[发明专利]一种亚硝酸菌群的培养方法及含氨氮废水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种亚硝酸菌群的培养方法，培养的硝化菌群添加到污水处理 厂曝气池直接用于生活污水或工业污水中氨氮的去除，或直接用于短程硝化与 反硝化的工艺过程。

背景技术

废水生物脱氮目前主要采用活性污泥法。但由于硝化菌生长缓慢，为避免 其流失，取得较好的脱氮效果，往往要求污泥在反应器中停留很长时间，即需 要很大的曝气池，从而限制了活性污泥系统的处理能力。虽然硝化菌几乎存在 于所有生物处理系统中，但是硝化菌的自身生物特性与传统生化处理工艺存在 矛盾：一是硝化菌增长速率缓慢，传统生化处理工艺泥龄相对较短；二是硝化 菌是自养菌，废水BOD₅/TKN的值越高，硝化菌所占比例越低；三是NH⁺₄-N 和NO^-₂-N本身对硝化菌的毒性作用。因此，普通好氧硝化过程，微生物能承 受的氨氮浓度和有机物浓度是非常低的。要用于处理污水，须筛选出生长速率 高、硝化作用强的硝化细菌。

硝化细菌研究中的种种困难起始于将其从纯培养中分离出来。就是采用严 格无机培养的平板法，也并不适于从自然环境中直接将其分离出来，因为即使 自接种物中引入的有机物质也能使异养的污染微生物生长。自养硝化菌最成功 的分离是预先采用了一系列广泛而仔细的增富步骤(Belser，L. W.，and E.L. Schmidt.1978.Diversity in the ammonia-oxidizing nitrifier population of a soil. Appl.Environ.Microbiol.36：584-588)。硝化细菌一经分离，其生长就缓慢，且 产量也低。污水中硝化细菌的浓度与硝化速率成正比，故提高硝化细菌的浓度 对生物脱氮具有十分重要的意义。中国专利200710010383.0中即提供了一种通 过逐步提高基质中氨氮浓度的方法富集活性污泥中的硝化菌的方法，得到了富 含硝化细菌且价格低廉的活性污泥样品。金志刚等人认为当温度为30℃、pH 值＝6.5-8.0、DO＞2mg/L时，经过12-13周的富集培养，污泥中硝化菌浓度可达 2.0×10⁸(MPN)/g(MLSS)，是未经富集污泥中硝化菌浓度的12.5-20倍(金志刚， 何群彪，何群彪.硝化细菌富集技术分析及方法研究.1998，上海环境科学，17 (8)：10-19)，但并没有区分硝化菌和亚硝化菌。

目前普遍采用的生物脱氮技术是借助硝化菌和反硝化菌的生理功能，将污 水中各种形态的氮元素最终转化为气态氮。典型的传统生物脱氮工艺是A/O 法、A/A/O法。尽管这些工艺在污水脱氮方面起到了重要作用，但仍然存 在着以下问题：①系统总水力停留时间较长，有机负荷较低，增加了基建投 资费用；②氨氮完全硝化要消耗大量溶解氧，增加了曝气充氧的动力费用； ③反硝化过程中作为电子供体的有机碳源不足时需补充投加，增加了药剂投 加费用。

从硝化过程来看，氨氮(NH₃-N)被氧化成亚硝酸盐氮(NO₂-N)和硝酸 盐氮(NO₃-N)是由两类独立的细菌完成的两个不同反应，应该可以分开。这 两类细菌的生理特征也有明显的差异。对于反硝化过程，无论是NO₂-N还是 NO₃-N均可以作为最终电子受体。因而整个生物脱氮过程可以通过NH₃-N转 化为NO₂-N再转化为N₂的途径完成。短程硝化反硝化生物脱氮技术，又称亚 硝酸型生物脱氮技术，就是将硝化过程控制在NO₂-N阶段而终止，随后进行 反硝化。与传统生物脱氮技术相比，短程硝化-反硝化生物脱氮技术具有以下 优点：①缩短水力停留反应时间；②降低硝化过程耗氧量；③减少反硝化 过程所需有机碳源；④减少剩余污泥产量。因此，短程硝化-反硝化生物脱氮 技术已成为污水生物脱氮领域的一个新的研究热点。