一种耐盐性厌氧氨氧化污泥的脉冲式驯化方法技术

本发明专利技术公开了一种耐盐性厌氧氨氧化污泥的脉冲式驯化方法，包括步骤：(1)在反应器内接种厌氧氨氧化颗粒污泥，泵入进水，进水中NH

A pulse acclimation method for salt tolerant anaerobic ammoxidation sludge

【技术实现步骤摘要】
一种耐盐性厌氧氨氧化污泥的脉冲式驯化方法
本专利技术涉及污泥驯化
，具体涉及一种耐盐性厌氧氨氧化污泥的脉冲式驯化方法。
技术介绍
城市废水与工业废水中氮素的排放是驱动水体富营养化的重要因素。与此同时，许多此类废水往往又伴随着较高的盐度。据不完全统计，在全球所产生的工业废水中有5％为高盐度废水。盐度的升高会引起渗透压的升高。超过1％的盐度即会对微生物产生渗透压胁迫，从而抑制微生物的代谢活性。这就为含盐废水的生物处理进程带来了挑战。事实上，含盐废水往往通过物理方法进行处理。尽管物理法可以取得良好的处理效果，但其经济效益却不尽如人意。厌氧氨氧化是指在厌氧条件下，以亚硝酸盐为电子受体，将氨氧化为氮气的生物反应。与传统的硝化-反硝化生物脱氮进程相比，厌氧氨氧化工艺在保持高效脱氮的同时无需曝气、无需外加碳源。这使得厌氧氨氧化工艺被认为是具有广阔前景的生物脱氮工艺。此外，厌氧氨氧化工艺在高盐度废水的脱氮方面也展现出了巨大的潜力。CandidatusScalindua属的厌氧氨氧化细菌甚至可以在盐度高达204gNaClL-1的环境中生存。目前，常采用两种策略以实现基于厌氧氨氧化工艺的高盐度含氮废水的脱氮。一种是对淡水型厌氧氨氧化细菌进行耐盐性驯化，另一种则为海洋型厌氧氨氧化细菌的富集。由于其更广泛的菌种来源，实际操作中多采用对淡水型厌氧氨氧化细菌进行耐盐性驯化的方法。耐盐性驯化是指缓慢增加污水中的盐度，不断提升渗透压至期望值的微生物培养过程。每一次盐度的增加都意味着一批微生物的淘汰，这直接影响了驯化的结果。因此，驯化策略往往是决定耐盐性驯化效果的重要因素之一。寻求一种稳定且高效的耐盐性厌氧氨氧化污泥驯化策略对于高盐度含氮废水的生物脱氮进程有着重要的推动意义。
技术实现思路
针对本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种耐盐性厌氧氨氧化污泥的脉冲式驯化方法，通过合理的规划驯化过程中各阶段的盐度水平，快速地对耐盐型厌氧氨氧化细菌进行选择与富集，从而成功地在相同时间下驯化出更多的耐盐性厌氧氨氧化菌。本专利技术为基于厌氧氨氧化工艺的高盐度废水脱氮进程提供新的方法与思路。一种耐盐性厌氧氨氧化污泥的脉冲式驯化方法，包括步骤：(1)在反应器内接种厌氧氨氧化颗粒污泥，泵入进水，进水中NH4+-N和NO2--N质量浓度比为1:1，在厌氧、避光、30～36℃条件下运行至稳定；(2)向进水中加入盐离子，采用脉冲式的方法分阶段改变盐离子的浓度，对耐盐型厌氧氨氧化细菌进行选择与富集，每一驯化阶段均运行相同时间，以步骤(1)为第一个驯化阶段，所述驯化阶段总数不少于5，且第二驯化阶段的盐离子浓度为厌氧氨氧化活性半抑制盐离子浓度的0.7～1.5倍，第三驯化阶段的盐离子浓度为所述第二驯化阶段的盐离子浓度的40％～60％，后续各驯化阶段逐级提高进水中盐离子浓度直至达到目标浓度，完成耐盐性厌氧氨氧化污泥的驯化。本专利技术初次盐度调整阶段中保持相对较高的盐离子浓度，具体可参考盐离子对厌氧氨氧化活性的半抑制浓度，第二次盐度调整阶段中降低盐离子浓度，随后逐步提升盐离子浓度至目标浓度。采用上述脉冲式添加策略进行盐离子浓度的提升可在初始阶段有效的将盐度耐受性低的微生物淘汰，从而快速地对耐盐型厌氧氨氧化细菌进行选择；随后降低盐离子浓度有利于耐盐型厌氧氨氧化细菌的富集。作为优选，所述反应器为升流式厌氧污泥床反应器，有利于整个驯化过程中厌氧状态的保持。作为优选，所述反应器内接种厌氧氨氧化颗粒污泥的浓度为10～15g-1VSSL-1。VSS为可挥发悬浮固体。作为优选，所述厌氧氨氧化颗粒污泥中的优势菌属为CandidatusKuenenia。作为优选，所述进水的pH为7.6～7.8，该pH最适合厌氧氨氧化细菌的培养。作为优选，所述进水含有(NH4)2SO4，NaNO2，NaH2PO4，CaCl2·2H2O，MgSO4·7H2O，NaHCO3，微量元素I储备液和微量元素II储备液。所述微量元素I储备液由EDTA和FeSO4配制而成。所述微量元素II储备液中含有：EDTA，ZnSO4·7H2O，CoCl2·6H2O，MnCl2·4H2O，CuSO4·5H2O，NaMoO4·2H2O，NiCl2·6H2O和H3BO4。上述进水中含有厌氧氨氧化细菌生长所需的营养物质，适宜厌氧氨氧化细菌的生长。作为优选，所述进水的水力停留时间为1.5～2.0h。作为优选，所述第二驯化阶段的盐离子浓度为厌氧氨氧化活性半抑制盐离子浓度的0.9～1.1倍。作为优选，第四驯化阶段的盐离子浓度与所述第二驯化阶段的盐离子浓度相同。作为优选，所述盐离子以NaCl的形式加入，所述目标浓度不超过30gL-1，防止驯化目标浓度过高导致驯化失败。作为优选，所述每一驯化阶段运行时间不少于14天，避免驯化时间过短从而导致驯化结果不理想。在一优选例中，所述盐离子以NaCl的形式加入，不同驯化阶段进水中NaCl浓度分别为0.00gL-1、10.00gL-1、5.00gL-1、10.00gL-1、25.00gL-1。在上述驯化方法下，当盐度达到驯化的目标浓度25.00gNaClL-1时，反应器的氮去除速率NRR达到2.27±0.30kgNm-3d-1，明显高于常规驯化方法下的1.75±0.23kgNm-3d-1。本专利技术与现有技术相比，主要优点包括：本专利技术通过合理规划驯化过程中各阶段的盐度水平，在初始阶段有效的将盐度耐受性低的微生物淘汰，从而快速地对耐盐型厌氧氨氧化细菌进行选择与富集，最终取得良好的驯化结果。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。(1)采用有效容积为1.5L的升流式厌氧污泥床反应器，接种厌氧氨氧化颗粒污泥0.6L后，将反应器置于35±1℃恒温室中，厌氧避光运行，水力停留时间为2.0h，总氮负荷视反应器运行情况进行调整，本实施例中为6.72～3.36kgNm-3d-1。初始进水组分为：其中，微量元素I储备液组成为：EDTA5.00gL-1，FeSO49.14gL-1。微量元素II储备液组成为：初始进水的pH为7.6～7.8。(2)在初始进水中(NH4)2SO4与NaNO2的浓度均为280mgL-1的条件下培养14天后，反应器的总氮去除率达到91.5％，经测定反应器内部厌氧氨氧化污泥的比厌氧氨氧化活性为187.9±5.11mgNgVSS-3d-1，优势菌种为CandidatusKueneniastuttgartiensis，表明反应器成功启动并运行稳定，具备了盐度驯化的条件。(3)本实施例中采用脉冲式添加策略分阶段改变盐离子的浓度，具体方法如下：(A)根据NaCl对厌氧氨氧化活性的半抑制浓度，在进水中添加1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐盐性厌氧氨氧化污泥的脉冲式驯化方法，其特征在于，包括步骤：/n(1)在反应器内接种厌氧氨氧化颗粒污泥，泵入进水，进水中NH

【技术特征摘要】
1.一种耐盐性厌氧氨氧化污泥的脉冲式驯化方法，其特征在于，包括步骤：
(1)在反应器内接种厌氧氨氧化颗粒污泥，泵入进水，进水中NH4+-N和NO2--N质量浓度比为1:1，在厌氧、避光、30～36℃条件下运行至稳定；
(2)向进水中加入盐离子，采用脉冲式的方法分阶段改变盐离子的浓度，对耐盐型厌氧氨氧化细菌进行选择与富集，每一驯化阶段均运行相同时间，以步骤(1)为第一个驯化阶段，所述驯化阶段总数不少于5，且第二驯化阶段的盐离子浓度为厌氧氨氧化活性半抑制盐离子浓度的0.7～1.5倍，第三驯化阶段的盐离子浓度为所述第二驯化阶段的盐离子浓度的40％～60％，后续各驯化阶段逐级提高进水中盐离子浓度直至达到目标浓度，完成耐盐性厌氧氨氧化污泥的驯化。


2.根据权利要求1所述的耐盐性厌氧氨氧化污泥的脉冲式驯化方法，其特征在于，所述反应器为升流式厌氧污泥床反应器。


3.根据权利要求1所述的耐盐性厌氧氨氧化污泥的脉冲式驯化方法，其特征在于，所述反应器内接种厌氧氨氧化颗粒污泥的浓度为10～15g-1VSSL-1。

【专利技术属性】
技术研发人员：金仁村，张权，付瑾瑾，范念斯，吴庆元，谌金艳，黄宝成，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33