[发明专利]一种污水脱氮处理系统中高密度厌氧氨氧化细菌富集的方法

说明书

本发明公开了一种污水脱氮处理系统中高密度厌氧氨氧化细菌富集的方法。该方法包括以下步骤：1)收集含有厌氧氨氧化细菌菌群的硝化污泥，配制活性污泥溶液；接种于富集培养基中，进行硝化驯化，至氨氮的转化率为不低于80％；2)将驯化后的污泥接种到反应器，并投加大孔聚氨酯填料以及基质氨氮和亚硝酸盐氮，进行低基质浓度启动厌氧氨氧化反应器；3)增加基质的加入量，进行中高基质浓度启动厌氧氨氧化反应器；4)继续增加基质的加入量，进行高密度厌氧氨氧化细菌的富集。本发明采用大孔聚氨酯填料能为厌氧氨氧化菌提供微氧环境，并能适应厌氧氨氧化菌聚团生长特性，有助于淘汰AOB和NOB等细菌，可以得到纯度较高、丰度较高的厌氧氨氧化细菌。

技术领域

本发明属于环境工程微生物技术领域，具体涉及一种污水脱氮处理系统中高密度厌氧氨氧化细菌富集的方法。

背景技术

大量氨氮排入水体会引起水体富营养化。目前，氨氮已经成为污染物总量控制的约束性指标，因此污水处理过程中氮素的去除越来越受到人们的重视。然而传统脱氮技术存在能耗物耗高、工艺流程较长，外加大量有机碳源等缺点，所以开发低能耗物耗的脱氮技术成为水污染治理领域研究的热点。

ANAMMOX现象的发现是近年来环境科学领域的重大发现，使人们重新认识和完善了全球的氮循环过程。厌氧氨氧化菌是一种化能自养细菌，能在无需曝气、无需外加碳源的条件下发挥脱氮作用，若将其应用到污水生物脱氮技术之中，不仅可以节省电耗和能耗，而且该技术能够减少温室气体排放量，不产生剩余污泥，与其他厌氧技术耦合后还能产生电能，为污水处理可持续发展做出贡献。

ANAMMOX菌(厌氧氨氧化菌)在自然界中分布十分广泛，目前在人工废水处理系统、湿地、稻田等自然生态系统以及海洋生态系统等都发现了ANAMMOX菌。另外，很多研究也表明ANAMMOX过程在全球氮循环生态系统中发挥着重要作用(对于海洋生态系统的氮损失超过50％的贡献)。

厌氧氨氧化菌的富集存在很多难点，比如厌氧氨氧化菌的世代周期长达11d，ANAMMOX菌的细胞产率为0.066mol C/mol NH₄⁺，对外界环境条件非常严苛，人们至今只能通过分析ANAMMOX菌的混培物来分析ANAMMOX菌，不能通过纯培养而得到ANAMMOX菌株，厌氧氨氧化菌具有群感效应，必须富集到一定丰度才能发挥作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用大孔聚氨酯填料在污水脱氮处理系统中高密度厌氧氨氧化细菌富集的方法。

本发明所提供的污水脱氮处理系统中高密度厌氧氨氧化细菌富集的方法，包括以下步骤：

1)收集含有厌氧氨氧化细菌菌群的硝化污泥，配制活性污泥溶液；将所述活性污泥溶液接种于厌氧氨氧化细菌的富集培养基中，进行硝化驯化，至氨氮的转化率不低于80％；

2)将驯化后的污泥接种到反应器，并向所述反应器中投加大孔聚氨酯填料以及氨氮和亚硝酸盐氮，然后对所述反应器进行低基质浓度启动厌氧氨氧化反应器，同时所述大孔聚氨酯填料进行挂膜生长；

3)增加氨氮和亚硝酸盐氮的加入量，对步骤2)的反应器进行中高基质浓度启动厌氧氨氧化反应器；同时增加所述反应器中大孔聚氨酯填料的投加率；

4)继续增加氨氮和亚硝酸盐氮的加入量，对步骤3)的反应器进行高密度厌氧氨氧化细菌的富集。

上述方法所述步骤1)中，含有厌氧氨氧化细菌菌群的硝化污泥取自北京市某污水处理厂的曝气池，厌氧氨氧化细菌的基因丰度具体为(7.76±0.25)×10⁶copies·g^-1干泥。所述活性污泥溶液中污泥的浓度为5000～5500mg/L。