[发明专利]一种基于改性玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于改性玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集方法及装置，属于污水生物处理的技术领域，其技术方案要点如下，包括以下步骤：S1.启动系统，将硝化污泥和厌氧氨氧化污泥混合后投加至已填充改性玄武岩纤维的反应器中，使污泥充分混合；S2.培养初期，将基质原水送入所述反应器内；同时开启循环水，循环流动；S3.对数生长期，采用程序设定控制原水基质进水速度，进行厌氧氨氧化菌的连续快速富集培养；本发明涉及的厌氧氨氧化菌的富集方法，可有效缩短厌氧氨氧化菌世代周期，短时间内实现高活性增殖，进行效率化厌氧氨氧化菌的富集培养，为新型生物脱氮技术的工程应用奠定基础。

技术领域

本发明涉及污水生物处理的技术领域，特别涉及一种基于改性玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集方法。本发明涉及的厌氧氨氧化菌的富集方法，可有效缩短厌氧氨氧化菌世代周期，短时间内实现高活性增殖，进行效率化厌氧氨氧化菌的富集培养，为新型生物脱氮技术的工程应用奠定基础。

背景技术

厌氧氨氧化脱氮技术的关键是厌氧氨氧化菌（Anammox菌）的富集培养。目前，尚未出现任何权威机构对Anammox菌进行成功提纯分离的相关报道，ATCC（美国典型培养物保藏中心）和NBRC（NITE生物资源中心）的菌种库也没有相关保存记录。近几年，国内外部分科研团队针对Anammox菌的基础研究层出不穷，普遍利用分子生物学手段对环境中（尤其是污废水处理工艺的活性污泥中）存在的Anammox菌进行了大量的实验探讨。然而，实验室研究或小规模工程应用研究过程中出现的瓶颈问题则是Anammox菌的快速富集方法及工艺稳定运行手段。其中，Anammox菌富集困难的主要原因是Anammox菌世代周期长（世代时间＞11日），繁殖速度慢，富集培养时间长达1年以上。针对此类增殖速度慢的厌氧微生物培养，为了防止菌群流失，一般采用间隙培养的方式进行菌群富集。而现有的间隙培养方式仍普遍存在Anammox菌增殖速度慢、菌体收率低、培养时间长、培养菌液的菌体浓度低、菌群增殖槽体积大等问题。

发明内容

本发明的第一个目的是提供本发明提出一种基于改性玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集方法，有效解决现有技术中存在的大多数瓶颈问题，具有Anammox菌增殖速度快、菌体收率高、培养时间短、培养菌液的菌体浓度高等优点；本发明的第二个目的是提出一种基于改性玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置，具有同样效果的同时，有效减少菌群增殖槽体积。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于改性玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集方法，包括以下步骤：

S1.启动系统，将放置1~2周的硝化污泥和厌氧氨氧化污泥按质量比（300~600）:1混合后投加至已填充改性玄武岩纤维的反应器中，使培养初期的污泥浓度达到3000~6000mg/L，封闭反应器，氮气曝气5~15 min，使污泥充分混合；

S2.培养初期，将基质原水送入所述反应器内；同时开启循环水，循环流动，保持循环水温度36~39 ℃；水力停留时间为10~30 h，以3~7天为一周期，间歇式曝气5~15 min；监测出水基质浓度，当基质浓度≤1/2进水基质浓度时，进入厌氧氨氧化菌对数生长期；

S3.对数生长期，采用程序设定控制原水基质进水速度，进行厌氧氨氧化菌的连续快速富集培养；

程序设定的原理公式为M=A×exp（K×T）；其中M为基质进料速度，A为培养初期设定的基质浓度，K为基质进料常数，T为厌氧氨氧化菌进入对数生长期后的培养天数；基质包括氨氮和亚硝态氮，所述基质浓度A范围为30~50 mg/L，基质进料常数K范围为0.08~0.12。

进一步的，改性玄武岩纤维填料采用的改性方法为物理涂覆法壳聚糖涂层改性或二乙胺基接枝改性方法中任意的一种。

进一步的，改性玄武岩纤维的直径为10~20 cm，适用pH范围为5~9，表面带正电荷范围为2~20 mv。