[发明专利]一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法

说明书

一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法，属于水处理技术领域。以含有厌氧氨氧化菌的活性污泥为接种污泥，通过基于反应速率调节流加速率的方法实现厌氧氨氧化菌的富集培养。本发明所获得的厌氧氨氧化菌在总细菌中占有数量优势，可以实现厌氧氨氧化途径的高总氮去除速率。

技术领域

本发明属于水处理领域，特别涉及一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法。

背景技术

传统污水生物处理工艺以硝化-反硝化实现生物脱氮，需消耗大量能源供给曝气，致使运行费用偏高；城市污水碳氮比(C/N)普遍较低，碳源缺乏成为反硝化的限制因素，需要额外投加碳源以保证脱氮效果因而增加处理费用。国内外现状普遍显示能耗问题已成为整个污水处理领域进一步发展的瓶颈。

厌氧氨氧化(ANAMMOX)技术具有耗氧量少、污泥产量低、无需外加有机碳源和无二次污染等优势，降低水处理能耗和费用，具有广阔的发展前景和实际应用价值。厌氧氨氧化菌(AnAOB)在厌氧条件下以NO₂^-为电子受体，将NH₄⁺直接氧化为N₂，此过程是自养反应，该过程无需氧气和有机碳源、污泥产量低，因而随着在生物反应器发现厌氧氨氧化作用到工程应用，该技术逐渐成为未来生物脱氮的重要应用形式。然而厌氧氨氧化菌生长缓慢(35℃时，倍增时间约10～12天)、细胞产率极低、厌氧氨氧化菌细胞密度达到10¹⁰个/mL以上时才能显现活性。污水处理系统活性污泥中功能菌浓度和活性与反应速率成正比，直接影响污水处理效果，因此实现高密度厌氧氨氧化菌富集成为工程应用的前提，对于厌氧氨氧化技术的推广具有重要意义。

有研究表明厌氧氨氧化菌生长最适温度为30～35℃，最适pH范围为7.5～8.3，氧和有机物等的存在会对其生长产生不利影响，因此通常采用不添加有机物的人工配水进行厌氧氨氧化菌富集培养，已证实培养物可应用于实际污水处理系统。NH₄⁺-N和NO₂^--N是厌氧氨氧化反应的底物，NH₄⁺-N和NO₂^--N理论比为1∶1.32，浓度过高会对反应造成抑制，NO₂^--N抑制作用相对较强。研究表明NH₄⁺-N浓度低于500mg/L，不会造成抑制影响；而NO₂^--N浓度达到400mg/L，即会抑制50％的厌氧氨氧化活性；生成物NO₃^--N浓度高于500mg/L，也会产生抑制影响。另有研究认为游离氨(FA)是抑制产生的主要原因，FA浓度达到13～90mg/L时，对厌氧氨氧化反应产生抑制。

针对上述问题，开发出一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法，可以获得在总细菌中占有数量优势的厌氧氨氧化菌，同时实现厌氧氨氧化途径的高总氮去除速率，为进行工业化厌氧氨氧化菌富集培养提供指导，在水处理生物脱氮领域具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于开发出一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法，利用该方法富集培养的厌氧氨氧化菌，应用于水处理生物脱氮领域，可以实现厌氧氨氧化途径的高总氮去除速率，厌氧氨氧化菌在总细菌中占有数量优势，自养厌氧氨氧化途径节省碳源和曝气能耗等实际应用价值。为了实现上述状态，本发明采用了以下技术方案。

一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法，其特征在于：富集培养后厌氧氨氧化菌在总细菌中占有数量优势并且可以实现厌氧氨氧化途径的高总氮去除速率。

一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法的技术方案如下：

1、一种基于反应速率调节流加速率的厌氧氨氧化菌富集方法，具体实施步骤如下：