[发明专利]一种厌氧氨氧化菌的富集装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于环境生物技术领域，尤其涉及一种厌氧氨氧化菌的富集装置及方法。

背景技术

厌氧氨氧化菌是一种新发现的厌氧自养型细菌，它能够将氨氮和亚硝氮按1：1.32的比例转化成氮气。厌氧氨氧化菌具有特殊的细胞结构和生理特征，它的科研价值和开发价值俱佳，倍受生物界和环境工程界的关注。

传统的生物脱氮工艺主要包括硝化和反硝化两个阶段，这两个过程独立运行，需要在不同的反应构筑物内进行，硝化阶段硝化菌需要大量的氧气将氨氮转化为亚硝氮，进一步转化为硝酸盐氮，反硝化阶段微生物还原硝酸盐需要一定的有机物，而且在处理过程中总氮负荷低，因此传统的生物脱氮工艺，处理高氨氮废水难度大，而且浪费能量，处理费用高。厌氧氨氧化工艺是厌氧氨氧化菌在缺氧或厌氧的环境下，以亚硝酸氮为电子受体，以氨氮为电子供体，将两者转化为氮气的过程，过程中不需要投加有机物，以二氧化碳或碳酸盐为碳源，并具有更高的总氮负荷，节约了处理成本及占地面积，处理过程也更环保，是一种低能耗生物脱氮的新思路。

但是，厌氧氨氧化菌生长缓慢，倍增时间长，对氧敏感，但是氧分压过高，厌氧氨氧化菌的活性或受到抑制。且厌氧氨氧化菌对铵盐及亚硝酸盐基质的亲和力常数较低，基质浓度过高会抑制其生长。因此，造成厌氧氨氧化反应器启动缓慢，较难实现纯种培养，厌氧氨氧化菌损失率高，其工艺应用受到限制。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供了一种厌氧氨氧化菌的富集装置及方法，结构简单，高效的实现了厌氧氨氧化菌的富集，培养的厌氧氨氧化菌损失率小，利用水循环，自动实现了温度的均匀化，达到节能减排的效果。

对此，本发明的技术方案为：

一种厌氧氨氧化菌的富集装置，包括装置本体，所述装置本体的上部设有填料层，所述填料层的下方为厌氧氨氧化菌的富集区，所述厌氧氨氧化菌的富集区设有加热装置；所述装置本体的下部设有进水管，所述进水管与外部进水系统连接；所述装置本体在填料层或填料层以下设有回流出水管，所述回流出水管与进水管连接，所述装置本体在回流出水管的上方设有排水管。

采用此技术方案，在装置本体的上部设置填料层，水从底部向上流动时经过填料层，厌氧氨氧化菌受到填料层的阻挡，不会随着水流走，停留在填料层的下部，从而使得培养的厌氧氨氧化菌损失率大大减小；另外，采用内部直接对水进行加热，利用水循环，自动实现了温度的均匀化，达到节能减排的效果。

进一步优选的，所述填料为软性填料。

作为本发明的进一步改进，所述进水管通过进水泵与水箱连接。

作为本发明的进一步改进，所述回流出水管通过回流泵与进水管连接。采用此技术方案，稀释了进水口处氨氮、亚硝酸氮浓度，使反应器达到更高的总氮去除负荷。

进一步优选的，所述装置本体的上部设有排水口，所述排水口的高度高于回流出水管的出水口高度。

作为本发明的进一步改进，所述加热装置为加热棒，所述加热棒从装置本体的顶部向下穿过填料层。采用此技术方案，结构简单，便于安装；采用内部直接对水进行加热，利用水循环，达到节能减排的效果。

作为本发明的进一步改进，所述加热装置为设置在所述装置本体内的电加热器。

作为本发明的进一步改进，所述进水管设在所述装置本体的底部。采用此技术方案，水的回流，自动实现了温度的均匀化，且水从底部向上回流，使得本装置没有死角的地方，提高了效率。

作为本发明的进一步改进，所述填料层的高度为所述装置本体高度的1/4～1/3。采用此技术方案，在保证足够大的富集空间的同时，减少了厌氧氨氧化菌的流失，实现了厌氧氨氧化菌的高效富集。

作为本发明的进一步改进，所述装置本体为圆筒形，所述装置本体的顶部开口，所述装置本体的下部为漏斗形。

作为本发明的进一步改进，所述装置本体的圆筒直径为10cm，所述装置本体的高度为90cm。

作为本发明的进一步改进，所述填料层的高度为30cm。

作为本发明的进一步改进，所述填料层顶部与装置本体的顶部的距离为2～4cm。

作为本发明的进一步改进，所述加热装置的加热温度为30～45℃。进一步优选的，所述加热装置的加热温度为35℃。

作为本发明的进一步改进，所述装置本体的材质为有机玻璃。采用此技术方案，整个装置为透明材质，便于观察装置内部的情况。

本发明还提供了一种厌氧氨氧化菌的富集方法，采用如上所述的厌氧氨氧化菌的富集装置，包括以下步骤：