中没有特别限定。比如可以是第一曝气-第一搅拌、第一搅拌-第一曝气、第一搅拌-第一曝气-第二搅拌、第一曝气-第一搅拌-第二曝气、第一曝气-第一搅拌-第二曝气-第二搅拌或第一搅拌-第一曝气-第二搅拌-第二曝气等等。
11.在上述技术方案中，步骤s2中，初始进水容积负荷为设计进水容积负荷的50%以下，可以为10%-50%。当进水总氮和总磷去除率均达到60%以上，优选70%-80%时，提高下一次的进水容积负荷，每次提高幅度为10-20个百分点（指下一次进水容积负荷占设计进水容积负荷的体积分数比当次进水容积负荷占设计进水容积负荷的体积分数增加的百分点）。
12.在上述技术方案中，步骤s2中，第一运行周期中好氧曝气时间和缺氧搅拌时间的比为10:1-3:1。优选地，采用逐渐缩短好氧曝气时间并相应增加缺氧搅拌时间的操作模式。当进水氨氮去除率达到70%以上，优选为80%-90%时，缩短下一运行周期中好氧曝气时间并相应地增加缺氧搅拌时间（即，将缩短的好氧曝气时间用于增加缺氧搅拌时间），每次改变的时间为当前运行周期好氧曝气时间的3%-15%。本发明中，可以是缩短下一运行周期中第一好氧曝气时间，增加第一缺氧搅拌时间。启动过程结束时最后一次运行周期中好氧曝气时间和缺氧搅拌时间的比一般为10:1-1:1，优选5:1-2:1。
13.在上述技术方案中，在好氧反应阶段向废水中添加天冬酰胺，优选地在第一好氧
反应阶段向废水中添加天冬酰胺。在缺氧反应阶段向废水中先添加糖酯类物质，当溶解氧降低至小于0.1mg/l后，再添加季铵碱，优选地在第一缺氧反应阶段向废水中先添加糖酯类物质，当溶解氧降低至小于0.1mg/l后，再添加季铵碱。
14.在上述技术方案中，所述天冬酰胺的使用量为0.001-1.0mg/l，优选为0.01-0.10mg/l。
15.在上述技术方案中，所述的糖酯类物质包括鼠李糖酯、海藻糖脂、槐糖脂和蔗糖酯等中的至少一种，优选鼠李糖酯。所述的季铵碱为磷酸胆碱、甜菜碱、氢氧化四甲铵等中的至少一种，优选磷酸胆碱。所述的糖酯类物质的用量为0.001-1.0mg/l，优选为0.01-0.10mg/l。所述季铵碱的用量为0.001-1.0mg/l，优选为0.01-0.10mg/l。
16.在上述技术方案中，所述的sbr反应器的运行条件为：曝气反应时溶解氧控制在0.5-5.0mg/l（优选为1.0-5.0mg/l），搅拌反应时溶解氧0-1.0mg/l（优选为0-0.5mg/l），整个反应阶段的ph值为6-9，温度为25-40℃。
17.在上述技术方案中，所述的sbr系统可包括多个sbr反应器，以使废水连续进入sbr系统。
18.本发明方法具有如下优点：（1）在硝化细菌培养过程中，添加天冬酰胺可以加速菌胶团形成，为硝化细菌富集提供载体，减少硝化细菌流失，提高脱氨氮效果。同时能减小聚磷菌和硝化细菌对溶解氧的竞争，提高聚磷菌的好氧吸磷能力。
19.（2）在反硝化聚磷菌培养过程中，糖酯类物质和季铵碱的分步配合加入，可提高硝酸盐还原酶活性，增强反硝化菌对硝酸盐这个电子受体的利用，实现同时反硝化和过量摄磷。
20.（3）本发明针对不同的培养阶段添加特定的物质，可以促进多菌群的协同生长，实现硝化细菌和反硝化聚磷菌的共同富集。
21.（4）本发明通过采用逐渐提高进水容积负荷，优选地采用逐渐缩短好氧曝气时间并相应增加缺氧搅拌时间的操作模式，这样可以先培养难以培养的硝化细菌，然后再培养反硝化细菌和除磷菌，从而达到快速实现总氮和总磷的同步去除。
具体实施方式
22.下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
23.以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均可从生化试剂商店购买得到。
24.本发明方法中，cod浓度采用gb11914-89《水质化学需氧量的测定-重铬酸盐法》测定；氨氮浓度采用gb7478-87《水质铵的测定-蒸镏和滴定法》测定，总氮浓度采用gb11894
ꢀ-
89《水质-总氮的测定-碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》，总磷浓度采用gb11893-89《钼酸铵分光光度法》。硝化细菌和反硝化聚磷菌属水平上的相对丰度可以采用高通量测序仪分析测定。
25.实施例1
实验室建设一套sbr系统，包括3个有效容积为5l的有机玻璃反应器，处理氨氮浓度为200mg/l，总氮浓度为230mg/l，cod浓度为500mg/l，总磷浓度为15mg/l的污水。
26.首先按污泥浓度为3000mg/l接种某污水场二沉池的含有硝化细菌和反硝化聚磷菌的剩余活性污泥，设定每个反应器的一个运行周期为8h，其中进水的同时进行反应。单个sbr反应器按照第一曝气反应-第一搅拌反应-第二曝气反应-沉降-排水工序进行。每个运行周期都是在第一曝气反应初始阶段按照0.01mg/l添加天冬酰胺，在第一搅拌反应阶段首先按照0.01mg/l添加使用鼠李糖酯，当溶解氧降低至小于0.1mg/l时按照0.10mg/l添加使用磷酸胆碱。
27.启动初期进水容积负荷为设计进水容积负荷的30%，第一运行周期中，按第一曝气反应（240min）-第一搅拌反应（30min）-第二曝气反应（60min）-沉降（60min）-排水（90min）运行。当进水氨氮去除率达80%以上时，将下一运行周期中的第一曝气时间缩短30min、第一缺氧搅拌时间增加30min。当进水总氮和总磷去除率均达到70%以上时，下一运行周期的进水容积负荷提高10个百分点。
28.sbr反应器的运行条件为：曝气反应时溶解氧控制在2.5mg/l，搅拌反应时溶解氧小于0.5mg/l，整个反应阶段的ph值为7.5-7.8，温度为32℃。
29.通过上述控制方法逐渐调整曝气时间和搅拌时间，并逐渐提高负荷，直到进水容积负荷达到设计进水容积负荷，完成sbr系统启动过程，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为3:1，进水氨氮去除率达到95.3%、总氮和总磷去除率分别达到87.5%和88.1%时，启动期为40天。
30.对比例1与实施例1相比，所不同的是：每个运行周期都是在第一曝气反应初始阶段按照0.01mg/l添加磷酸胆碱，在第一搅拌反应阶段首先按照0.01mg/l添加使用天冬酰胺，当溶解氧降低至小于0.1mg/l时，按照0.10mg/l添加使用鼠李糖酯。
31.启动40天时，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为4:1，进水氨氮去除率达92.2%、总氮去除率达77.3%、总磷去除率只有75.9%，进水容积负荷只有70%，没有实现系统的快速启动。
32.对比例2与实施例1相比，所不同的是：在缺氧搅拌阶段在加入鼠李糖酯的同时，加入磷酸胆碱。
33.启动40天时，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为3:1，进水氨氮去除率达91.3%、总氮去除率达85.5%、总磷去除率只有78.1%，进水容积负荷只有80%，没有实现系统的快速启动。
34.对比例3与实施例1相比，所不同的是在缺氧搅拌阶段不加鼠李糖酯和磷酸胆碱。
35.启动40天时，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为3:1，进水氨氮去除率达92.7%、总氮去除率达74.5%、总磷去除率只有75.3%，进水容积负荷只有60%，没有实现系统的快速启动。
36.实施例2反应器及启动过程和条件均同实施例1，所不同的是：在搅拌反应阶段，当溶解氧降低至小于0.1mg/l后按照0.1mg/l的浓度添加甜菜碱代替等质量的磷酸胆碱。
37.完成sbr系统启动后，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为3:1，进水氨氮去除率达到94.4%、总氮和总磷去除率分别达到85.1%和86.2%时，启动期为42天。
38.实施例3反应器及启动过程和条件均同实施例1，所不同的是：在搅拌反应阶段，采用海藻糖酯代替等质量的鼠李糖酯，采用甜菜碱代替等质量的磷酸胆碱。
39.完成sbr系统启动后，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为3:1，进水氨氮去除率达到94.1%、总氮和总磷去除率分别达到84.8%和85.3%时，启动期为43天。
40.实施例4实验室建设一套sbr系统，包括2个有效容积为5l的有机玻璃反应器，处理氨氮浓度为260mg/l，总氮浓度为290mg/l，cod浓度为600mg/l，总磷为18mg/l的污水。
41.首先按污泥浓度为4000mg/l接种某污水场二沉池的含有硝化细菌和反硝化聚磷菌的剩余活性污泥，设定每个反应器的一个运行周期为12h，其中进水的同时开始反应。单个sbr反应器按照第一曝气反应-第一搅拌反应-第二曝气反应-第二搅拌反应-沉降-排水工序进行。在第一曝气反应阶段按照0.1mg/l添加天冬酰胺，在第一搅拌反应阶段首先按照0.01mg/l添加使用鼠李糖酯，当溶解氧降低至小于0.1mg/l时按照0.01mg/l添加使用甜菜碱。
42.启动初期进水容积负荷为设计进水容积负荷的20%，第一运行周期中，按第一曝气反应（360min）-第一搅拌反应（60min）-第二曝气反应（90min）-第二搅拌反应（30min）-沉降（60min）-排水（120min）运行。当进水氨氮去除率达80%以上时，将下一运行周期中的第一曝气时间缩短30min、第一搅拌时间增加30min。当进水总氮和总磷去除率均达到70%以上时，下一运行周期的进水容积负荷提高20个百分点。
43.sbr反应器的运行条件为：曝气反应时溶解氧控制在4.5mg/l，搅拌反应时溶解氧小于0.5mg/l，整个反应阶段的ph值为7.8-8.0，温度为35℃。
44.通过上述控制方法逐渐调整曝气时间和搅拌时间，并逐渐提高负荷，直到进水容积负荷达到设计进水容积负荷，完成sbr系统启动过程，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为2:1，进水氨氮去除率达到93.2%、总氮和总磷去除率分别达到85.6%和86.2%时，启动期为41天。
45.实施例5反应器及所处理的废水和培养条件均同实施例4，启动过程与实施例4不同。本实施例启动初期进水容积负荷为设计进水容积负荷的20%，第一运行周期中，按第一曝气反应（330min）-第一搅拌反应（110min）-第二曝气反应（90min）-第二搅拌反应（30min）-沉降（60min）-排水（100min）运行。当进水总氮和总磷去除率均达到70%以上时，下一运行周期的进水容积负荷提高20个百分点。
46.通过启动初期设置曝气和搅拌的时间比为3:1，启动过程没有调整曝气时间和搅拌时间，逐渐提高负荷，直到进水容积负荷达到设计进水容积负荷，完成sbr系统启动过程，最后一个运行周期进水氨氮去除率达到92.3%、总氮和总磷去除率分别达到84.1%和85.4%时，启动期为42天。
47.实施例6实验室建设一套sbr系统，包括4个有效容积为5l的有机玻璃反应器，处理氨氮浓度为
150mg/l，总氮浓度为200mg/l，cod浓度为400mg/l，总磷为12mg/l的污水。
48.首先按污泥浓度为2500mg/l接种某污水场二沉池的含有硝化细菌和反硝化聚磷菌的剩余活性污泥，设定每个反应器的一个运行周期为6h，其中进水的同时进行反应。单个sbr反应器按照第一曝气反应-第一搅拌反应-第二曝气反应-沉降-排水工序进行。在第一曝气反应阶段按照0.05mg/l添加天冬酰胺，在第一搅拌反应阶段首先按照0.05mg/l添加使用海藻糖酯，当溶解氧降低至小于0.1mg/l时按照0.05mg/l添加使用磷酸胆碱。
49.启动初期进水容积负荷为设计进水容积负荷的40%，第一运行周期中，按第一曝气反应（200min）-第一搅拌反应（40min）-第二曝气反应（40min）-沉降（40min）-排水（40min）运行。当进水氨氮去除率达80%以上时，将下一运行周期中的第一曝气时间缩短10min、第一搅拌时间增加10min。当进水总氮和总磷去除率均达到70%以上时，下一运行周期的进水容积负荷提高15个百分点。
50.sbr反应器的运行条件为：曝气反应时溶解氧控制在1.5mg/l，搅拌反应时溶解氧小于0.3mg/l，整个反应阶段的ph值为7.4-7.7，温度为30℃。
51.通过上述控制方法逐渐调整曝气时间和搅拌时间，并逐渐提高负荷，直到进水容积负荷达到设计进水容积负荷，完成sbr系统启动过程，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为3:1，进水氨氮去除率达到93.7%、总氮和总磷去除率分别达到84.6%和85.3%时，启动期为41天。
技术领域
1.本发明属于废水生物处理技术领域，具体涉及一种快速启动sbr系统实现脱氮除磷的方法。
背景技术：
2.sbr（序批式活性污泥法）是一种应用广泛的生物脱氮除磷工艺，可在同一反应器内将污水中的碳、氮、磷污染物去除，且需要具有不同功能的硝化细菌、反硝化细菌和聚磷菌等在不同条件下发挥各自的作用。其中硝化细菌属于好氧自养型微生物，自身生长缓慢，世代时间长，不容易快速培养；反硝化细菌大多是异养型的兼性细菌，将硝酸盐和/或亚硝酸盐转化为氮气；聚磷菌是异养型微生物，主要依靠在生长增殖时的好氧摄磷量大于厌氧释磷量来将污水中的磷吸入菌体，通过排出剩余污泥来实现除磷，而排泥的同时也会减少硝化细菌的数量，硝化效果变差，因此除磷的同时存在出水氨氮不达标风险，反硝化菌和聚磷菌之间存在对碳源的竞争，因此脱氮除磷效果不理想。
3.随着对污水处理的不断深入研究，新型的脱氮除磷工艺及相关的微生物得到发展和应用。尤其是反硝化除磷工艺使除磷和反硝化这两个独立的过程在反硝化除磷菌（dpb）的参与下仅在缺氧环境下就可同时完成，吸磷和脱氮过程的结合不仅节省了对碳源的需求，而且吸磷在缺氧环境下完成可节省曝气所需要的能源，产生剩余污泥量也大大降低。
4.cn200810105408.x公开了一种sbr用于连续流双污泥反硝化除磷工艺快速启动的方法。该方法在两个反应器中先间歇独立培养反硝化聚磷污泥和硝化池中的生物膜，后将反硝化聚磷污泥与好氧硝化生物膜放入连续流双污泥系统；其中反硝化聚磷污泥的培养在sbr反应器内分两个阶段先后进行，第1阶段培养好氧聚磷菌，第2阶段培养反硝化聚磷菌。cn201310509936.2公开了一种同步脱氮除磷sbr快速启动方法，该方法使用间歇进水按时间顺序排列的序批式反应器，按以下步骤进行：(1)将sbr系统在厌氧/好氧交替条件下运行，驯化富集聚磷菌，使其好氧吸磷，厌氧释磷，通过排泥去除水中的磷酸盐；(2)改变系统运行方式，富集反硝化聚磷菌。增加缺氧段，缩短曝气时间，反硝化聚磷菌利用胞内碳源并以硝氮/亚硝氮为电子受体吸磷；(3)向反应器加入复合菌剂，使生物强化与厌氧/好氧/缺氧/好氧反复耦合，有效增殖dpb，抑制聚糖菌，缩短反应器启动时间，提高出水效果，本启动方式共运行50d左右，相较于厌氧/好氧/缺氧的启动方法节省30d左右，节省30%左右的曝气时间。现有技术大都从工艺方面对系统进行调控，因微生物之间的差异，特别是开工启动过程，很难通过调控参数来实现快速启动。
技术实现要素：
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种快速启动sbr系统实现脱氮除磷的方法。该方法能够实现短时间内硝化细菌和反硝化聚磷菌的快速富集培养，进而快速启动sbr系统脱氮除磷功能。
6.本发明提供的一种快速启动sbr系统实现脱氮除磷的方法，包括：
s1：将含有硝化细菌和反硝化聚磷菌的活性污泥接种到sbr反应器中，s2：设定sbr系统启动过程中的运行周期，每一个周期按进水和反应-沉降-排水-闲置的时序运行，其中反应分为好氧反应和缺氧反应，二者交替运行；在启动过程中采用逐渐提高进水容积负荷的操作模式；s3：待处理的含氮磷废水进入sbr反应器开始启动过程，其中，在好氧反应阶段向废水中添加天冬酰胺，在缺氧反应阶段向废水中先添加糖酯类物质，当溶解氧降低至小于0.1mg/l后，再添加季铵碱；s4：直到进水容积负荷达到设计进水容积负荷，并且氨氮去除率达到90%以上，总氮和总磷去除率均达到85%以上时，完成sbr系统启动过程。
7.在上述技术方案中，步骤s1中，所述的含有硝化细菌和反硝化聚磷菌的活性污泥可以取自处理含氮、磷污水处理场二沉池中的剩余活性污泥，接种量为2000-5000mg/l。一般情况下，剩余活性污泥都需要经过驯化才能适应待处理废水，接种初期对氮和磷的去除率均小于50%。
8.在上述技术方案中，待处理的含氮磷废水可以来源于工业和生活中被氮和磷污染的废水。所述含氮磷废水中，氨氮浓度为100-300mg/l，总氮浓度为100-400mg/l，cod浓度为300-600mg/l，总磷浓度为5-20mg/l。
9.在上述技术方案中，步骤s2中，设定sbr系统启动过程中的运行周期，可以采用本领域常用的方法设定，一般参考废水水质、活性污泥菌群情况、sbr系统现状等来确定，周期时长可以为6~24小时，每一个周期按进水和反应-沉降-排水-闲置的时序运行，其中反应时长占50%以上，可以为60%~80%。其中，进水和反应，可以先进水结束后再反应，也可以进水的同时开始反应。
10.在上述技术方案中，步骤s2中，所述的好氧反应和缺氧反应，二者交替运行，其中，好氧反应可以采用曝气方式进行，缺氧反应可以采用非曝气仅搅拌方式进行。实际操作时，首先启动的可以是好氧反应或者是缺氧反应，本发明中没有特别限定。比如可以是第一曝气-第一搅拌、第一搅拌-第一曝气、第一搅拌-第一曝气-第二搅拌、第一曝气-第一搅拌-第二曝气、第一曝气-第一搅拌-第二曝气-第二搅拌或第一搅拌-第一曝气-第二搅拌-第二曝气等等。
11.在上述技术方案中，步骤s2中，初始进水容积负荷为设计进水容积负荷的50%以下，可以为10%-50%。当进水总氮和总磷去除率均达到60%以上，优选70%-80%时，提高下一次的进水容积负荷，每次提高幅度为10-20个百分点（指下一次进水容积负荷占设计进水容积负荷的体积分数比当次进水容积负荷占设计进水容积负荷的体积分数增加的百分点）。
12.在上述技术方案中，步骤s2中，第一运行周期中好氧曝气时间和缺氧搅拌时间的比为10:1-3:1。优选地，采用逐渐缩短好氧曝气时间并相应增加缺氧搅拌时间的操作模式。当进水氨氮去除率达到70%以上，优选为80%-90%时，缩短下一运行周期中好氧曝气时间并相应地增加缺氧搅拌时间（即，将缩短的好氧曝气时间用于增加缺氧搅拌时间），每次改变的时间为当前运行周期好氧曝气时间的3%-15%。本发明中，可以是缩短下一运行周期中第一好氧曝气时间，增加第一缺氧搅拌时间。启动过程结束时最后一次运行周期中好氧曝气时间和缺氧搅拌时间的比一般为10:1-1:1，优选5:1-2:1。
13.在上述技术方案中，在好氧反应阶段向废水中添加天冬酰胺，优选地在第一好氧
反应阶段向废水中添加天冬酰胺。在缺氧反应阶段向废水中先添加糖酯类物质，当溶解氧降低至小于0.1mg/l后，再添加季铵碱，优选地在第一缺氧反应阶段向废水中先添加糖酯类物质，当溶解氧降低至小于0.1mg/l后，再添加季铵碱。
14.在上述技术方案中，所述天冬酰胺的使用量为0.001-1.0mg/l，优选为0.01-0.10mg/l。
15.在上述技术方案中，所述的糖酯类物质包括鼠李糖酯、海藻糖脂、槐糖脂和蔗糖酯等中的至少一种，优选鼠李糖酯。所述的季铵碱为磷酸胆碱、甜菜碱、氢氧化四甲铵等中的至少一种，优选磷酸胆碱。所述的糖酯类物质的用量为0.001-1.0mg/l，优选为0.01-0.10mg/l。所述季铵碱的用量为0.001-1.0mg/l，优选为0.01-0.10mg/l。
16.在上述技术方案中，所述的sbr反应器的运行条件为：曝气反应时溶解氧控制在0.5-5.0mg/l（优选为1.0-5.0mg/l），搅拌反应时溶解氧0-1.0mg/l（优选为0-0.5mg/l），整个反应阶段的ph值为6-9，温度为25-40℃。
17.在上述技术方案中，所述的sbr系统可包括多个sbr反应器，以使废水连续进入sbr系统。
18.本发明方法具有如下优点：（1）在硝化细菌培养过程中，添加天冬酰胺可以加速菌胶团形成，为硝化细菌富集提供载体，减少硝化细菌流失，提高脱氨氮效果。同时能减小聚磷菌和硝化细菌对溶解氧的竞争，提高聚磷菌的好氧吸磷能力。
19.（2）在反硝化聚磷菌培养过程中，糖酯类物质和季铵碱的分步配合加入，可提高硝酸盐还原酶活性，增强反硝化菌对硝酸盐这个电子受体的利用，实现同时反硝化和过量摄磷。
20.（3）本发明针对不同的培养阶段添加特定的物质，可以促进多菌群的协同生长，实现硝化细菌和反硝化聚磷菌的共同富集。
21.（4）本发明通过采用逐渐提高进水容积负荷，优选地采用逐渐缩短好氧曝气时间并相应增加缺氧搅拌时间的操作模式，这样可以先培养难以培养的硝化细菌，然后再培养反硝化细菌和除磷菌，从而达到快速实现总氮和总磷的同步去除。
具体实施方式
22.下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
23.以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均可从生化试剂商店购买得到。
24.本发明方法中，cod浓度采用gb11914-89《水质化学需氧量的测定-重铬酸盐法》测定；氨氮浓度采用gb7478-87《水质铵的测定-蒸镏和滴定法》测定，总氮浓度采用gb11894
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89《水质-总氮的测定-碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》，总磷浓度采用gb11893-89《钼酸铵分光光度法》。硝化细菌和反硝化聚磷菌属水平上的相对丰度可以采用高通量测序仪分析测定。
25.实施例1
实验室建设一套sbr系统，包括3个有效容积为5l的有机玻璃反应器，处理氨氮浓度为200mg/l，总氮浓度为230mg/l，cod浓度为500mg/l，总磷浓度为15mg/l的污水。
26.首先按污泥浓度为3000mg/l接种某污水场二沉池的含有硝化细菌和反硝化聚磷菌的剩余活性污泥，设定每个反应器的一个运行周期为8h，其中进水的同时进行反应。单个sbr反应器按照第一曝气反应-第一搅拌反应-第二曝气反应-沉降-排水工序进行。每个运行周期都是在第一曝气反应初始阶段按照0.01mg/l添加天冬酰胺，在第一搅拌反应阶段首先按照0.01mg/l添加使用鼠李糖酯，当溶解氧降低至小于0.1mg/l时按照0.10mg/l添加使用磷酸胆碱。
27.启动初期进水容积负荷为设计进水容积负荷的30%，第一运行周期中，按第一曝气反应（240min）-第一搅拌反应（30min）-第二曝气反应（60min）-沉降（60min）-排水（90min）运行。当进水氨氮去除率达80%以上时，将下一运行周期中的第一曝气时间缩短30min、第一缺氧搅拌时间增加30min。当进水总氮和总磷去除率均达到70%以上时，下一运行周期的进水容积负荷提高10个百分点。
28.sbr反应器的运行条件为：曝气反应时溶解氧控制在2.5mg/l，搅拌反应时溶解氧小于0.5mg/l，整个反应阶段的ph值为7.5-7.8，温度为32℃。
29.通过上述控制方法逐渐调整曝气时间和搅拌时间，并逐渐提高负荷，直到进水容积负荷达到设计进水容积负荷，完成sbr系统启动过程，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为3:1，进水氨氮去除率达到95.3%、总氮和总磷去除率分别达到87.5%和88.1%时，启动期为40天。
30.对比例1与实施例1相比，所不同的是：每个运行周期都是在第一曝气反应初始阶段按照0.01mg/l添加磷酸胆碱，在第一搅拌反应阶段首先按照0.01mg/l添加使用天冬酰胺，当溶解氧降低至小于0.1mg/l时，按照0.10mg/l添加使用鼠李糖酯。
31.启动40天时，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为4:1，进水氨氮去除率达92.2%、总氮去除率达77.3%、总磷去除率只有75.9%，进水容积负荷只有70%，没有实现系统的快速启动。
32.对比例2与实施例1相比，所不同的是：在缺氧搅拌阶段在加入鼠李糖酯的同时，加入磷酸胆碱。
33.启动40天时，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为3:1，进水氨氮去除率达91.3%、总氮去除率达85.5%、总磷去除率只有78.1%，进水容积负荷只有80%，没有实现系统的快速启动。
34.对比例3与实施例1相比，所不同的是在缺氧搅拌阶段不加鼠李糖酯和磷酸胆碱。
35.启动40天时，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为3:1，进水氨氮去除率达92.7%、总氮去除率达74.5%、总磷去除率只有75.3%，进水容积负荷只有60%，没有实现系统的快速启动。
36.实施例2反应器及启动过程和条件均同实施例1，所不同的是：在搅拌反应阶段，当溶解氧降低至小于0.1mg/l后按照0.1mg/l的浓度添加甜菜碱代替等质量的磷酸胆碱。
37.完成sbr系统启动后，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为3:1，进水氨氮去除率达到94.4%、总氮和总磷去除率分别达到85.1%和86.2%时，启动期为42天。
38.实施例3反应器及启动过程和条件均同实施例1，所不同的是：在搅拌反应阶段，采用海藻糖酯代替等质量的鼠李糖酯，采用甜菜碱代替等质量的磷酸胆碱。
39.完成sbr系统启动后，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为3:1，进水氨氮去除率达到94.1%、总氮和总磷去除率分别达到84.8%和85.3%时，启动期为43天。
40.实施例4实验室建设一套sbr系统，包括2个有效容积为5l的有机玻璃反应器，处理氨氮浓度为260mg/l，总氮浓度为290mg/l，cod浓度为600mg/l，总磷为18mg/l的污水。
41.首先按污泥浓度为4000mg/l接种某污水场二沉池的含有硝化细菌和反硝化聚磷菌的剩余活性污泥，设定每个反应器的一个运行周期为12h，其中进水的同时开始反应。单个sbr反应器按照第一曝气反应-第一搅拌反应-第二曝气反应-第二搅拌反应-沉降-排水工序进行。在第一曝气反应阶段按照0.1mg/l添加天冬酰胺，在第一搅拌反应阶段首先按照0.01mg/l添加使用鼠李糖酯，当溶解氧降低至小于0.1mg/l时按照0.01mg/l添加使用甜菜碱。
42.启动初期进水容积负荷为设计进水容积负荷的20%，第一运行周期中，按第一曝气反应（360min）-第一搅拌反应（60min）-第二曝气反应（90min）-第二搅拌反应（30min）-沉降（60min）-排水（120min）运行。当进水氨氮去除率达80%以上时，将下一运行周期中的第一曝气时间缩短30min、第一搅拌时间增加30min。当进水总氮和总磷去除率均达到70%以上时，下一运行周期的进水容积负荷提高20个百分点。
43.sbr反应器的运行条件为：曝气反应时溶解氧控制在4.5mg/l，搅拌反应时溶解氧小于0.5mg/l，整个反应阶段的ph值为7.8-8.0，温度为35℃。
44.通过上述控制方法逐渐调整曝气时间和搅拌时间，并逐渐提高负荷，直到进水容积负荷达到设计进水容积负荷，完成sbr系统启动过程，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为2:1，进水氨氮去除率达到93.2%、总氮和总磷去除率分别达到85.6%和86.2%时，启动期为41天。
45.实施例5反应器及所处理的废水和培养条件均同实施例4，启动过程与实施例4不同。本实施例启动初期进水容积负荷为设计进水容积负荷的20%，第一运行周期中，按第一曝气反应（330min）-第一搅拌反应（110min）-第二曝气反应（90min）-第二搅拌反应（30min）-沉降（60min）-排水（100min）运行。当进水总氮和总磷去除率均达到70%以上时，下一运行周期的进水容积负荷提高20个百分点。
46.通过启动初期设置曝气和搅拌的时间比为3:1，启动过程没有调整曝气时间和搅拌时间，逐渐提高负荷，直到进水容积负荷达到设计进水容积负荷，完成sbr系统启动过程，最后一个运行周期进水氨氮去除率达到92.3%、总氮和总磷去除率分别达到84.1%和85.4%时，启动期为42天。
47.实施例6实验室建设一套sbr系统，包括4个有效容积为5l的有机玻璃反应器，处理氨氮浓度为
150mg/l，总氮浓度为200mg/l，cod浓度为400mg/l，总磷为12mg/l的污水。
48.首先按污泥浓度为2500mg/l接种某污水场二沉池的含有硝化细菌和反硝化聚磷菌的剩余活性污泥，设定每个反应器的一个运行周期为6h，其中进水的同时进行反应。单个sbr反应器按照第一曝气反应-第一搅拌反应-第二曝气反应-沉降-排水工序进行。在第一曝气反应阶段按照0.05mg/l添加天冬酰胺，在第一搅拌反应阶段首先按照0.05mg/l添加使用海藻糖酯，当溶解氧降低至小于0.1mg/l时按照0.05mg/l添加使用磷酸胆碱。
49.启动初期进水容积负荷为设计进水容积负荷的40%，第一运行周期中，按第一曝气反应（200min）-第一搅拌反应（40min）-第二曝气反应（40min）-沉降（40min）-排水（40min）运行。当进水氨氮去除率达80%以上时，将下一运行周期中的第一曝气时间缩短10min、第一搅拌时间增加10min。当进水总氮和总磷去除率均达到70%以上时，下一运行周期的进水容积负荷提高15个百分点。
50.sbr反应器的运行条件为：曝气反应时溶解氧控制在1.5mg/l，搅拌反应时溶解氧小于0.3mg/l，整个反应阶段的ph值为7.4-7.7，温度为30℃。
51.通过上述控制方法逐渐调整曝气时间和搅拌时间，并逐渐提高负荷，直到进水容积负荷达到设计进水容积负荷，完成sbr系统启动过程，最后一个运行周期的曝气时间和搅拌时间的比为3:1，进水氨氮去除率达到93.7%、总氮和总磷去除率分别达到84.6%和85.3%时，启动期为41天。
再多了解一些
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