[发明专利]一种厌氧氨氧化混培物包埋固定化方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程、水污染控制及生态修复工程领域，特别涉及一种固定化厌氧氨氧化过程的实现。

背景技术

1990年，荷兰Delft工业大学的Kluyver生物技术实验室首次发现了厌氧氨氧化现象，并很快成为全世界水处理领域的研究热点。与传统硝化-反硝化生物脱氮方法相比，厌氧氨氧化工艺具有以下优点：厌氧氨氧化菌为自养菌，无需外加有机物作为电子供体，既可节省费用，又可以防止二次污染；在厌氧氨氧化反应中，只需要将氨氧化成亚硝酸盐，相比较传统硝化-反硝化工艺，耗氧量下降62.5％，因此大大降低了供氧能耗；传统硝化-反硝化过程中需要投加酸碱药剂，而厌氧氨氧化反应为近中性反应，生物产酸量很低，因此可以节省中和药剂费用；由于厌氧氨氧化菌生长缓慢，所以污泥产量极少，可以大大节约污泥处理处置费用。厌氧氨氧化技术能有效克服传统生物脱氮工艺的缺点，因此在废水生物脱氮领域具有良好的开发应用前景。

但是，已有成果表明，ANAMMOX混培物是ANAMMOX菌、厌氧菌、兼性菌和好氧菌组成的复杂微生物共生体系，且在高细胞浓度下才具有活性。ANAMMOX活性微生物生物量的积累非常缓慢，产率系数低，活性易受氧抑制，生长缓慢且较难培养。可见，如何获得足够量ANAMMOX混培物是实现并维持稳定的厌氧氨氧化过程的主要技术瓶颈，因而对新型高效厌氧氨氧化生物脱氮来说，ANAMMOX混培物就具有了巨大的技术与商业价值。与此同时，在反应器运行过程中，保持ANAMMOX污泥不流失，同样是重要的技术关键。对于运行条件严苛的厌氧氨氧化过程，如果采用普通的活性污泥法回流技术来保持其生物量，将导致ANANMMOX混培物的破坏以及对反应器条件的冲击，而且仍将使宝贵的ANAMMOX混培物流失。特别是在有机废水的厌氧安氧化过程中，异养菌生长快于自养菌，自养的ANAMMOX菌会因能量利用上的劣势而被淘汰，即便采用ASBR反应器也难免污泥流失。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于利用固定化微生物技术，使微生物在固定区域具有较高的密度，减轻或消除ANAMMOX混培物生物量的流失，提高反应速度，同时便于培养优势微生物种群，提高处理过程的稳定性，减少或消除副反应的发生的厌氧氨氧化混培物包埋固定化方法。

为了达到上述目的，本发明通过以下方案来实现：

一种厌氧氨氧化混培物包埋固定化方法，于包括以下步骤和工艺条件：

(1)包埋剂的获取：，称取聚乙烯醇和海藻酸钠，制成溶液，按照质量百分比计，聚乙烯醇的浓度6％～10wt％，海藻酸钠的浓度为1％～2wt％，搅拌均匀，制成混合包埋剂；

(2)包埋剂与污泥混合：将厌氧氨氧化污泥经过pH为6～8的磷酸缓冲液清洗后离心，与包埋剂混合均匀；以质量份数计，包埋剂和污泥的混合比例为1～2∶1；

(3)固定化厌氧氨氧化小球的获取：将污泥与包埋剂的混合液逐滴加入过量的4～6wt％CaCl₂溶液，在密封冷冻条件下交联8～24小时后即可得到固定化厌氧氨氧化小球；清洗后冷藏备用；

(4)固定化厌氧氨氧化小球的活化：在处理污水之前，固定化小球先需活化培养5～8天。

所述固定化厌氧氨氧化小球粒径为3～5mm。

所述固定化小球活化培养是指在25～35℃温度范围内，采用目标废水批式培养5～10天，使固定化微生物的活性得到充分恢复和驯化。

本发明按照一定比例和浓度配制聚乙烯醇(PVA)与海藻酸钠(SA)的混合溶液作为包埋剂，将厌氧氨氧化污泥经过磷酸缓冲液清洗后离心，使之与包埋剂混合均匀，用蠕动泵将混合液逐滴加交联剂溶液，在特定条件下交联得到固定化厌氧氨氧化小球。固定化小球清洗后冷藏备用。在处理污水之前，固定化小球先需活化培养1周左右时间。所处理的污水中亚硝酸盐浓度不得高于280mg/L，否则对厌氧氨氧化混培物具有抑制作用。