一种耐低温亚硝酸细菌的富集培养方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种耐低温亚硝酸细菌的富集培养方法，是以工业含氨废水作为培养液，采用投加亚硝酸细菌生长促进剂的方式对富含硝化菌的活性污泥进行富集培养，培养过程采用常温和低温培养交替进行的方式，常温培养温度为18～40℃，低温培养温度为8～18℃；所述亚硝酸细菌生长促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和Na

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温亚硝酸细菌的富集培养方法及其应用
本专利技术属于微生物培养
，具体涉及一种耐低温亚硝酸细菌的富集培养方法及其在废水处理中的应用。
技术介绍
在生物脱氮过程中，通过亚硝酸细菌将氨氮转化为亚硝酸盐氮而后直接进行反硝化的过程称为亚硝酸型生物脱氮。与传统生物脱氮技术相比，亚硝酸型生物脱氮技术因能缩短水力停留时间、可节省25%的能耗和40%的碳源、同时可以减少剩余污泥处理量而成为污水生物脱氮领域新的研究热点。该技术的关键就是维持稳定的亚硝酸盐积累。目前大多数研究结果表明，通过控制外界条件如温度、溶解氧、pH和污泥龄等因素可以实现硝化过程中亚硝酸盐积累，但出现亚硝酸盐积累后难以维持其长期稳定存在。CN1785843A公开了一种实现低C/N比高浓度氨氮废水短程硝化的方法，该方法是利用厌氧颗粒污泥培育的硝化颗粒污泥作为接种物、采用逐渐提高基质氨氮浓度来实现的，厌氧颗粒污泥虽然具有培养速度快的优点，但在后续的好氧短程硝化过程中，仍然存在短程硝化向全程硝化转化的不足。CN101423290A公开了一种常温下全程硝化生物脱氮系统实现短程硝化的方法，该方法分为4个阶段，每一个阶段的DO水平都控制的0.5～0.8，主要是通过控制限氧曝气使系统DO处于较低水平，在同时含有亚硝酸菌和硝酸菌的系统中保持亚硝酸菌的正常代谢和增殖，不断抑制硝酸菌活性，最终实现短程硝化。然而在实际污水处理过程中，即使供氧量相同，由于生物量的不同及生物活性的不同导致硝化过程的耗氧量也不同，以及大型生物反应器很难达到溶解氧非常均匀的效果，所以DO水平很难有效控制在0.5～0.8mg/L这个范围，一旦溶解氧浓度没有控制好就会影响短程硝化的稳定性。富集培养亚硝酸细菌则是实现亚硝酸型生物脱氮技术的有效途径，可以解决单纯依靠外界条件难以实现稳定的亚硝酸盐积累难题。CN201010221247.8公开了一种亚硝化优势菌群的培养方法，以及CN201410141638.7公开了一种亚硝化细菌的培养液及制备和培养方法。以上专利技术虽然实现了亚硝酸细菌的富集培养，但是在我国北方地区的冬季因低温影响，活性污泥中脱氮微生物的生长繁殖速率和生物活性都会大幅度降低，无法实现有效地生物脱氮。CN201310296780.4公开了一种耐低温自养硝化菌剂的富集及其在废水处理中的应用，CN201310296747.1公开了一种耐低温异养同步硝化反硝化菌剂的富集及其在废水处理中的应用，以上专利技术虽然实现了耐低温自养硝化菌剂和异养硝化反硝化菌剂的富集，但所获得的菌体仍然不能适用于低温条件下的亚硝酸型生物脱氮工艺过程中。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种耐低温亚硝酸细菌的富集培养方法及其应用。本专利技术是通过采用投加亚硝酸细菌生长促进剂并配合常温和低温交替运行的方式实现的，所获得的菌体适应范围宽、处理效果好，能够在低温条件下实现亚硝酸型生物脱氮。本专利技术耐低温亚硝酸细菌的富集培养方法，是以工业含氨废水作为培养液，采用投加亚硝酸细菌生长促进剂的方式对富含硝化菌的活性污泥进行富集培养，培养过程采用常温和低温培养交替进行的方式进行耐低温亚硝酸细菌的驯化，常温培养温度为18～40℃，优选为25～35℃，低温培养温度为8～18℃，优选为10～15℃；所述亚硝酸细菌生长促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和Na2SO3，其中金属盐为40～100重量份，优选为50～80重量份，多胺类物质为5～30重量份，优选为10～20重量份，有机酸羟胺为0.05～1.5重量份，优选为0.1～1.0重量份，Na2SO3为10～40重量份，优选为20～30重量份；所述的金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成。本专利技术所述亚硝酸细菌生长促进剂中，金属盐可以为钙盐、铁盐和铜盐，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为（5～15）:（1～8）:（0.5～5），优选为（8～12）:（2～6）:（1～4）；或者是钙盐、镁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩尔比为（5～15）:（5～25）:（0.5～5），优选为（8～12）:（10～20）:（1～4）；或者是钙盐、镁盐、铁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为（5～15）:（5～25）:（1～8）:（0.5～5），优选为（8～12）:（10～20）:（2～6）:（1～4）。本专利技术所述亚硝酸细菌生长促进剂中，钙盐为CaSO4或者CaCl2，镁盐为MgSO4或者MgCl2，铜盐为CuSO4或者CuCl2，铁盐为FeSO4或者FeCl2。本专利技术所述亚硝酸细菌生长促进剂中，多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物。所述有机酸羟胺为甲酸羟胺、乙酸羟胺或者两者的混合物。有机酸羟胺的加入可以使羟胺作为底物直接参与亚硝酸细菌的代谢过程、缩短酶促反应进程，而且可以作为羟胺氧还酶的激活剂加速细胞生长。此外，有机酸羟胺可以释放出有机酸，有利于增强羟胺在低氧环境下的还原性，提高亚硝化率。本专利技术所述工业含氨废水包括所有的含有氨氮和COD的废水，其中氨氮浓度为100～500mg/L，COD（Cr法，以下同）浓度为50～1000mg/L。本专利技术所述富含硝化菌（同时含有亚硝酸细菌和硝酸细菌）的活性污泥可以是本领域常用的一切曝气池内的活性污泥，优选处理过含氨污水的活性污泥，以20%～40%（污泥30分钟沉降比）的接种量接种。本专利技术所述亚硝酸细菌的富集培养方法中，每一批次更换培养液的同时补加亚硝酸细菌生长促进剂，按照培养体系中促进剂浓度10～50mg/L进行投加，优选20～40mg/L进行投加。本专利技术所述采用常温与低温培养交替进行的方式，是指在常温下进行一定时间的培养，优选进行1～10个批次的培养，加速亚硝酸细菌的快速繁殖；然后在低温下进行一定时间的培养，优选进行1～10个批次的培养，驯化亚硝酸细菌的耐低温能力；通过常温与低温的交替培养，富集培养获得耐低温亚硝酸细菌。本专利技术优选在常温培养过程中当更换培养液后在相同培养时间内连续3～5个批次氨氮去除率均大于90%以上时转为低温培养，当低温培养过程中连续3～5个批次菌体浓度不再降低时转入常温培养，此常温和低温培养交替进行2～6次，结束一个周期的培养，收获菌体。常温培养和低温培养的条件为：溶解氧浓度为1～5mg/L，优选为2～3mg/L；pH为7.0～9.0，优选为7.8～8.5。本专利技术富集培养的耐低温亚硝酸细菌在废水处理中的应用，可用于处理各种工业含氨废水，其中氨氮浓度为100～500mg/L，COD浓度为50～500mg/L；废水处理温度为8～20℃，溶解氧浓度为1～5mg/L，pH为7.0～9.0。本专利技术富集培养的菌体投加到污水处理厂使用后，可以在冬季低温条件下实现稳定的亚硝酸生物脱氮工艺。与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：（1）本专利技术通过添加亚硝酸细菌生长促进剂配合常温和低温交替培养的方式，可以使得在常温下大量繁殖的亚硝酸细菌不断经历低温驯化，菌体适应温度变化的能力显著增强，所获得的菌体适应范围宽、处理效果好，能够在低温条件下实现高效脱氨氮并维持稳定的亚硝酸盐积累。（2）有机酸羟胺和Na2SO3的配合加入，有助于控制体系的溶解氧，二者的配合加入有助于抑制亚硝酸盐氮进一步转化成硝酸盐氮。（3）本专利技术通过选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐低温亚硝酸细菌的富集培养方法，是以工业含氨废水作为培养液，采用投加亚硝酸细菌生长促进剂的方式对富含硝化菌的活性污泥进行富集培养，培养过程采用常温和低温培养交替进行的方式进行耐低温亚硝酸细菌的驯化，常温培养温度为18～40℃，低温培养温度为8～18℃；所述亚硝酸细菌生长促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和Na

【技术特征摘要】
1.一种耐低温亚硝酸细菌的富集培养方法，是以工业含氨废水作为培养液，采用投加亚硝酸细菌生长促进剂的方式对富含硝化菌的活性污泥进行富集培养，培养过程采用常温和低温培养交替进行的方式进行耐低温亚硝酸细菌的驯化，常温培养温度为18～40℃，低温培养温度为8～18℃；所述亚硝酸细菌生长促进剂包括金属盐、多胺类物质、有机酸羟胺和Na2SO3，其中金属盐为40～100重量份，多胺类物质为5～30重量份，有机酸羟胺为0.05～1.5重量份，Na2SO3为10～40重量份；所述的金属盐由钙盐、铜盐、镁盐和/或亚铁盐组成。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述亚硝酸细菌生长促进剂中，金属盐为钙盐、铁盐和铜盐，其中Ca2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为（5～15）:（1～8）:（0.5～5）；或者是钙盐、镁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+和Cu2+的摩尔比为（5～15）:（5～25）:（0.5～5）；或者是钙盐、镁盐、铁盐和铜盐，其中Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为（5～15）:（5～25）:（1～8）:（0.5～5）。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述亚硝酸细菌生长促进剂中，钙盐为CaSO4或者CaCl2，镁盐为MgSO4或者MgCl2，铜盐为CuSO4或者CuCl2，铁盐为FeSO4或者FeCl2。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述亚硝酸细菌生长促进剂中，多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机酸羟胺为甲酸羟胺、乙酸羟胺或者两者的混合物。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：高会杰，孙丹凤，郭志华，赵胜楠，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11