一种耐受含镍高氨氮含盐废水的厌氧氨氧化菌的培养方法技术

本发明专利技术公开了一种耐受含镍高氨氮含盐废水的厌氧氨氧化菌的培养方法，该方法包括：以厌氧氨氧化颗粒污泥为接种污泥，接种于厌氧氨氧化反应器中；以含Ni(II)和无机盐的模拟废水为进水，以NH4

A Culture Method of Anaerobic Ammonia-oxidizing Bacteria Tolerant to Nickel-containing High Ammonia-nitrogen Salt-containing Wastewater

The invention discloses a method for cultivating anaerobic ammonia oxidizing bacteria resistant to wastewater containing nickel and high ammonia nitrogen and salt. The method includes: inoculating anaerobic ammonia oxidizing granular sludge into an anaerobic ammonia oxidizing reactor, using simulated wastewater containing Ni (II) and inorganic salt as influent and NH4 as inoculating sludge.

【技术实现步骤摘要】
一种耐受含镍高氨氮含盐废水的厌氧氨氧化菌的培养方法
本专利技术涉及厌氧氨氧化菌培育
，尤其涉及一种耐受含镍高氨氮含盐废水的厌氧氨氧化菌的培养方法。
技术介绍
尽管微量的重金属普遍存在于生物体内，且常常是生物酶的必需成分，但是过量的重金属对微生物的活性和生长具有抑制甚至毒害作用。厌氧氨氧化作为一种新型生物脱氮工艺，其中担任主要使命的厌氧氨氧化菌也不例外，受废水中的重金属影响可能导致工艺的出水水质急剧恶化，脱氮效率下降，甚至菌体解体死亡，工艺运行失败。工业废水和市政污泥中常含有重金属Ni(II)，镍对于废水微生物而言，除了是生存的微量元素外，过量后存在毒害作用；会阻碍厌氧氨氧化菌的酶代谢等代谢过程，明显制约微生物胞外聚合物的分泌。目前，关于培养耐受型厌氧氨氧化菌的研究已有报道，例如：(1)申请公开号为CN101205526A的专利技术专利申请公开了上流式厌氧污泥床反应器快速培养厌氧氨氧化菌的方法，该方法包括在UASB反应器内挂膜，保留所富集的微生物；选取垃圾填埋场处理渗滤液SBR工艺中的活性污泥为接种污泥，接种的污泥量为反应器有效容积45～65％；采用恒温循环水浴控制反应区温度保持在32±1℃；采用人工合成废水，废水组分包括NH4Cl、NaNO2、MgSO4、KH2PO4、CaCl2、NaHCO3以及微量元素I和微量元素II，配水中NH4+-N和NO2--N的质量比控制为1:1.0～1:1.6；调节进水的pH为7.4～7.8。(2)申请公布号为CN105753150A的专利技术专利申请公开了一种耐铬厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法，该方法采用上流式厌氧污泥床反应器，以厌氧氨氧化颗粒污泥为接种源，以含氨氮和亚硝氮的模拟废水为进水，在厌氧、避光、温度为35±1℃、进水pH为8.10±0.14、水力停留时间为1.0～1.5h的条件下培养至反应器脱氮效率稳定在80％以上，然后向反应器进水中加入K2CrO4进行耐铬培养，完成耐铬厌氧氨氧化颗粒污泥的培养。但是，对于耐受含镍高氨氮含盐废水的厌氧氨氧化菌的培养方法还未见报道。
技术实现思路
本专利技术提供了一种耐受含镍高氨氮含盐废水的厌氧氨氧化菌的培养方法，该方法获得的厌氧氨氧化菌对含镍高氨氮含盐废水具有较强的耐受能力。具体技术方案如下：一种耐受含镍高氨氮含盐废水的厌氧氨氧化菌的培养方法，包括：(1)以厌氧氨氧化颗粒污泥为接种污泥，接种于厌氧氨氧化反应器中；(2)以含Ni(II)和无机盐的模拟废水为进水，以NH4+-N和NO2--N为进水基质，控制反应器中氮容积负荷以及无机盐和Ni(II)的浓度，采用分阶段运行方式进行厌氧氨氧化菌的培养，步骤如下：(a)第一阶段：保持进水基质中NH4+-N的浓度始终为70～280mgL-1，NO2--N的浓度始终为70～280mgL-1，且NH4+-N和NO2--N摩尔质量的比值为1:1；以维持出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下为目标，控制初始氮容积负荷和水力停留时间，调整Ni(II)的浓度为0.1～0.3mgL-1至反应器运行稳定；(b)第二阶段：保持Ni(II)的浓度为0.1～0.3mgL-1，加入2～3g/L无机盐，反应器运行稳定后，以维持出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下为目标，控制氮容积负荷，延长水力停留时间，并不断提升无机盐的浓度至18～20mgL-1；(c)第三阶段：第二阶段运行至NH4+-N和NO2--N的浓度均高于200mgL-1以上后，进入第三阶段，保持Ni(II)的浓度为0.1～0.3mgL-1，将无机盐的浓度降至0mgL-1，使反应器进入恢复期；恢复期间，调整进水基质中NH4+-N和NO2--N的浓度均由70mgL-1逐渐提升至280mgL-1，控制氮容积负荷和水力停留时间，维持出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下，至反应器运行稳定。厌氧氨氧化菌是指在缺氧条件下以亚硝酸盐为电子受体将氨氧化为氮气的过程中，由一类独特的、被称为“厌氧氨氧化菌”的专性厌氧微生物催化完成，其是细菌域浮霉菌门的成员。在厌氧氨氧化系统的运行过程中，Ni(II)主要作用是刺激微生物产生大量血红素，增加生物吸附，降低毒性，以抵御后期运行中蓄积的Ni(II)向胞内的渗透和长期毒害，保证细胞维持一定的活性；与此同时，厌氧氨氧化菌对盐度的生理适应也有可能是菌群演变，即耐盐菌逐渐成为优势菌，再配合不同阶段氮容积负荷的控制，使厌氧氨氧化污泥适应处理含Ni(II)含盐高氨氮废水的同时，维持较高的反应器运行稳定性。由于厌氧氨氧化菌对Ni(II)和盐非常敏感，进水含0.2mgL-1Ni(II)和2.5mgL-1盐时，就已经能够使反应器内厌氧氨氧化菌出现抑制效应。作为优选，步骤(1)中，厌氧氨氧化颗粒污泥的初始浓度为12～30gL-1；步骤(2)中，所述进水的pH为7.5～8.3。作为优选，所述Ni(II)的添加形式为NiCl2·6H2O、NiS或NiO；更优选，Ni(II)的添加形式为NiCl2·6H2O。作为优选，所述的无机盐为氯化钠。作为优选，步骤(a)中，氮容积负荷为6.5～7.5kgNm-3d-1，水力停留时间为1～2h。作为优选，步骤(b)中，氮容积负荷为6.5～7.5kgNm-3d-1，水力停留时间为7～9h；每次调整无机盐的浓度后，反应器的运行周期均为14～25天。步骤(c)中，氮容积负荷为1.0～2.0kgNm-3d-1，水力停留时间为7～9h；每次调整无机盐的浓度后，反应器的运行周期均为14～25天。上述方法可有效实现出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下的目标。作为优选，所述进水中还添加有无机盐缓冲溶液；无机盐缓冲溶液的各组分终浓度组成为：KH2PO48～10mgL-1，CaCl2·2H2O5～6mgL-1，MgSO4·2H2O290～310mgL-1，KHCO31240～1260mgL-1，溶剂为水。作为优选，所述进水中还添加有1.00～1.25mlL-1的微量元素Ⅰ配制液和1.00～1.25mlL-1的微量元素Ⅱ配制液；所述的微量元素Ⅰ配制液的组成为：EDTA5.0～6.0gL-1，FeSO49.1～9.2gL-1；所述的微量元素Ⅱ配制液的组成为：EDTA15.0～16.0gL-1，ZnSO4·7H2O0.40～0.45gL-1，CoCl2·6H2O0.20～0.25gL-1，MnCl2·4H2O0.95～1.00gL-1，CuSO4·5H2O0.20～0.25gL-1，NaMoO4·2H2O0.20～0.25gL-1，NiCl2·6H2O0.20～0.25gL-1，H3BO40.010～0.015gL-1。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过控制进水基质中NH4+-N和NO2--N浓度以及反应器中氮容积负荷、Ni(II)的浓度、无机盐的浓度和水力停留时间，实现了耐受含镍高氨氮含盐废水的厌氧氨氧化菌的培养，提供了一种耐受Ni(II)和无机盐的污泥驯化方法以及处理含Ni(II)和无机盐废水的反应器性能提升策略，提升了反应器抵抗含镍含盐废水不利影响的能力。附图说明图1为实施例1中不同运行时间下比厌氧氨氧化活性(SAA)的变化情况。图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐受含镍高氨氮含盐废水的厌氧氨氧化菌的培养方法，其特征在于，包括：(1)以厌氧氨氧化颗粒污泥为接种污泥，接种于厌氧氨氧化反应器中；(2)以含Ni(II)和无机盐的模拟废水为进水，以NH4+‑N和NO2‑‑N为进水基质，控制反应器中氮容积负荷以及无机盐和Ni(II)的浓度，采用分阶段运行方式进行厌氧氨氧化菌的培养，步骤如下：(a)第一阶段：保持进水基质中NH4+‑N的浓度始终为70～280mg L‑1，NO2‑‑N的浓度始终为70～280mg L‑1，且NH4+‑N和NO2‑‑N摩尔质量的比值为1:1；以维持出水中NH4+‑N和NO2‑‑N的含量均在10mg L‑1以下为目标，控制初始氮容积负荷和水力停留时间，调整Ni(II)的浓度为0.1～0.3mg L‑1至反应器运行稳定；(b)第二阶段：保持Ni(II)的浓度为0.1～0.3mg L‑1，加入2～3g/L无机盐，反应器运行稳定后，以维持出水中NH4+‑N和NO2‑‑N的含量均在10mg L‑1以下为目标，控制氮容积负荷，延长水力停留时间，并不断提升无机盐的浓度至18～20mg L‑1；(c)第三阶段：第二阶段运行至NH4+‑N和NO2‑‑N的浓度均高于200mg L‑1以上后，进入第三阶段，保持Ni(II)的浓度为0.1～0.3mg L‑1，将无机盐的浓度降至0mg L‑1，使反应器进入恢复期；恢复期间，调整进水基质中NH4+‑N和NO2‑‑N的浓度均由70mg L‑1逐渐提升至280mg L‑1，控制氮容积负荷和水力停留时间，维持出水中NH4+‑N和NO2‑‑N的含量均在10mg L‑1以下，至反应器运行稳定。...

【技术特征摘要】
1.一种耐受含镍高氨氮含盐废水的厌氧氨氧化菌的培养方法，其特征在于，包括：(1)以厌氧氨氧化颗粒污泥为接种污泥，接种于厌氧氨氧化反应器中；(2)以含Ni(II)和无机盐的模拟废水为进水，以NH4+-N和NO2--N为进水基质，控制反应器中氮容积负荷以及无机盐和Ni(II)的浓度，采用分阶段运行方式进行厌氧氨氧化菌的培养，步骤如下：(a)第一阶段：保持进水基质中NH4+-N的浓度始终为70～280mgL-1，NO2--N的浓度始终为70～280mgL-1，且NH4+-N和NO2--N摩尔质量的比值为1:1；以维持出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下为目标，控制初始氮容积负荷和水力停留时间，调整Ni(II)的浓度为0.1～0.3mgL-1至反应器运行稳定；(b)第二阶段：保持Ni(II)的浓度为0.1～0.3mgL-1，加入2～3g/L无机盐，反应器运行稳定后，以维持出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下为目标，控制氮容积负荷，延长水力停留时间，并不断提升无机盐的浓度至18～20mgL-1；(c)第三阶段：第二阶段运行至NH4+-N和NO2--N的浓度均高于200mgL-1以上后，进入第三阶段，保持Ni(II)的浓度为0.1～0.3mgL-1，将无机盐的浓度降至0mgL-1，使反应器进入恢复期；恢复期间，调整进水基质中NH4+-N和NO2--N的浓度均由70mgL-1逐渐提升至280mgL-1，控制氮容积负荷和水力停留时间，维持出水中NH4+-N和NO2--N的含量均在10mgL-1以下，至反应器运行稳定。2.如权利要求1所述的耐受含镍高氨氮含盐废水的厌氧氨氧化菌的培养方法，其特征在于，步骤(1)中，厌氧氨氧化颗粒污泥的初始浓度为12～30gL-1；步骤(2)中，所述进水的pH为7.5～8.3。3.如权利要求1所述的耐受含镍高氨氮含盐废水的厌氧氨氧化菌的培养方法，其特征在于，所述Ni(II)的添加形式为NiCl2·6H2O、NiS或NiO。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：金仁村，吴丹，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33