[发明专利]利用膜生物反应器富集培养厌氧氨氧化细菌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种富集培养厌氧氨氧化细菌的方法。

背景技术

生物脱氮技术在近20年来得到了飞速发展，已广泛应用于生产实践中。应用最多的依然是传统的消化反硝化工艺，但传统工艺存在诸多问题，如流程较长，占地面积大，基建投资高；为获得较高的污泥浓度和脱氮效率，需进行污泥回流和硝化液回流，增加了动力费用；加碱中和硝化过程中产生酸度，反硝化过程外加碳源，增加了运行成本；活性污泥抗冲击负荷能力弱；可能造成二次污染等。

因此，寻求低能耗、高效率的新型脱氮技术势在必行。在新型的生物脱氮工艺中，厌氧氨氧化工艺优势显著而备受关注。与传统工艺相比，它能够节省62.5％的曝气量和50％的耗碱量，并且无需投加有机碳源，大大节省了动力费用和减小了运行成本；另外，由于厌氧氨氧化的细胞产率远远低于反硝化菌，厌氧氨氧化工艺的污泥产量只有传统脱氮过程的15％，大量减轻剩余污泥的处理和处置，减少了污染。

厌氧氨氧化工艺面临的最大问题是：厌氧氨氧化细菌生长缓慢，世代时间长，倍增时间达11天，细胞产率低，为0.11gVSS/gNH₄⁺-N，导致厌氧氨氧化反应器的富集时间很长，一般在1～1.5年，厌氧氨氧化细菌的富集效率低。对于生长缓慢的菌种，保持其在反应器中的浓度对于顺利富集至关重要，也就是说，反应器截留污泥的能力往往决定能否成功富集厌氧氨氧化过程。利用膜生物反应器能使泥水完全分离，使水力停留时间(HRT)与污泥龄的彻底分离的特点，把膜生物反应器和厌氧氨氧化工艺相结合，开发出外置式厌氧膜生物反应器来实现厌氧氨氧化的脱氮过程。

发明内容

为了解决现有厌氧氨氧化工艺所面临的厌氧氨氧化反应器富集时间长，厌氧氨氧化细菌富集效率低的问题而提供了利用膜生物反应器富集培养厌氧氨氧化细菌的方法。

本发明利用膜生物反应器富集培养厌氧氨氧化细菌的方法，该方法利用膜生物反应器作为富集反应器培养厌氧氨氧化细菌按以下步骤实现：一、向膜生物反应器进水箱中加入模拟污水培养基，取城市污水厂A/O工艺缺氧生化池污泥，取污泥时缺氧生化池温度为16～20℃，污泥在室温环境下厌氧保存3～5天，然后将污泥接种于膜生物反应器厌氧罐中，污泥的接种条件为总悬浮固体浓度9920～9940mg/L，挥发性悬浮固体浓度为4300～4340mg/L，接种量为2～4L；二、接种后在膜生物反应器中进行富集培养，富集培养条件如下：控制厌氧罐内温度为34～36℃，进水时pH值为7.5～8.5，进水时溶解氧为0.06～0.09mg/L，厌氧罐内pH值为7.0～8.0，厌氧罐内的溶解氧为0～0.01mg/L，水力停留时间为2天，污泥在膜组件中平均停留时间为1.4～1.6min，进水时总有机碳为0～0.01mg/L，厌氧罐内总有机碳为18～20mg/L；富集培养模式为采取排泥之后静沉-排上清液的培养模式或未采取排泥之后静沉-排上清液的培养模式，培养至模拟污水培养基中氨氮和亚硝酸盐氮被同时完全去除时，即完成利用膜生物反应器富集培养厌氧氨氧化细菌；其中步骤一中模拟污水培养基是将(NH₄)₂SO₄、NaNO₂、NaNO₃、KHCO₃、KH₂PO₄、MgSO₄·7H₂O、CaCl₂·2H₂O、Fe₂(SO₄)₃、EDTA、ZnSO₄·7H₂O、CuSO₄·5H₂O、MnCl₂·4H₂O、NiCl·6H₂O、CoCl₂·6H₂O、H₃BO₄、NaCeO₄·10H₂O和NaMoO₄·2H₂O溶解于水中配制培养基，其中(NH₄)₂SO₄ 132～1980g/L，NaNO₂ 69～2070g/L，NaNO₃ 0～2550g/L，KHCO₃ 1000g/L，KH₂PO₄10g/L，MgSO₄·7H₂O 60g/L，CaCl₂·2H₂O 5g/L，Fe₂(SO4)₃ 6.25g/L，EDTA 6.25g/L，ZnSO₄·7H₂O 430g/L、CuSO₄·5H₂O 250g/L、MnCl₂·4H₂O 990g/L、NiCl·6H₂O 190g/L、CoCl₂·6H₂O 240g/L、H₃BO₄ 14g/L、NaCeO₄·10H₂O 210g/L和NaMoO₄·2H₂O 220g/L，煮沸除氧。