[发明专利]一种确定污水处理硝化反硝化生物膜最适保存温度的方法

说明书

本发明公开了一种快速启动硝化反硝化生物膜污水处理的方法，属于环境工程技术领域。本发明方法预先将硝化反硝化生物膜培养成熟，置于保存基质中在最适保存温度下进行保存，并基于流式细胞术数小时内快速测定最适保存温度，测试数据经活性恢复后细胞活性状态和性能效果验证可靠，省略了硝化反硝化生物膜重新于生物反应器中接种10‑30d过程。本发明方法能够快速启动硝化反硝化生物膜污水处理，简化硝化反硝化生物膜微生物活性恢复过程，使污水处理厂氨氮和总氮指标短时间内超过90％和80％，同时实现节能降耗的效果，具有非常高的工业化可行性。

技术领域

本发明涉及一种快速启动硝化反硝化生物膜污水处理的方法，属于环境工程技术领域。

背景技术

随着污水处理排放标准的提高，污水处理厂提标改造工程日益增多，但提标改造工程往往需要占用大量土地，增加投资和建设成本，进而严重影响污水处理厂的节能降耗效果。因此，基于污水处理构筑物，于原址提升污水处理效能的硝化反硝化技术被日益重视和推广应用。污水处理的难点在于氨氮和总氮的达标排放，基于硝化反硝化生长的生物膜根据其生物膜厚度，可以在膜内形成溶解氧浓度梯度，即生物膜表面呈好氧状态，生物膜内部呈缺氧状态，因此，生物膜可实现同步硝化反硝化作用，对污水中氨氮和总氮的去除具有重要意义。

但是工程实例中硝化反硝化生物膜的成膜周期相对较长，(约30-40d)，对水力条件要求较高，如果可以将硝化反硝化生物膜培养成熟并予以保存，则可以有效帮助准备采用硝化反硝化生物膜技术进行提标改造的污水处理厂在较短时间内启动运行，并使污染物达标排放。温度是影响微生物活性最重要的参数，确定最适于硝化反硝化生物膜保存的温度，有助于简化硝化反硝化生物膜微生物活性恢复过程，缩短硝化反硝化生物膜工程化应用启动时间，实现快速启动硝化反硝化生物膜污水处理、节能降耗效果。但现有方法对于最适保存温度的确定需要将硝化反硝化生物膜重新接种于生物反应器中，约需10-30d才能确定硝化反硝化生物膜活性恢复的效果，成为制约硝化反硝化生物膜工程化应用的关键所在。

发明内容

为了简化硝化反硝化生物膜微生物活性恢复过程，快速启动硝化反硝化生物膜污水处理，使污水处理厂氨氮和总氮指标短时间内达到排放标准，同时实现节能降耗的效果。本发明基于流式细胞术对不同温度条件下保存的硝化反硝化生物膜的细胞活性状态进行表征，通过硝化反硝化生物膜活性恢复效果和污泥微生物活性恢复后细胞活性状态，对流式细胞术的表征结果进行验证，最终建立基于流式细胞术的确定硝化反硝化生物膜最适保存温度的方法，为污水处理厂高标准污染物排放与节能降耗运行提供技术支撑。

本发明的发明目的是提供一种快速启动硝化反硝化生物膜污水处理的方法，所述方法是预先将硝化反硝化生物膜培养成熟，置于保存基质中在最适保存温度下进行保存，活性恢复后即可用于污水处理；所述最适保存温度是利用流式细胞术确定。

在本发明的一种实施方式中，所述流式细胞术确认最适保存温度是通过对硝化反硝化生物膜的细胞活性状态进行测定，对比不同温度保存的硝化反硝化生物膜与生化反应池中硝化反硝化生物膜的细胞活性状态的测定结果，以最接近生化反应池中硝化反硝化生物膜的细胞活性状态时的保存温度作为最适保存温度。

在本发明的一种实施方式中，所述硝化反硝化生物膜细胞活性状态测定包括活细胞、凋亡早期细胞、凋亡晚期细胞和死细胞的含量测定。

在本发明的一种实施方式中，所述流式细胞术确认最适温度的步骤包括：(1)硝化反硝化生物膜测试样液的制备：用缓冲液稀释硝化反硝化生物膜样品，震荡均匀后，过滤、离心，留用上清液，使用预冷磷酸盐缓冲液吹洗细胞，重复离心和清洗两次，再取上清液作为样品，使用适量10x Annexin V Binding Buffer混匀制得；(2)置于流式细胞仪测定各样液的细胞活性状态。

在本发明的一种实施方式中，所述缓冲液选用磷酸盐缓冲液。