[发明专利]反硝化生物反应器的快速启动方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理，尤其涉及一种反硝化生物反应器的快速启动方法。

背景技术

由于人类生产生活活动的日益频繁，大量的氮排入自然水体，造成水体的富营养化。目前我国境内的各大中型湖泊、水库等大多面临着严重的富营养化问题。自然界中的氮化合物是以有机氮化合物、氨态氮、硝态氮以及气态氮的形式存在的。经过一系列自然的或者人工强化的生物转化过程，氮排入自然水体前后大多以硝态氮(主要是硝酸盐氮)的形式存在。硝态氮的过量存在不仅是水体富营养化的主要原因之一，而且对人类健康和水生生物的生存造成极大威胁。研究表明，饮用水源中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的总浓度与癌症死亡率呈正相关。硝酸盐含量过高会干扰机体对维生素A的利用，导致维生素A缺乏症，并且可致血质下降，抑制中心迷走神经，使得心动过速。更为重要的是，在人体中硝酸盐可在硝酸还原菌的作用下会被还原为亚硝酸盐，对人体产生更严重的毒害作用。如与人体内蛋白质分解产生的仲胺类物质在胃内合成亚硝胺类物质，对消化系统具有强烈的致癌作用，亚硝酸盐还易引起婴幼儿高铁血红蛋白症等。

因此，氮污染水的脱氮是迫切需要解决的水环境问题之一。

为了克服传统的反硝化工艺因添加外加有机物而导致的二次污染的问题，自养反硝化脱氮工艺成为研究热点，由于其以无机物作为电子供体，无需外加有机碳源，有效避免了可能造成的二次污染问题，运行费用较低。而且，自养反硝化过程中污泥产量小，因而污泥的处理量和处置费用也低。但自养反硝化目前尚无实际应用的先例，主要的瓶颈在于：自养反硝化菌生长较慢，反应器的启动过程需要较长的时间。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种反硝化生物反应器的快速启动方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种反硝化生物反应器的快速启动方法，包括以下步骤：

1)从实验用硫自养反硝化生物反应器分离得到一组硫自养反硝化菌；

2)将步骤1)所得硫自养反硝化菌置于培养液中扩大培养；

3)以活性碳或陶粒为吸附载体，将扩大培养后的硫自养反硝化菌混合体固定在载体上，接种至反硝化生物反应器中，实现反硝化生物反应器的快速启动。

所述一组硫自养反硝化菌为脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)，分别命名为ZOWYS-y-3、ZOWYS-y-4、ZOWYS-y-5、ZOWYS-ws-1和ZOWYS-ss-3；所述ZOWYS-y-3的基因片段的序列如SEQ ID NO.1所示，所述ZOWYS-y-4的基因片段的序列如SEQID NO.2所示，所述ZOWYS-y-5的基因片段的序列如SEQ ID NO.3所示，所述ZOWYS-ws-1的基因片段的序列如SEQ ID NO.4所示，所述ZOWYS-ss-3的基因片段的序列如SEQ ID NO.5所示。

所述培养液的组成为：NaNO₃：0.61g/L；Na₂S₂O₃·5H₂O：1.50g/L；NaHCO₃：0.67g/L；KH₂PO₄：0.03g/L；MgCl₂·6H₂O：0.06g/L；痕量元素混合液：0.1mL/L；培养与生长温度为20-30℃；采用密闭容器，间歇性搅拌。

所述活性碳的粒径为1-2mm，所述陶粒的粒径为4-7mm。

所述痕量元素混合液的组成为KCl：75g/L；NH₄Cl：85g/L；MgSO₄·7H₂O：25g/L；FeCl₃·6H₂O：42g/L；CoCl₂·6H₂O：1.8g/L；NiCl₂·6H₂O：1.8g/L。

本发明具有以下的优点和特点：

1.相对于传统的异养反硝化方法，硫自养反硝化具有无需添加碳源、无二次污染、脱氮效率高的优点。

2.可快速培养大量特异性硫自养反硝化功能菌，大大加快反应器的启动。

3.培养液组成简单，价格低廉，培养条件容易满足，适合于较大规模的低成本培养。

具体实施方式

本发明的反硝化生物反应器的快速启动方法，包括以下步骤：

1)从实验用硫自养反硝化生物反应器分离得到一组硫自养反硝化菌；