一種基于陰陽離子樹脂的厭氧氨氧化菌培養(yǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種厭氧氨氧化菌快速富集培養(yǎng)方法，即以陰陽離子樹脂為載體，吸附環(huán)境營養(yǎng)物質(zhì)，提供高濃度營養(yǎng)元素，促進(jìn)厭氧氨氧化菌生長的方法。。
【背景技術(shù)】
[0002]厭氧氨氧化工藝在處理高氨氮廢水，尤其是低碳氮比廢水方面具有高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能等明顯特點(diǎn)，并具有良好的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。隨著厭氧氨氧化研究的深入，厭氧氨氧化組合工藝也發(fā)展起來，廣泛應(yīng)用于高氨氮廢水。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，受到接種物來源、基質(zhì)自抑制、外源性毒物和工藝啟動(dòng)時(shí)間長等因素的影響，厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動(dòng)比較困難。主要是厭氧氨氧化菌生長緩慢，制約了工藝的快速發(fā)展。
[0003]現(xiàn)階段啟動(dòng)厭氧氨氧化大多采用厭氧污泥或者缺氧污泥，以成功培養(yǎng)出厭氧氨氧化菌或具有厭氧氨氧化效應(yīng)的顆粒污泥為標(biāo)志。國內(nèi)外更多以生物膜作為載體啟動(dòng)厭氧氨氧化反應(yīng)器，培養(yǎng)得到的厭氧氨氧化菌多為顆粒狀，反應(yīng)器較大，操作繁瑣，培養(yǎng)效果有好有壞。對(duì)絮狀污泥而言，可利用很小的反應(yīng)器，進(jìn)行大批量培養(yǎng)，做到培養(yǎng)條件實(shí)時(shí)可控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了利用陰陽離子樹脂能夠吸附傳遞離子的作用，給細(xì)菌周圍環(huán)境提供高濃度營養(yǎng)物質(zhì)，大批量培養(yǎng)厭氧氨氧化菌，縮短厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間，提供一種新式厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動(dòng)方法。該培養(yǎng)方法操作簡便，可以進(jìn)行批量培養(yǎng)，所得到的厭氧氨氧化絮體工作穩(wěn)定，脫氮效率高，而且能夠縮短厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間。
[0005]方法步驟如下:1)取預(yù)先經(jīng)過厭氧氨氧化活性培養(yǎng)一段時(shí)間的絮狀污泥混合物100ml左右，加入到500ml可用軟塞封閉的玻璃瓶內(nèi)，加入陰陽離子樹脂約100ml，粒徑在
為宜。將塞子塞緊，劇烈搖晃保證污泥和陰陽離子樹脂混合均勾。加入150_200ml營養(yǎng)液，瓶體倒放，基于水浴培養(yǎng)，水溫控制在30-34°C之間為宜。每24h測(cè)瓶內(nèi)混合液氨氮、亞硝態(tài)氮濃度和pH值。每48h進(jìn)水一次，進(jìn)水后，保持瓶內(nèi)NH/-N濃度在100-120mg/L，N02 -N濃度在130-150mg/L，不宜過高，NaHC03濃度為1500-1800mg/L。隨時(shí)間增加氨氮、亞硝態(tài)氮的濃度。進(jìn)水為高濃度氨氮、亞硝態(tài)氮和無機(jī)碳源溶液。
[0006]2)采用NH4+與N0 2濃度之比為1:1.3的進(jìn)水，控制進(jìn)水pH為7.5-8.0值之間，培養(yǎng)過程隨時(shí)間按比例增加一次NH/-N和N02 -N濃度，每次NH/-N濃度增加20~40mg/L，N02 -N濃度增加26~52mg/L。增加濃度的時(shí)間按照污泥利用氨氮和亞硝態(tài)氮的速度控制。
[0007]本發(fā)明的好處是，利用預(yù)先經(jīng)過厭氧氨氧化活性培養(yǎng)一段時(shí)間的絮狀污泥混合物進(jìn)行培養(yǎng)，所加的陰陽離子樹脂具有吸附氨氮和亞硝態(tài)氮的作用，為細(xì)菌生長構(gòu)建不間斷的、高濃度的營養(yǎng)物質(zhì)。在2個(gè)月之內(nèi)成功批量培養(yǎng)厭氧氨氧化菌，此時(shí)NH4+和N0 2的去除率在95%以上。同時(shí)，根據(jù)污泥量和污泥對(duì)NH4+和N02的利用情況對(duì)進(jìn)水適時(shí)調(diào)整，有效促進(jìn)污泥的培養(yǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0008]本發(fā)明利用預(yù)先經(jīng)過厭氧氨氧化活性培養(yǎng)一段時(shí)間的絮狀污泥混合物進(jìn)行培養(yǎng)，反應(yīng)器為有效容積500ml的具軟塞的透明玻璃瓶。通過監(jiān)測(cè)并調(diào)整培養(yǎng)液水基質(zhì)濃度，為厭氧氨氧化菌的生長提供最好條件，以達(dá)到厭氧氨氧化菌快速生長的目的。培養(yǎng)過程操作簡單，可以進(jìn)行批量培養(yǎng)，增加生物總量。
[0009]本發(fā)明采用上述方法對(duì)經(jīng)過厭氧氨氧化活性培養(yǎng)一段時(shí)間的絮狀污泥混合物進(jìn)行培養(yǎng)的操作方法如下:1、預(yù)先經(jīng)過試驗(yàn)用的預(yù)先經(jīng)過厭氧氨氧化活性培養(yǎng)一段時(shí)間的絮狀污泥混合物為實(shí)驗(yàn)室自主培養(yǎng)的污泥，污泥為混合污泥，來源于多個(gè)污水處理廠或自然水域。取預(yù)先經(jīng)過厭氧氨氧化活性培養(yǎng)一段時(shí)間的絮狀污泥混合物100ml，加入陰陽離子樹脂共約100g。陰陽離子樹脂預(yù)先用循環(huán)自來水洗去表面雜質(zhì)，直至上清液澄清后，沉淀并棄去上清液，將樹脂混合加入500ml帶有軟塞的玻璃瓶中，劇烈搖晃，保證污泥與樹脂的完全混合。瓶體基于水浴培養(yǎng)，水溫控制在30-34°C之間。每24h測(cè)瓶內(nèi)混合液氨氮、亞硝態(tài)氮濃度和pH值。每48h進(jìn)水一次，進(jìn)水為高濃度氨氮、亞硝態(tài)氮和無機(jī)碳源溶液。隨時(shí)間增加氨氮、亞硝態(tài)氮的濃度。
[0010]2、采用NH/與N0 2濃度之比為1:1.3的進(jìn)水，控制進(jìn)水pH為7.8-8.0值之間，以預(yù)先經(jīng)過厭氧氨氧化活性培養(yǎng)的絮狀污泥混合物為培養(yǎng)污泥。培養(yǎng)初期進(jìn)水NH/-N濃度為100mg/L，N02 -N濃度為132mg/L，隨時(shí)間按比例增加NH/-N濃度和N02 -N濃度，每次NH/-N濃度增加20~40mg/L，N02 -N濃度增加26~52mg/L，至NH4+_N濃度增加到200mg/L，N02 -N濃度增加到264mg/Lo
實(shí)施例
[0011]本試驗(yàn)是利用20個(gè)500ml帶有軟塞的玻璃瓶中進(jìn)行的。污泥來源于多個(gè)污水處理廠或自然水域。污泥顏色為土黃色，無明顯氣味。取預(yù)先經(jīng)過厭氧氨氧化活性培養(yǎng)一段時(shí)間的絮狀污泥混合物100ml左右，加入到500ml可用軟塞封閉的玻璃瓶內(nèi)，加入陰陽離子樹脂約100ml，將塞子塞緊，劇烈搖晃保證污泥和陰陽離子樹脂混合均勻。加入150-200ml營養(yǎng)液，瓶體倒放，基于水浴培養(yǎng)，水溫控制在30-34°C之間為宜。每24h測(cè)瓶內(nèi)混合液氨氮、亞硝態(tài)氮濃度和pH值。每48h進(jìn)水一次，進(jìn)水后，保持瓶內(nèi)NH/-N濃度在100-120mg/L，N02 -N濃度在130-150mg/L，不宜過高，NaHC03濃度為1500-1800mg/L。隨時(shí)間增加氨氮、亞硝態(tài)氮的濃度。進(jìn)水為高濃度氨氮、亞硝態(tài)氮和無機(jī)碳源溶液。
[0012]采用NH/與N0 2濃度之比為1:1.3的進(jìn)水，控制進(jìn)水pH為7.8-8.0值之間，進(jìn)水由自來水配置，故不添加微量元素。培養(yǎng)過程隨時(shí)間按比例增加一次NH/-N和N02 -N濃度，每次NH/-N濃度增加20~40mg/L，N02 -N濃度增加26~52mg/L。增加濃度的時(shí)間按照污泥利用氨氮和亞硝態(tài)氮的速度控制。
[0013]前20天內(nèi)，NH/-N和N02 _N的去除量的比值在1.2-1.5之間波動(dòng)，對(duì)氨氮和亞硝態(tài)氮的利用會(huì)有較大差異，污泥產(chǎn)生的氣體較少；第20天至第40天，NH/-N和N02 -N的去除量比值在1.3-1.4之間，溶液pH保持穩(wěn)定，同時(shí)產(chǎn)生較多氣體，污泥有漂浮的現(xiàn)象；第40天到第60天，NH/-N和N02 -N的去除量比值在1.3-1.4之間，溶液pH穩(wěn)定，污泥產(chǎn)生大量氣體，污泥明顯有漂浮現(xiàn)象。污泥整體顏色由土黃色逐步過渡到棕褐色，最終顯現(xiàn)紅褐色，有些瓶在棕褐色泥的表面，可明顯看到紅色顆粒狀污泥，表明厭氧氨氧化菌培養(yǎng)成功。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于陰陽離子樹脂吸附的厭氧氨氧化菌培養(yǎng)方法，其特征在于培養(yǎng)方法如下: 厭氧條件下，將具有或可能具有厭氧氨氧化活性的污泥，與陰陽離子樹脂混合，放置于反應(yīng)器內(nèi)，加入一定濃度的培養(yǎng)液，在厭氧氨氧化菌適宜的培養(yǎng)條件下進(jìn)行培養(yǎng)和生產(chǎn)，按時(shí)間調(diào)整進(jìn)水培養(yǎng)液濃度，隔一段時(shí)間增加污泥量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，具有或可能具有厭氧氨氧化活性的污泥，其特征在于所利用的污泥來源廣泛，污泥種類廣泛，可以為經(jīng)過厭氧氨氧化培養(yǎng)的污泥、自然環(huán)境的污泥、污水處理廠各反應(yīng)器內(nèi)污泥等。
【專利摘要】本發(fā)明針公開了一種基于陰陽離子樹脂吸附營養(yǎng)基質(zhì)的厭氧氨氧化活性的污泥快速培養(yǎng)方法。厭氧條件下，將具有或可能具有厭氧氨氧化活性的污泥，與陰陽離子樹脂混合，放置于反應(yīng)器內(nèi)，加入一定濃度的培養(yǎng)液，在厭氧氨氧化菌適宜的培養(yǎng)條件下進(jìn)行培養(yǎng)和生產(chǎn)。按時(shí)間調(diào)整進(jìn)水培養(yǎng)液濃度，隔一段時(shí)間增加污泥量。陰陽離子樹脂吸附氨氮和亞硝態(tài)氮，與厭氧氨氧化菌結(jié)合緊密，保證厭氧氨氧化菌四周環(huán)境內(nèi)有足夠的養(yǎng)分。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：1）：培養(yǎng)易獲得大量厭氧氨氧化菌；2）：所利用的培養(yǎng)方式簡便。在2個(gè)月的時(shí)間內(nèi)得到高效脫氮的厭氧氨氧化絮體。
【IPC分類】C02F3/28
【公開號(hào)】CN105293693
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510832979
【發(fā)明人】張雁秋, 喬椋, 李燕
【申請(qǐng)人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日