[发明专利]一种耐低温异养同步硝化反硝化菌剂的富集及其污水缺氧脱氮应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐低温异养硝化好氧/缺氧反硝化菌剂的富集及缺氧条件下废水处理中的应用。该菌剂不仅能在低温条件下（10℃）正常的生长繁殖，同时还能在缺氧条件下通过同步硝化反硝化作用显现很好的总氮去除效果。 

背景技术

我国水体富营养化问题突出。污水中过量的氮磷排放会加剧受纳水体的富营养化、溶解氧的降低；一些藻类的生长会释放毒素，加重水质恶化，导致水体生物的大量死亡。针对城镇污水中脱氮除磷问题的研究已有很多，但关于低温条件下高效脱除总氮的问题仍未解决。 

水体中总氮的生物去除主要是依靠两大类脱氮微生物得以实现。硝化过程中，主要由将氨氮转换为亚硝氮的氨氧化细菌和将亚硝氮转化为硝氮的亚硝氮氧化细菌；反硝化细菌则将硝态氮转化为亚硝态氮，进而转变成气态氮。大部分脱氮细菌在低温条件下生长繁殖速率和活性都会大幅降低，硝化和反硝化作用的效果也会逐渐恶化。由于我国多数地区处于温带，一年四季冷暖分明。因此，在寒冷的冬季，很多污水处理厂内的功能菌群效能低下，氨氮和硝氮去除效果低下，导致出水总氮偏高，很难满足排放标准。因此，低温条件下总氮去除问题的亟待解决。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有耐低温特性的异养硝化好氧/缺氧反硝化菌剂的富集及缺氧条件下废水处理中的应用。 

现有技术中中等以上规模的污水处理厂内都配备有低温实验室，因此在处理合成污水的普通反应器中都会含有极少量或者微量的耐低温异养硝化好氧/缺氧反硝化菌，只不过由于含量极低，难以规模化使用，同时采用普通方法难以大量富集。本发明提供一种使其富集、强化的方法。本发明按照如下步骤进行：（1）异养硝化好氧/缺氧反硝化菌剂的富集：在10℃低温条件下采用含有机碳的氨氮和硝氮混合污水，通过第一阶段好氧和第二阶段缺氧进行驯化，富集耐低温异养硝化好氧反硝化菌群；（2）缺氧同步硝化反硝化菌剂低温下总氮去除能力测定：在富集过程的同时监测异养硝化好氧反硝化菌剂的在缺氧条件下的脱氮能力，及其能力变化和稳定的过程。 

本发明耐低温高效缺氧脱氮菌剂的获得，不仅使得冬季污水处理厂的总氮出水超标 问题得以解决，还具有以下的优势： 

（1）该异养硝化好氧/缺氧反硝化菌剂在低温缺氧条件同步硝化反硝化率非常高。最高反硝化比降解速率可达32.93mg NO₃^--N/(g SS·h)，远远超出一般文献中耐低温纯菌和菌剂的反硝化效果；同时，低温条件下硝化效果优良，7h内总氮去除率为93%。 

（2）在10℃条件下总氮去除率高达35.54mg N/(g SS·h)，总氮出水能达到国家一级A标准。高比降解速率确保了后续实际运用时只需添加少量菌剂即可达到好的总氮出水水质，同时脱氮效果稳定。 

（3）该菌剂营养型为异养型，在低温条件下生长迅速，能够快速增殖，从而减少初始成本和投加量。 

（4）该菌剂内主要菌群为异养硝化好氧反硝化菌，菌剂在低温下易保存，广泛适用于缺氧条件下总氮的去除。 

（5）本发明适用于我国冬季期间各种废水的氨氮、硝氮和总氮去除，应用前景广阔，具有较高的社会效益。 

以下结合具体实施方式对本发明进行详细描述。本领域的普通技术人员可以理解，实施例仅仅是举例说明的目的，本发明的范围并不以具体实施方法为限，而是由权利要求的范围加以限定。 

附图说明

附图1低温条件下异养硝化好氧/缺氧反硝化菌剂缺氧富集驯化5L SBR示意图，其中1为进水池，2为进水泵，3为SBR反应器，4为气体流量计，5为搅拌器，6为曝气泵，7为电磁阀。 

附图2 250mL摇瓶好氧富集的耐低温异养硝化好氧/缺氧反硝化菌剂在缺氧条件下同步硝化反硝化效果 

附图3 5L SBR缺氧富集的耐低温异养硝化好氧/缺氧反硝化菌剂在缺氧条件下同步硝化反硝化效果 

具体实施实例 

实施例中各种污染物的监测分析方法参考《水和废水监测分析方法》（第四版，中国环境科学出版社，2002）。温度和溶解氧通过便携式溶氧测定仪（YSI550A，USA）进行测定。污泥浓度（MLSS）和挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）根据重量法测定。 

实施例中使用的各种单位，统一采用国家标准。 

实施实例1：耐低温异养硝化好氧反硝化菌剂的富集