一种可降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌的培养方法

摘要

一种可降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌的培养方法，属于水环境恢复与再生领域。本发明分为两阶段：1）反应器适应阶段，向SBR反应器中接种1.0～5.0g vss/L的厌氧氨氧化颗粒污泥，配水培养；配水中，氨氮浓度为50～200mg/L，亚硝酸盐氮浓度为50～200mg/L，换水比为50%～80%，20～35℃，pH为7.40～8.00，反应时间由周期实验确定；2）驯化富集阶段，另添加挥发性脂肪酸，C/N质量比=0.1，一个周期延长2h；当化学计量比连续10个周期稳定，出水总氮含量连续10个周期低于15mg/L培养成功。经过该菌的处理，出水中的硝酸盐氮含量明显低于传统厌氧氨氧化出水中的，出水总氮含量易于达到一级A标准。

权利要求

1.一种可降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌的培养方法，其特征在于：

1）反应器适应阶段，向SBR反应器中接种1.0～5.0g vss/L的厌氧氨氧化颗粒污泥，配水培养；配水中，氨氮浓度为50～200mg/L，亚硝酸盐氮浓度为50～200mg/L，且氨氮浓度和亚硝酸盐氮浓度比值为1；换水比为50%～80%，反应器内部温度控制在20～35℃，pH为7.40～8.00，反应时间由周期实验确定，即从反应器运行开始，每隔1h测反应器中三氮的浓度，当亚硝酸盐氮浓度低于1mg/L时，反应结束，该过程所用时间即为一个周期的反应时间；总氮去除率连续7个周期超过80%，则认为接种的厌氧氨氧化颗粒污泥已适应此环境；

2）驯化富集阶段，配水中，氨氮浓度为50～200mg/L，亚硝酸盐氮浓度为50～200mg/L，且氨氮浓度和亚硝酸盐氮浓度比值为1，另添加挥发性脂肪酸，C/N质量比=0.1，一个周期的反应时间为从反应开始到亚硝酸盐氮浓度低于1mg/L所用时长再延长2h；以化学反应计量比，即总氮去除量和硝酸盐氮生成量的比值和出水总氮浓度为指标，当化学计量比连续10个周期稳定即变化量不大于1，出水总氮含量连续10个周期低于15mg/L，此类可降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌培养成功。

说明书

一种可降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌的培养方法

技术领域

[0001] 本发明属于水环境恢复与再生领域。经过该类可降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌的处理，出水中的硝酸盐氮含量明显低于传统厌氧氨氧化出水中的，出水总氮含量易于达到一级A标准。

背景技术

[0002] 污水脱氮原理、工艺众多，但厌氧氨氧化工艺为自养脱氮过程，同传统的脱氮过程相比，能够大幅度的节约能耗，无需外加碳源，且污泥产量小，具有广阔的发展前景。为了满足日益严格的污水排放标准，厌氧氨氧化工艺的大规模应用需要解决进水氨氮与亚氮配比以及少量硝氮生成等问题。

[0003] 通常认为有机物对厌氧氨氧化菌的代谢有抑制作用。但近些年，一些学者的研究表明，挥发性脂肪酸，可以参与到厌氧氨氧化菌的代谢活动中，促进厌氧氨氧化反应。Didem Güven（2004）等研究了一些常见有机物对厌氧氨氧化反应的影响，其研究结果表明挥发性脂肪酸对提高厌氧氨氧化活性有促进作用，并进一步证明了厌氧氨氧化反应和挥发性脂肪酸的氧化是两个分开的过程；Boran Kartal(2007a)等的使用同位素标记法研究表明在挥发性脂肪酸存在的条件下，厌氧氨氧化菌可还原硝酸盐氮为氨氮，其中间产物为亚硝酸盐氮，并计算得到硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮的速率为正常厌氧氨氧化反应速率的10%；Boran Kartal(2007b)等的研究表明挥发性脂肪酸在该类反应过程中不用于厌氧氨氧化菌细胞内物质的合成，仅提供电子，释放能量。已有的研究结果，扩大了厌氧氨氧化的代谢途径，概括如下：在挥发性脂肪酸不存在的条件下，厌氧氨氧化菌利用氨氮做为电子供体，亚氮作为电子受体，最终产生氮气。在挥发性脂肪酸存在的条件下，厌氧氨氧化菌除上述常规途径外，还可利用挥发性脂肪酸作为电子供体，硝酸盐氮或亚硝酸盐氮作为电子供体，最终生成氮气。在这一过程中挥发性脂肪酸仅提供电子，并不用作合成厌氧氨氧化菌细胞内物质。

发明内容

[0004] 本发明目的在于提供一种培养该类可降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌的方法。

[0005] 本发明实例中，使用乙酸钠和丙酸钠驯化此类厌氧氨氧化菌。

[0006] 本发明主要包括两个阶段：（1）反应器适应阶段；（2）配水驯化富集具有利用挥发性脂肪酸降解硝酸盐能力的厌氧氨氧化菌阶段。

[0007] 一种可降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌的培养方法，其特征在于：

[0008] 1）反应器适应阶段，向SBR反应器中接种1.0～5.0g vss/L的厌氧氨氧化颗粒污泥，配水培养；配水中，氨氮浓度为50～200mg/L，亚硝酸盐氮浓度为50～200mg/L，且氨氮浓度和亚硝酸盐氮浓度比值为1；换水比为50%～80%，反应器内部温度控制在20～35℃，pH为7.40～8.00，反应时间由周期实验确定，即从反应器运行开始，每隔1h测反应器中三氮的浓度，当亚硝酸盐氮浓度低于1mg/L时，反应结束，该过程所用时间即为一个周期的反应时间；总氮去除率连续7个周期超过80%，则认为接种的厌氧氨氧化颗粒污泥已适应此环境；

[0009] 2）驯化富集阶段，配水中，氨氮浓度为50～200mg/L，亚硝酸盐氮浓度为50～200mg/L，且氨氮浓度和亚硝酸盐氮浓度比值为1，另添加挥发性脂肪酸，C/N质量比=0.1，一个周期的反应时间为从反应开始到亚硝酸盐氮浓度低于1mg/L所用时长再延长2h；以化学反应计量比，即总氮去除量和硝酸盐氮生成量的比值和出水总氮浓度为指标，当化学计量比连续10个周期稳定即变化量不大于1，出水总氮含量连续10个周期低于15mg/L，此类可降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌培养成功。

[0010] 与传统的厌氧氨氧化工艺相比较，本发明具有以下有益效果：

[0011] 1.出水总氮易于达到一级A标准；

[0012] 2.由于可降解硝酸盐氮，应用这类厌氧氨氧化菌可缓解短程硝化比例难于控制的压力；附图说明：

[0013] 图1是本发明采用的反应器示意图

[0014] 图2是乙酸钠驯化实例中进水总氮和出水总氮随培养周期数增加的变化[0015] 图3是乙酸钠驯化实例中计量比和去除率随培养周期数增加的变化[0016] 图4是丙酸钠驯化实例中进水总氮和出水总氮随培养周期数增加的变化[0017] 图5是丙酸钠驯化实例中计量比和去除率随培养周期数增加的变化具体实施方式

[0018] 反应器适应阶段，向SBR反应器中接种1.0～5.0g vss/L的厌氧氨氧化颗粒污泥，配水培养；配水中，氨氮浓度为50～200mg/L，亚硝酸盐氮浓度为50～200mg/L，且氨氮浓度和亚硝酸盐氮浓度比值为1；换水比为50%～80%。

[0019] 实施例1 乙酸钠驯化

[0020] 试验装置为SBR反应器，如图1所示，有效容积6L。搅拌速度为能使反应器中全部颗粒随水流运动且水面不起漩涡，反应器内部温度控制在28±2℃，pH为7.45～7.70，一个周期的反应时间为48h。经过3个周期培养后，反应器在进水TN=205mg/L的条件下，去除率连续7个周期超过80%。从第11个周期开始添加乙酸钠，添加量按C/N=0.1，即20mg/L。经过11个周期的培养，出水总氮含量和反应计量比满足标准，平均值分别为14.47mg/L和20，并又连续稳定运行10个周期，认为利用乙酸钠降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌驯化成功。

[0021] 实施例2 丙酸钠驯化

[0022] 反应器及控制参数同上。经过4个周期的培养，反应器在进水TN=200mg/L的条件下，去除率连续7个周期超过80%。从第12个周期开始添加丙酸钠，添加量按C/N=0.1，即20mg/L。经过14个周期的培养，出水总氮含量和反应计量比满足标准，平均值分别为14.61mg/L和21，并又连续稳定运行10个周期，认为利用丙酸钠降解硝酸盐氮的厌氧氨氧化菌驯化成功。