硝化细菌培养促进剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种硝化细菌培养促进剂，包括金属盐、多胺类物质和有机酸羟胺，以重量份计，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0.5～15重量份，优选为2～10重量份；所述的金属盐为钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，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）。该促进剂配方简单，制备容易，可以用于硝化细菌的培养过程中，也可以直接投加到污水处理系统中，使硝化细菌能在短时间内快速生长繁殖，所培养的硝化细菌活性高、耐受冲击能力强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物
，具体涉及一种硝化细菌培养促进剂及其制备方法和应用。
技术介绍
生物脱氮方法中，无论是传统的硝化-反硝化，还是新型的短程硝化-反硝化及短程硝化-厌氧氨氧化都需经过硝化细菌的硝化作用脱除氨氮。硝化细菌属于化能营养型微生物。生物细胞只能利用以ATP等形态保存的能量，不能直接利用化学反应所释放的自由能。在好氧代谢中，ATP主要通过呼吸链的氧化磷酸化作用合成。氨氧化磷酸化效率很低，所能产生的ATP非常有限，这些能量主要用于电子跃迁到较高能级，这使得硝化细菌生长很缓慢，世代期为8~36h。硝化细菌的细胞壁中肽聚糖含量低，蛋白质和脂肪含量高，因此对环境变化比较敏感，自然界中天然的硝化细菌适应性和耐受性比较差，在很多条件下无法与异养型微生物在生长竞争中取得优势。污水处理系统中，当活性污泥中硝化细菌含量较低时，依靠调节溶解氧和pH等环境条件无法在较短时间内快速生长繁殖，最终导致现有运行的污水处理系统脱除氨氮能力有限，在工业上通常可以采用向污水处理系统中直接投放培养好的高浓度硝化细菌来解决这一问题。无论是直接在污水处理系统中培养硝化细菌还是在污水处理系统外培养硝化细菌，都需要添加促进生长的物质，才能加快硝化细菌的生长速率。从生化水平上看，硝化反应是涉及氨单加氧酶、羟胺氧还酶和亚硝酸盐氧化酶共同催化的代谢途径，并伴随着复杂的物质和能量转化。采用生物促进剂来提高硝化细菌中这些酶的活性，则是解决硝化细菌生长慢的有效途径之一，同时可以加快硝化反应进程。目前关于生物促进剂的研究很多，CN200510111874.5、CN200510111876.4、CN200510111877.9和CN200510111875.X分别提出了利用不同的金属盐组合而成的硝化菌生长促进剂，主要成分包括糖蜜、金属盐（亚铁盐、锰盐、钙盐和镁盐）和吸附剂。使用该促进剂后氨氮去除率可以提高20%以上。但由于吸附剂主要是沸石粉、硅藻土、粉末活性炭或粉煤灰等物质，这些吸附剂的投加势必会增大污泥产量。CN201110315549.6公开了一种短程硝化反硝化颗粒污泥的培养方法，其特征是定期投加5~15mg/L羟胺；CN201010168453.7公开了一种快速启动缺氧氨氧化生物滤池的方法，其特征是步骤（2）中投加羟胺，诱导接种污泥向缺氧氨氧化生物膜转变，以上专利技术主要是利用羟胺对亚硝酸盐氧化菌的抑制作用，促进短程硝化作用。CN201410141638.7公开了一种亚硝化细菌的培养液及制备和培养方法，其培养液配方比较复杂，除了涉及铁、钙、钾、镁等提供细胞生长的元素，还涉及钴、钼、锰、锌等促进酶合成的元素。
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硝化细菌培养促进剂及其制备方法和应用。该促进剂配方简单，制备容易，可以用于硝化细菌的培养过程中，也可以直接投加到污水处理系统中，使硝化细菌能在短时间内快速生长繁殖，所培养的硝化细菌活性高、耐受冲击能力强。本专利技术硝化细菌培养促进剂，包括金属盐、多胺类物质和有机酸羟胺，以重量份计，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0.5~15重量份，优选为2~10重量份；所述的金属盐为钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，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）。本专利技术所述的钙盐为CaSO4或者CaCl2，优选CaSO4；镁盐为MgSO4或者MgCl2，优选MgSO4；亚铁盐为FeSO4或者FeCl2，优选FeSO4；铜盐为CuSO4或者CuCl2，优选CuSO4。本专利技术所述的多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物。本专利技术所述有机酸羟胺为甲酸羟胺、乙酸羟胺或者两者的混合物。本专利技术所述硝化细菌培养促进剂的制备方法，包括如下内容：（1）按照以下组成及重量份制备金属盐溶液：金属盐为40~100重量份，优选为50~80重量份，所述的金属盐为钙盐、亚铁盐和铜盐，金属盐中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）；（2）使用前将5~30重量份，优选为10~20重量份的多胺类物质和0.5~15重量份，优选为2~10重量份的有机酸羟胺加入到金属盐溶液中。本专利技术步骤（1）所述的钙盐为CaSO4或者CaCl2，优选CaSO4；镁盐为MgSO4或者MgCl2，优选MgSO4；亚铁盐为FeSO4或者FeCl2，优选FeSO4；铜盐为CuSO4或者CuCl2，优选CuSO4。本专利技术步骤（2）所述的多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物。本专利技术步骤（2）所述羟胺类物质为甲酸羟胺、乙酸羟胺或者两者的混合物。本专利技术所述的硝化细菌培养促进剂可以用于硝化细菌的培养过程，可以用于提高污水处理系统的氨氮去除效果，还可以用于含氨系统的快速启动及受冲击系统的快速恢复。具体需要根据污水性质、处理量和处理效果确定投加量。在使用过程中，首先将促进剂溶解，然后按照污水中促进剂浓度10~100mg/L进行投加。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、利用金属盐所提供的金属离子作为硝化细菌生长所需要的元素，同时作为酶的组份提高酶的活性，可以快速降解底物，加速酶促反应进程。多胺类物质与金属离子共同作用，可以加快细胞增殖，并能够提高所收获菌体的沉降性和稳定性，延长菌体使用寿命。2、有机酸羟胺的加入可以作为羟胺氧还酶的基质直接参与硝化细菌的代谢过程、缩短酶促反应进程，加速细胞生长。此外，有机酸羟胺释放出的有机酸还有利于某些异养硝化细菌的生长，有利于发挥硝化细菌的群体效应，有助于提高菌群降解污染物的能力。3、本专利技术通过选择硝化细菌培养促进剂的组成物质和配比，在金属盐、多胺类物质及有机酸羟胺的共同作用下，实现快速培养硝化细菌的目的。本专利技术解决了硝化细菌生长慢的问题，同时还可以加快硝化反应进程，提高废水的处理效果。使用促进剂后硝化细菌的生长速率可以增加10~100倍，含氨废水的氨氮去除率可以提高30%以上，还能很好地解决受冲击的污水处理系统硝化脱氨氮能力的快速恢复问题。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术方案进行详细说明。实施例1~6和比较例1-7的硝化细菌培养促进剂的配方见表1。表1促进剂的配方及比例以某污水处理厂的活性污泥作为接种物对硝化细菌进行富集培养，培养30天后，采样镜检活性污泥中硝化细菌浓度最高达到3.0×105个/ml（细菌计数板计数），此后按照表1的配方配置一定浓度的溶液后分别向实施例1~10投加，每次投加后使得富集培养液中组合物浓度为10mg/L，培养20天后，采样镜检活性污泥中硝化细菌的浓度，并分析污泥的SV30，具体结果见表2。表2采用不同配方促进剂的处理效果实例硝化细菌数量，个·mL-1污泥沉降比SV30，%实施例17.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硝化细菌培养促进剂，其特征在于包括金属盐、多胺类物质和有机酸羟胺，以重量份计，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0.5~15重量份；所述的金属盐为钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为（5~15）:（5~25）:（1~8）:（0.5~5）。

【技术特征摘要】
1.一种硝化细菌培养促进剂，其特征在于包括金属盐、多胺类物质和有机酸羟胺，以重量份计，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0.5~15重量份；所述的金属盐为钙盐、镁盐、亚铁盐和铜盐，Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为（5~15）:（5~25）:（1~8）:（0.5~5）。
2.按照权利要求1所述的培养促进剂，其特征在于：金属盐为50~80重量份，多胺类物质为10~20重量份，有机酸羟胺为2~10重量份，Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+的摩尔比为（8~12）:（10~20）:(2~6):（1~4）。
3.按照权利要求1或2所述的培养促进剂，其特征在于：钙盐为CaSO4或者CaCl2，镁盐为MgSO4或者MgCl2，亚铁盐为FeSO4或者FeCl2，铜盐为CuSO4或者CuCl2。
4.按照权利要求1或2所述的培养促进剂，其特征在于：钙盐为CaSO4，镁盐为MgSO4，亚铁盐为FeSO4，铜盐为CuSO4。
5.按照权利要求1或2所述的培养促进剂，其特征在于：多胺类物质为精胺、亚精胺或者两者的混合物。
6.按照权利要求1或2所述的生长促进剂，其特征在于：有机酸羟胺为甲酸羟胺、乙酸羟胺或者两者的混合物。

【专利技术属性】
技术研发人员：高会杰，孙丹凤，郭志华，赵胜楠，郭宏山，
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大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11